L'accoppiamento di un attuatore elettrico con una valvola a globo non è la stessa cosa che accoppiare un attuatore elettrico con valvole a sfera o a farfalla. La differenza è che lo stelo si muove in direzione lineare e non in un movimento rotatorio.movimento rotatorio.
Se il tipo di attuatore viene selezionato in modo errato, la valvola non funzionerà affatto o si usurerà molto più rapidamente del previsto.
Il motivo per cui le valvole a globo richiedono un altro tipo di attuatore
Mentre la maggior parte delle valvole ruota solo di un quarto di giro dalla posizione aperta a quella chiusa, le valvole a globo utilizzano un altro meccanismo per controllare il flusso. Le valvole a globo funzionano muovendo il loro stelo verso l'alto o verso il basso mentre girano il volantino.
Muovendosi su e giù in questo modo, saranno necessarie diverse rotazioni complete dell'albero di uscita dell'attuatore per azionare la valvola. Potrebbero essere necessarie da cinque a 30 o anche più rotazioni per valvole più grandi.
Questo è il motivo per cui è impossibile per un attuatore elettrico di una valvola a globo essere un attuatore a quarto di giro. Una valvola a globo semplicemente non può funzionare senza un attuatore multi-giro.
IL attuatore multi-giro funziona con lo stelo della valvola a globo utilizzando ingranaggi per ridurre la velocità e aumentare la coppia.
Spinta dello stelo vs Coppia di rotazione
Le applicazioni di valvole a quarto di giro trattano la coppia di rotazione. Le applicazioni di valvole a globo aggiungono un altro concetto: la spinta dello stelo.
L'attuatore deve produrre una coppia di rotazione sufficiente all'albero di uscita che il riduttore la converta in spinta lineare per posizionare il tappo contro l'anello di sede.
A pressioni più elevate, il requisito di forza di tenuta aumenta. Questo è il motivo per cui i dati di coppia di un produttore di valvole per una valvola a globo sono diversi dai dati per una valvola a sfera della stessa dimensione.
On/Off vs Modulante: Quale ti serve?
Questa domanda si presenta quasi in ogni progetto di valvola a globo. La risposta dipende da ciò che si chiede alla valvola di fare, e i due tipi di controllo non sono intercambiabili.
Controllo On/Off
Gli attuatori on/off azionano la valvola completamente aperta o completamente chiusa su un segnale binario. Non esiste una posizione intermedia.
Sono adatti per applicazioni di isolamento in cui il processo necessita sempre della valvola in uno dei due stati.
L'isolamento dell'acqua di alimentazione della caldaia, le linee di bypass della pompa e le valvole di ingresso del serbatoio sono esempi tipici. Più semplici da specificare, tipicamente meno costosi e facili da mantenere.
Controllo modulante
Gli attuatori modulanti posizionano la valvola ovunque nel suo intervallo di movimento. Accettano un segnale di controllo continuo, tipicamente 4-20mA o 0-10V DC, e si spostano nella posizione corrispondente.
Un segnale di 12mA su un sistema da 4-20mA posiziona la valvola a circa il 50 percento di corsa.
Regolazione del flusso, circuiti di controllo della temperatura e modulazione della pressione richiedono tutti controllo modulante.
UN attuatore elettrico per valvola a globo in servizio modulante necessita di un posizionatore integrale. Il posizionatore confronta il segnale di controllo in ingresso con la posizione effettiva della valvola e corregge eventuali deviazioni.
Senza di esso, l'attuatore non può mantenere una posizione accurata in condizioni di processo variabili.
I sistemi HVAC sono uno degli ambienti più comuni per la modulazione attuatori per valvole a globo. I circuiti di acqua refrigerata e acqua calda li utilizzano per mantenere i setpoint di temperatura ambiente variando il flusso attraverso le serpentine.
Negli impianti di processo, lo stesso principio si applica al controllo della temperatura del reattore e ai sistemi di acqua di raffreddamento.
La serie “AOX-M” è progettata per azionare valvole con rotazione multigiro a 360°, come valvole a saracinesca e valvole a globo.
SAPERNE DI PIÙDimensionamento: Quanta coppia serve a una valvola a globo?
Il dimensionamento della coppia per un attuatore valvola a globo segue una sequenza specifica. Saltare qualsiasi passaggio comporta il rischio di sottodimensionamento, che porta allo stallo dell'attuatore, o di sovradimensionamento, che spreca budget e può danneggiare la guarnizione della valvola.
Passaggio 1: Ottenere i dati di coppia del produttore della valvola
Il produttore della valvola fornisce i requisiti di coppia o spinta per la specifica dimensione della valvola, classe di pressione e tipo di guarnizione. Questo è l'unico punto di partenza affidabile.
Le tabelle generiche dei cataloghi degli attuatori non sono un sostituto. La scheda tecnica effettiva della valvola tiene conto della forza di tenuta del sedile, dell'attrito della guarnizione e dell'efficienza della filettatura dello stelo in modi che le stime generali non possono fare.
Passaggio 2: Identificare la condizione operativa peggiore
I requisiti di coppia delle valvole a globo non sono costanti. Di solito raggiungono il picco in due punti: l'apertura dalla posizione completamente chiusa e la chiusura finale. Entrambi devono essere verificati. Il valore più alto determina la selezione dell'attuatore.
Anche la temperatura influisce su questo. Le guarnizioni in PTFE si comprimono in modo diverso a temperature elevate. Le valvole in servizio con vapore o liquidi ad alta temperatura possono mostrare una coppia di avviamento significativamente più elevata rispetto a valvole simili in servizio a temperatura ambiente con la stessa classe di pressione.
