Çalıştırılan bir valf, çalışması için bir güç kaynağı gerektiren mekanik bir cihaz tarafından çalıştırılır. Bazı olası güç kaynakları manuel, elektrik, pnömatik (basınçlı hava), hidrolik (yağ akışı) ve yaydır. Aktüatörler doğrusal veya döner olabilir.
Turvafit'in web sitesinde, ihtiyaçlarınıza en uygun ürün ve hizmeti seçebilmeniz için satın almadan önce bunlar hakkında bilgi edinmenize yardımcı olacak birçok bilgi bulunmaktadır. Aktüatörlü vana hizmetleri veya ürünleri hakkında herhangi bir bilgiye ihtiyaç duyduğunuzda, Turvafit sizin için en uygun seçenektir. Turvafit'te bizler, bu ekipmanlarla ilgili tüm sorularınızı yanıtlamak için her zaman hazırız.
Aktüatörlü Valflerin Temelleri
Aktüatörlü vanalar, bir açma veya kapama hareketine yanıt olarak açılıp kapanan mekanizmalara sahip olanlardır. Manuel olarak çalıştırılan bir valf, birisinin valf gövdesine bağlı doğrudan veya dişli bir mekanizma kullanarak çalıştırmasını gerektirir. Öte yandan, güç tahrikli aktüatörler gaz, hidrolik veya elektrik basıncıyla çalıştırılır, bu da büyük vanaların hızlı ve uzaktan çalıştırılmasını mümkün kılar.
Çoğu zaman, otomatikleştirilmiş bir süreçteki son aşama, akışı, seviyeyi veya başka bir işlemi kontrol eden güçle çalışan aktüatörlerin kullanımı olabilir. Sadece vananın açılıp kapanması için gerekli olan ve ara konumlandırmaya izin verenler ile vananın konumunu uzaktan göstermek için kullanılabilenler gibi farklı aktüatör tipleri mevcuttur.
Her tür proses tesisi, özellikle otomasyon içerenler olmak üzere tahrikli valfler kullanır. Atıksu arıtma tesislerinde, enerji santrallerinde, rafinerilerde, madencilikte, nükleer santrallerde ve gıda fabrikalarında kullanılırlar. Aktüatörlü vanalar proses otomasyonunda önemli bir rol oynar. Otomatik valfler çeşitli boyutlarda ve tasarımlarda mevcuttur. Çapları bir inçin onda biri ile birkaç fit arasında değişen tahrikli valfler vardır.
Farklı endüstriler, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli amaçlar için aktüatörlü valfler kullanır:
Aç - Kapa
Bir vana kapatma vanası olarak kullanılıyorsa, açık veya kapalı olacak ve hiçbir ara konum korunmayacaktır.
Konumlandırma
Ara konumlar kullanılarak boru hattı boyunca statik bir akış da oluşturulur. Boru hattının çalışma süresi de aç-kapa görevinde olduğu gibi sınırlıdır.
Modülasyonlu
Kapalı döngü uygulamaları, aktüatörlerinin istenen akış hızını ayarlamak gibi değişen koşullara yanıt olarak sık sık ayarlanması gerekliliği ile karakterize edilir. Bu uygulamaların birkaç saniyede bir ayarlanması gerekir. Bir açma-kapama veya konumlandırma cihazıyla karşılaştırıldığında, bir güç aktüatörü daha büyük taleplerle karşı karşıyadır. Aktüatörler, yüksek sayıda çalıştırma aktüatörü kontrol doğruluğunu etkilemeyecek şekilde tasarlanmalıdır.
Aktüatörlü Valflerin Çalışma Prensibi
Aktüatörlü valflerin çalışma prensipleri, aktüasyon mekanizmalarına bağlı olarak farklılık gösterir.
Lineer Aktüatör
Doğrusal aktüatörler, doğrusal kuvvetle açılıp kapanabilen vanaları çalıştırır. Bu tür valflere bazen "yükselen gövdeli" valfler denir. Bu ilke, küresel vanalar , sürgülü vanalar, yükselen gövdeli küresel vanalar ve kontrol vanaları için geçerlidir. İki tip lineer aktüatör vardır: pistonlar ve diyaframlar.
Diyaframlı Aktüatör
Diyafram aktüatörü, bir silindirin veya bölmenin kenarına yerleştirilmiş, hava basıncının her iki taraftan girmesine izin vererek kauçuğu ileri veya geri iten bir lastik parçasıdır. Basınç uygulandığında hareket edebilmesi için diyaframın merkezine bağlı bir çubuk vardır. Çubuk, vananın miline bağlanır, böylece vana doğrusal olarak hareket edebilir. Doğrusal olarak hareket ederek, vana açılabilir veya kapanabilir.
