Pnömatik valf pozisyoner nasıl çalışır?

Pnömatik vana pozisyonlayıcısı, bir kontrol vanasının milini, bir kontrolörden veya manuel yükleme istasyonundan alınan 3 ila 15 PSI hava basıncı sinyaline göre konumlandırmak için kullanılan bir cihazdır.

Pnömatik Vana Pozisyonlayıcısı, güvenilir ve doğru kontrol vanası çalışmasını sağlayan bir aktüatörü çalıştırmak için hava basıncını artırmak veya azaltmak için kullanılır.

Pnömatik vana pozisyonlayıcıları kuvvet dengesi prensibiyle çalışır.

Bu kuvvet dengesi prensibinde, hazne, enstrüman havası girişi, kontrol sinyali çıkışı ve egzoz için üç porta sahiptir.

Kaldıraç kolundaki basınç, harici bir sensör aracılığıyla esnek bir diyafram tarafından değiştirilir veya düzenlenir.

Sensör, kaldıraç kolunun sağ ucuna bastığında, kaldıraç kolunun sol ucu yukarı kalkarak hava besleme vanasını açar.

Sonuç olarak, hem haznedeki basınç hem de çıkış borusundaki kontrol sinyali artar ve bu da kontrol edilen cihazın hareket etmesine neden olur.

Haznedeki hava basıncı arttıkça, diyafram, sistem daha yüksek basınçta tekrar dengeye gelene ve hava besleme vanası kapanana kadar sensörün basıncına karşı yukarı doğru zorlanır.

Bir pozisyonlayıcının bir kontrol vanasındaki ana rolü veya amacı, PLC ile aktüatör arasında, regülasyon vanasını açıp kapatmak için milin konumunu doğru bir şekilde düzenlemek için bir arayüz oluşturmaktır.

Belirli bir devre için bir kontrol vanasında kullanılan bir pozisyonlayıcı bir çevirmen gibi davranır. PLC dilini karşılık gelen aktüatör diline dönüştürür.

Bu, pozisyonlayıcının verilen 4 ila 20 mA DC akım sinyalini orantılı bir 3 ila 15 PSI hava basıncı sinyaline dönüştürdüğü anlamına gelir.

Pnömatik vana pozisyonlayıcısının çalışma prensibi burada açıklanmaktadır.

Pnömatik pozisyonlayıcı, dahili bir I-P sensörü içerir.

Bu sensörlerin çalışma prensibi genellikle, alınan elektrik sinyalinin, bir iç dönüşüm mekanizması aracılığıyla mekanik harekete dönüştürüldüğü ve bunun da bir basınç çıktısı ürettiği elektromanyetik veya piezoelektrik etkiye dayanır.

I-P sensörlerinin performans parametreleri arasında tepki hızı, doğrusallık, tekrarlanabilirlik ve kararlılık bulunur ve bunlar, I-P sensörleri seçerken ve uygularken dikkate alınması gereken önemli faktörlerdir. Ek olarak, uzun süreli kararlı çalışmayı sağlamak için, I-P sensörünün ayrıca iyi çevresel uyarlanabilirliğe ve parazit önleme yeteneğine sahip olması gerekir.

Genel olarak, bu I-P sensörü, verilen bir 4mA DC akım sinyalini 3 PSI pnömatik sinyale ve 20mA DC akım sinyalini 15 PSI pnömatik sinyale dönüştürür.

Ancak, bu pnömatik sinyaller ara aralıkta orantılıdır, bu nedenle 3 ila 15 PSI arasındaki hava basıncına pnömatik sinyal diyoruz.

Şimdi, PLC'nin kontrol vanasını %50 açması için, PLC'nin elektro-pnömatik vana pozisyonlayıcısına 12 mA DC akım sinyali göndermesi gerektiğini ve ardından pozisyonlayıcının alınan 12 mA akım sinyalini karşılık gelen 9 PSI pnömatik sinyale dönüştürdüğünü ve bu pnömatik sinyalin doğrudan aktüatöre gönderileceğini anlayabiliriz.

Vana pozisyonlayıcısına başka bir giriş olarak enstrüman havası kaynağı gereklidir. Enstrüman için hava kaynağı, vana pozisyonlayıcısına temiz hava sağlamak için bir hava filtresi ve regülatör aracılığıyla filtrelenir ve düzenlenir. (Gerçek çalışma koşullarında, pnömatik vana pozisyonlayıcısı, giriş havası safsızlıklar içerdiği veya temiz hava olmadığı için kullanılır, bu da pnömatik vana pozisyonlayıcısının arızalanmaya yatkın olmasının yaygın bir nedenidir.)

Yeterli enstrüman havası basıncını kullanarak, vana pozisyonlayıcısı, istenen basınç sinyalini doğru miktarda aktüatör hareketine dönüştürebilir.