Passaggio 3: Applicare il margine di sicurezza e verificare il tempo di corsa
Un fattore di sicurezza da 1,25 a 1,5 è standard per la maggior parte delle applicazioni industriali. Moltiplicare la coppia della valvola peggiore per il fattore di sicurezza per ottenere la coppia di uscita minima richiesta dall'attuatore.
Per il servizio modulante, è sensato optare per 1,5. Gli attuatori modulanti funzionano continuamente e subiscono un'usura cumulativa maggiore rispetto alle unità on/off.
Alcune applicazioni specificano anche un tempo di corsa massimo. Una valvola di bypass di una turbina a vapore potrebbe dover chiudere in 15 secondi per proteggere le apparecchiature a valle.
La velocità di uscita dell'attuatore, misurata in giri dello stelo al minuto, deve corrispondere al tempo di corsa richiesto.
Attuatori elettrici multi-giro AOX coprono coppie di uscita da 30 Nm a 6.000 Nm, con impostazioni di tempo di esecuzione regolabili che consentono di adattare la velocità di corsa ai requisiti di processo.
Errori comuni nell'abbinamento di attuatori con valvole a globo
La maggior parte dei problemi di abbinamento risale a un piccolo numero di errori ricorrenti.
Utilizzo di dati di coppia di una dimensione di valvola errata
I requisiti di coppia scalano con la dimensione della valvola. Una valvola a globo da 2 pollici e una valvola a globo da 4 pollici con la stessa classe di pressione non hanno requisiti di coppia simili.
Utilizzare sempre la scheda tecnica per la specifica dimensione della valvola installata, non una dimensione vicina della stessa famiglia di prodotti.
Ignorare il tipo di premistoppa
La guarnizione in grafite produce un attrito significativamente maggiore rispetto al PTFE alla stessa dimensione dello stelo.
Un attuatore dimensionato per guarnizioni in PTFE potrebbe bloccarsi su una valvola con guarnizioni in grafite se non fosse stata aggiunta una tolleranza aggiuntiva.
Il tipo di premistoppa deve essere confermato prima di finalizzare la selezione, non scoperto dopo la messa in servizio.
Attrito del premistoppa e spinta dello stelo — PTFE vs Grafite flessibile
La guarnizione in grafite flessibile può generare fino a 2,5 volte superiore attrito dello stelo rispetto allo standard guarnizione in PTFE a temperature elevate. 180 °C (350 °F), aumenta.
Quando si specifica un attuatore elettrico multi-giro per valvole a globo a vapore ad alta pressione o qualsiasi servizio con guarnizioni in grafite, Fattore di sicurezza ≥ 1,5 volte alla rated del produttore della valvola spinta di breakaway — non la coppia nominale di marcia — per evitare il blocco dell'attuatore all'avvio a freddo.
Vapore / Globo con guarnizione in grafite → Spinta dell'attuatoremin = Spinta di breakaway nominale × 1.5 (usare 1.25 solo per servizio in ambiente con guarnizioni in PTFE)Invia la tua scheda tecnica della valvola per un dimensionamento gratuito della spinta e dell'attrito delle guarnizioni AOX
Carica la dimensione della valvola, la classe, il tipo di guarnizione e la temperatura del fluido — ti restituiremo il modello multi-giro AOX esatto, la coppia richiesta in Nm e il tempo di corsa entro 1 giorno lavorativo.
Supponendo che l'attuatore gestisca il controllo di modulazione senza un posizionatore
UN valvola a globo con attuatore elettricos in servizio di modulazione necessita di un posizionatore. Alcuni attuatori lo includono di serie. Altri richiedono un'unità esterna.
Supporre la capacità di modulazione senza confermare l'inclusione del posizionatore è un errore di specifica comune ed evitabile, e che di solito emerge durante la messa in servizio del loop nel peggiore dei momenti possibili.
Selezione basata solo sulla compatibilità di tensione
La compatibilità di tensione riceve la maggior parte dell'attenzione nell'approvvigionamento. La coppia erogata, il tempo di corsa, il tipo di segnale di controllo e la classe di protezione spesso ricevono meno scrutinio.
Tutti contano. Un attuatore con la giusta tensione ma la coppia sbagliata non farà funzionare correttamente la valvola indipendentemente dalla connessione elettrica.
Attuatore Elettrico per Valvola a Globo: FAQ
D1. È possibile utilizzare un attuatore a quarto di giro su una valvola a globo?
No. Gli attuatori a quarto di giro producono 90 gradi di rotazione tra aperto e chiuso. Gli steli delle valvole a globo richiedono più giri completi di corsa.
Collegare fisicamente un attuatore a quarto di giro a uno stelo di valvola a globo non produrrà il movimento dello stelo richiesto e potrebbe danneggiare il riduttore dell'attuatore. L'attuazione multi-giro è un requisito assoluto, non una preferenza.
D2. Qual è la differenza tra attuatori on/off e di modulazione?
Gli attuatori on/off spostano la valvola in posizione completamente aperta o completamente chiusa tramite un segnale binario. Non esiste una posizione intermedia. Gli attuatori di modulazione accettano un segnale di controllo continuo e posizionano la valvola in qualsiasi punto dell'intervallo di corsa.
Le unità di modulazione richiedono un posizionatore per mantenere una posizione accurata in condizioni di processo variabili. Le unità on/off no.
D3. Quanto margine di coppia dovrebbe essere lasciato al di sopra del requisito nominale della valvola?
Lo standard accettato è un fattore di sicurezza da 1,25 a 1,5 volte la coppia massima della valvola. Per il servizio di modulazione, l'estremità superiore di questo intervallo è più appropriata.
Per valvole con guarnizioni in grafite o in servizio ad alta temperatura, potrebbe essere giustificato un margine aggiuntivo oltre 1,5. Basare sempre il calcolo sui dati effettivi del produttore della valvola, non su cifre stimate da tabelle generiche.