Diyaframlı aktüatörlerin, vananın hareket ve itme gereksinimlerinin düşük olduğu orta basınçlar için uygun olduğu güvenle kabul edilebilir.
Pistonlu Aktüatör
Bir pistonlu aktüatör, çalışmak için silindirin uzunluğu boyunca hareket eden bir piston kullanır. Pistonun hareketi sonucunda pistonun uyguladığı kuvveti supap miline iletir. Pistonlu aktüatör, basınç, hareket mesafesi ve itme kuvveti açısından diyaframlı aktüatöre göre bazı avantajlar sunar.
Yay Tabanlı Aktüatör
Yay kullanımı, güç olmadığında tanımlanmış bir davranış sağlar. Çoğu durumda bu, spesifikasyonların arkasındaki itici güçtür ve güvenlik olayları söz konusu olduğunda büyük önem taşır. Bir hava kompresörü (aktüatörün hareket etmek için kullandığı basınçlı havayı sağlamak için kullanılır) kapanarak güç kaybına neden olabilir. Vanayı açan veya kapatan ve güç tekrar gelene kadar açık veya kapalı tutan aktüatörün içindeki bir yaydır.
Bir aktüatörün çalışmasını açıklamak için "arıza açma" veya "arıza kapama" terimleri kullanılabilir. Bir yedek güç kaynağı olmadan, bir elektrik kesintisi sırasında bir aktüatör sabit kalacaktır.
Otomatikleştirilebilen bir vananın tipik bir örneği, tapa tipi kontrol vanasıdır. Küvetteki bir tıkacın gidere itilme şekline benzer bir hareket kullanarak, bir darbe hareketi bir tıkacı bir tıkaç tutucudaki tıkaç yuvasına bastırır. Tapayı orta basınca karşı tutmak ve hareket ettirmek için itme ünitesinin aynı miktarda itme kuvveti sağlaması zorunludur.
Aktüatörlü Valf Çeşitleri
Valf aktüatörleri seçilirken çalıştırma ve otomasyon için gerekli tork dahil olmak üzere çeşitli faktörler dikkate alınır. En yaygın aktüatör türleri manuel el çarkları, manuel kaldıraçlar, elektrik motorları, pnömatikler, solenoidler, hidrolik pistonlar ve kendinden tahrikli olanlardır. Manüel kollar ve el çarkları haricinde, tüm aktüatörler otomatik çalıştırma ile donatılabilir.
Aktüatörlü bir vanayı çalıştırmak için bir güç kaynağı gereklidir. Güç kaynağı aşağıdakilerden biri olabilir:
Manuel Tahrikli Vanalar
Manuel aktüatör, kolları, dişlileri veya tekerlekleri kullanarak valf gövdesini hareket ettirir. Elle çalıştırılırlar. Bir manuel aktüatörün çalıştırılması genellikle kolaydır, maliyeti daha düşüktür ve bağımsızdır. Sorun şu ki, manuel olarak çalıştırılamayan birçok büyük valf var ve bu valflerden bazıları, manuel olarak çalıştırılamayacakları uzak konumlarda, tehlikeli ortamlarda veya düşmanca ortamlarda bulunuyor.
Nadiren, güvenlik nedeniyle bir vananın kapanmasının elle çalıştırılan bir aktüatörün yapabileceğinden daha hızlı olması gerekir.
Manuel aktüatörlerde vana herhangi bir konuma yerleştirilebilir ancak otomatik olarak çalıştırılamaz. El çarkları en yaygın kullanılan mekanik aktüatörlerdir. Bu kategoride gövdelere sabitlenen el çarkları, çekiç tipi el çarkları ve çarklar dişlilerle gövdelere bağlanmıştır.
Mile Sabitlenmiş El Çarkları
Mile takılan el çarkı yalnızca mekanik bir avantaj sağlar. Yüksek çalışma sıcaklıkları bu valflerin bağlanmasına ve çalışmasını zorlaştırmasına neden olur.
Çekiç Çarkı
Tekerleğin dönüşünün bir kısmında, çekiç el çarkı serbestçe hareket eder ve ardından ikincil tekerlek üzerindeki bir çıkıntı araya girer. Bu ikincil tekerlek, valf miline bağlıdır. Valfi sıkı bir şekilde kapatmak için vurarak kapatmak veya kapalı sıkışmışsa açmak mümkündür.
Manuel Şanzıman
Elle çalıştırılan valflerin mekanik avantajını artırmak için valf kapağına manuel olarak çalıştırılan dişliler takılabilir. Ekli bir anahtar veya el çarkı, iki kişi gerektiğinde valfi dişli avantajından yararlanmadan bir kişinin çalıştırmasını sağlar.
Büyük valflerde, çalışma süresi olağanüstü uzundur çünkü pinyonun bir dönüşünün oluşturulması için valf gövdesinin birkaç kez döndürülmesi gerekir. Valf pinyon miline bağlı portatif bir hava motoru, valfin çalışma süresini azaltır.