Pozisyonlayıcının ayrıca, vananın milini istenen aralıkta açıp kapatmak için hassas bir şekilde konumlandırmak için geri bildirim alması gerekir. Bu geri bildirim, bir mekanik cihaz aracılığıyla kontrol vanasından pozisyonlayıcıya gönderilir. Bu şekilde, pozisyonlayıcı, aktüatördeki mili hareket ettirmek için gereken basınç miktarını belirler.

Vana pozisyonlayıcısı, bir kontrol vanasını istenen bir ayar noktasına kısan bir cihazdır.

Bir giriş sinyali ve bir geri bildirim sinyali, vana pozisyonlayıcısının iki girişidir.

Giriş sinyali, pozisyonlayıcı için ayar noktasını sağlayan kontrol sinyalidir, geri bildirim sinyali ise kontrol vanasının mevcut konumunu gösterir.

Giriş sinyali, pnömatik kontrol sisteminin körükleri tarafından sağlanır. Giriş sinyali arttıkça, körükler genişler ve kiriş üzerinde etki eder. Kiriş döner ve nozülle ilişkili bölmeyi hareket ettirir.

Bölmenin konumu değiştikçe, nozüle giden basınç da buna göre değişir ve pnömatik röleyi çalıştırır.

Bu aşamada, bir basınç-basınç dönüştürücümüz giriş olarak vardır. Bir pozisyonlayıcı oluşturmak için, geri bildirim olmalıdır. Geri bildirim, kontrol vanasının giriş sinyaline yanıt verdiğini ve vana konumunun verilen giriş sinyaliyle tutarlı olduğunu doğrular. Burada, mekanik bileşenler, kontrol vanasından pozisyonlayıcıya geri bildirim sinyalini sağlar.

Kam, vana hareketiyle dönen bir kola takılıdır. Geri bildirim sinyali de kiriş üzerinde etki ederek körüklerdeki giriş sinyaliyle bir reaksiyon kuvveti oluşturur.

Cihaza giden giriş sinyali artarsa, körükler tekrar kiriş üzerinde etki edecek ve vana kapağını nozüle yaklaştıracaktır. Nozul ve çıkış basıncı arttıkça, vana hareket eder ve kamdan gelen geri bildirim kirişin diğer tarafında etki eder ve flaperi nozülden uzaklaştırır.

Kiriş, toplama elemanı olarak adlandırılır. Hem giriş hem de geri bildirim toplama kirişi üzerinde etki eder ve sürekli olarak birbirleriyle karşılaştırılır.

Kuvvetler eşitse, nozül ve flaper arasındaki ilişki sabit kalır ve ünitenin çıkış basıncı sabit kalır.

Vana konumu daha sonra sabit kalır. Kuvvetlerden biri değişirse, vana konumu, iki kuvvet tekrar dengelenene kadar nozül ve çıkış basıncındaki değişikliğe göre tekrar ayarlanır.

Pozisyonlayıcı doğru kalibre edilmişse, vana konumu verilen kontrol sinyaline karşılık gelecektir.

Bir örnek verelim:

3 ila 15 PSI kullanarak bir kontrol sinyali girin.

Yukarıdaki tabloya bakınız.

• 3 PSI'lik bir kontrol sinyali ile vana tamamen %0 açıktır.
• 9 PSI'lik bir kontrol sinyali ile vana %50 hareket eder.
• 15 PSI'lik bir kontrol sinyali ile vana her zaman %100 kapalıdır.

Pozisyonlayıcı, kontrol vanasının vana sürtünmesini ve vana konumu sapmalarına neden olabilen proses kuvvetlerini aşmasını sağlar.

Mil konumuna ek olarak, bir kontrol vanası pozisyonlayıcısı kullanmanın birçok başka faydası vardır. Yüksek hassasiyetli pozisyonlayıcılar, uyumsuz kontrol sinyallerini barındırmak için genellikle piston aktüatörlerinin kısma kontrolünü elde etmek için kullanılır. Kontrol vanalarının doğru kapanmasını sağlamak, bölünmüş aralıklı kontrol gerçekleştirmek ve kontrol vanalarının kazanç özelliklerini değiştirmek.

Ve 3 ana vana pozisyonlayıcı türü vardır: 1) Pnömatik vana pozisyonlayıcıları; 2) Elektro-pnömatik (EP) vana pozisyonlayıcıları; ve 3) Dijital vana pozisyonlayıcıları. Bu makale burada esas olarak pnömatik vana pozisyonlayıcısı ile ilgili çalışmadır.

• Düz stroklu kontrol vanalarında, vana pozisyonlayıcısı genellikle pnömatik aktüatörün dış veya üst gövdesine monte edilir.
• Açı stroklu kontrol vanalarında, vana pozisyonlayıcısı genellikle milin veya şaftın ucuna yakın bir yere monte edilir.

Pozisyonlayıcı, vana miline veya miline mekanik olarak bağlanır.