Pnömatik Tahrikli Vanalar
Pnömatik valf aktüatörlerine güç sağlamak için hava (veya diğer gazlar) basıncı kullanılır. Pnömatik aktüatörlere güç sağlamak için basınçlı, kuru ve temiz hava kullanılabilir. Sıkıştırılmış gaz regülatörleri gibi bazı regülatör tiplerinde, besleme basıncı proses gaz akışından gelir ve atık gaz atmosfere verilir veya daha düşük basınçlı sistemlere boşaltılır. Çeyrek dönüşlü veya lineer vanalar pnömatik aktüatörlerle çalıştırılabilir.
Pnömatik aktüatörler ile otomatik veya yarı otomatik valf çalışması mümkündür. Aktüatörler, mile bağlı bir diyaframa veya pistona basınç uygulayarak hava sinyallerini valf gövdesi hareketine dönüştürür. Otomatik işlemler, hava sinyallerini kontrol etmek için devre kullanıldığında elde edilir. Hava kontrol vanalarına giden devrenin montajında manuel bir şalter vasıtasıyla yarı otomatik bir çalışma gerçekleştirilir.
Hızlı hareket gerektiren kısma valflerinde, aç-kapa konumlandırma için pnömatik aktüatörler kullanılır.
Bir pistona veya körüklü diyaframa hava basıncı uygulayarak, bir valf miline doğrusal bir kuvvet uygulanır. Çeyrek dönüşlü bir kanatlı aktüatör kullanarak tork üreterek çeyrek dönüşlü bir vanayı çalıştırmak mümkündür. Yay kapalı veya yay açık olan pnömatik aktüatörler, yayların üstesinden gelmek için hava basıncı uygulanarak hareket ettirilir.
Hava, vananın açılıp kapanması için "çift etkili" bir aktüatörde farklı girişlere uygulanır.
Doğrudan etkili aktüatörler, hava basıncı ile kapatılan ve yay hareketi ile açılan aktüatörler olarak tanımlanır. Öte yandan, ters etkili bir aktüatör, valfi hava basıncıyla açan ve yay hareketiyle kapatan bir aktüatördür.
Hidrolik Tahrikli Vanalar
Akışkan basıncı, hidrolik aktüatörler tarafından harekete çevrilir. Hidrolik sıvı su veya yağ olabilir. Pnömatik aktüatörlerle aynı şekilde lineer vanalarda ve çeyrek turlu vanalarda kullanılırlar. Sürgülü vanalar ve glob vanalar için, pistona etki eden sıvı basıncı tarafından doğrusal itme oluşturulur. Çeyrek dönüşlü bir aktüatör, çeyrek dönüşlü bir vanaya dönme hareketi uygular.
Hidrolik aktüatörlerde, acil bir durumda vanayı otomatik olarak açan veya kapatan arıza emniyetli mekanizmalar mevcuttur. Hidrolik basınç bağımsız bir pompa tarafından üretilebilir. Aktüatörlerin sıvı ile uyumlu olması koşuluyla, su pompa istasyonları gibi uygulamalarda sıvıların işlenmesiyle hidrolik basınç üretilebilir.
Pnömatik aktüatörlere benzer şekilde, hidrolik aktüatörler yarı otomatik veya otomatik valf konumlandırma sağlar. Bu aktüatörler, bir piston aracılığıyla bir sinyal basıncını valf gövdesi hareketine dönüştürür. Pistonun her iki tarafına bir hidrolik sıvı beslenir ve pistonun diğer tarafı boşaltılır veya havası alınır.
Tipik olarak solenoid valfler, hidrolik sıvıyı bir valfi açmaya veya kapatmaya yönlendiren otomatik bir kontrol cihazı olarak işlev görür. Hidrolik sıvıyı kontrol etmek için manuel valfler de kullanabilir, böylece yarı otomatik çalışma sağlayabilirsiniz.
Elektrikle Çalışan Vanalar
Bir elektrikli aktüatör, bir elektrik motoru kullanarak bir valfi çalıştırır. Toksik değildirler, enerji tasarrufludurlar ve sessizdirler. Bununla birlikte, elektrik kullanılabilirliği her zaman garanti edilmez ve bu da sorun yaratabilir. Piller ayrıca onlara güç sağlamak için kullanılabilir.
Elektrik motorları ile çalışan vanalar manuel, yarı otomatik ve otomatik olarak çalıştırılabilir. Çoğu durumda, motorlar açma-kapama işlevleri için kullanılır, ancak vanayı herhangi bir keyfi açılışta da konumlandırabilirler.
Çoğu durumda motor ters çevrilebilir ve yüksek hızlıdır, bir dişli dizisi aracılığıyla bağlanır, böylece gövdedeki torku artıracak kadar motorun hızını azaltır. Disk dönüş yönü, motorun dönüş yönüne bağlıdır.
Örneğin, bir kontrol sistemi motoru çalıştırdığında yarı otomatik elektrikli çalıştırma mümkündür. Valf, dişli grubuna takılabilen bir el çarkı aracılığıyla manuel olarak çalıştırılabilir. Bir limit anahtarı, valf tamamen açıldığında veya tamamen kapandığında motoru otomatik olarak durdurur. Limit anahtarları, valfi istenen konuma getirerek fiziksel olarak veya motora tork uygulayarak burularak etkinleştirilir.
Yay Tahrikli Vanalar
Aktüatörler bir yayı yerinde tutar. Tek bir anormallik oluştuğunda veya elektrik kesildiğinde yay serbest kalır ve valf çalışır. Bu cihazlar kullanımdan sonra sıfırlanamadığı için acil durumlar gibi tek seferlik kullanım için tasarlanmıştır. Bir elektrik kaynağına bağlı olmadıklarından, sınırlı pil gücüyle veya bir elektrik kesintisinden sonra otomatik olarak çalıştırılabilirler.
Kendinden Tahrikli Vanalar
Kendinden tahrikli valfler, valfin nasıl konumlandırılacağını belirlemek için sistem sıvısına güvenir. Kendinden tahrikli valf türleri arasında tahliye valfleri, emniyet valfleri, çek valfler ve buhar kapanları bulunur. Bu valflerin tümü, sistem sıvısının bazı özellikleri tarafından kontrol edilir. Bu vanaların çalışması için harici bir güç kaynağına ihtiyaç yoktur.
Solenoid Tahrikli Vanalar
Solenoidle çalıştırılan bir valf, otomatik açma ve kapamaya izin verir. Solenoidle çalıştırılan valfler için, geçersiz kılma manuel olarak konumlandırıldığı sürece valfin manuel olarak konumlandırılmasına izin veren bir manuel geçersiz kılma da vardır. Solenoidler kullanılarak valf, gövdeye bağlı bir manyetik sümüklüböcek çekilerek konumlandırılır. Tek bir solenoid valfe güç uygulandığında, yay basıncı salyangozun hareketine karşı çıkar.
Bu valfleri, solenoide giden güç valfi açıp kapatacak şekilde ayarlamak mümkündür. Yay, solenoidden güç kesildiğinde valfi önceki konumuna geri döndürür. Uygun solenoid'e güç uygulayarak hem açma hem de kapama sağlamak için iki solenoid kullanma imkanı vardır.
Solenoidin enerjisi kesildiğinde, tekli solenoid valfler ya arızalanabilir ya da arızalanabilir. Yay basıncı ile arıza açma solenoid valfleri açılır ve solenoid'e enerji verilerek valf kapatılır. Arızalı bir solenoid valf yay basıncıyla kapanır ve solenoid'e enerji vererek açılır.
Tipik olarak, bir çift solenoid valf "olduğu gibi" arızalanır. Bununla, her iki solenoidin enerjisi kesildiğinde valf konumu değişmez.
Solenoid valf, pnömatik valf aktüatörleri için kullanılanlar gibi hava besleme sistemlerinde yaygın olarak kullanılır. Pnömatik aktüatöre hava beslemesini kontrol ederek solenoid valfler, pnömatik tahrikli valfin konumunu kontrol eder.
Vana Konum Göstergesi
Tesisin bilgili çalışması için belirli vanaların konumu operatörlere belirtilmelidir. Bu vanalar, vanaların uzaktan açık veya kapalı olduğunu gösteren uzak vana konum göstergeleri ile donatılmıştır.
Uzak valf konumu gösterge devrelerinde gövde ve disk konumunu veya aktüatör konumunu algılamak için bir konum detektörü kullanılır. Valfin konumu algılamak için fiziksel olarak hareket ettirildiği mekanik limit anahtarları, bir tür konum detektörüdür.
İkinci tip manyetik anahtar, manyetik çekirdeğindeki değişiklikleri algılayarak valf hareketi ile çalıştırılmasına izin veren bir transformatör veya anahtardır.
Lokal valf konumu göstergesi, valfin konumunu belirten görsel olarak fark edilebilir herhangi bir özelliğidir. Gövde konumu, yükselen gövde valfinin konumunu gösterir. Bazı yükselmeyen gövdeli valfler, valf çalışmasıyla birlikte valf aktüatörü tarafından çalıştırılan küçük mekanik işaretçiler ile donatılmıştır.
Lokal valf konumu göstergesi sağlamak için güçle çalıştırılan valflerde genellikle mekanik bir işaretçi kullanılır. Bununla birlikte, bazı valflerin konum göstergesi yoktur.