Мембранный клапан принцип работы: Мембранные клапаны

Содержание

Клапан вентиляции картерных газов (КВКГ): принцип работы

Система очистки картерных газов — это самая простая и легкая вещь в двигателе. И, между тем, она нуждается в усиленном внимании водителя. Речь идет о постоянном уходе: осмотре, чистке и проверке системы, отдельно нужно обращать внимание и на клапан вентиляции картерных газов (КВКГ).

Предотвратить выброс газов, содержащих всю таблицу Менделеева, — главная задача этой системы. Ее устройство предназначено не только для чистоты окружающего пространства, но и для уменьшения до минимального значения результата давления газов на детали ДВС.

Для чего нужен и где находится клапан вентиляции картерных газов (КВКГ)?

Клапан вентиляции картерных газов нужен для того, чтобы пропускать отработанные газы, что накапливаются в картере двигателя, обратно в камеры сгорания цилиндров через впускной коллектор. КВКГ обычно располагается во впускном коллекторе. Существует два типа вентиляции картерных газов: принудительный и непринудительный.

Схема устройства системы вентиляции картерных газов

Устройство системы очистки картерных газов в современных автомобилях

Картерные газы, в то время, когда проходят через несложную систему специальных клапанов и трубок, на выходе поступают назад в камеры сгорания, где происходит их догорание.

Схема системи очистки картерных газов с циклонным маслоотделителем (1 – трубопровод подачи картерных газов; 2 – трубопровод забора воздуха; 3 – мембрана; 4 – пружина сжатия; а – открытое положение клапана; б – закрытое положение клапана)

Вначале газы выходят в маслоотделитель, который напрямую крепится к этому отверстию. Вся сеть прокладок и перегородок маслоотделителя предназначена для выделения из газовой смеси масляных капель, которые возвращаются в поддон. Такая функция полезна тем, что уменьшается расход масла. В разных моделях маслоотделитель либо встроен в мотор, либо помещается под крышкой клапанов и составляет отдельный узел.

К маслоотделителю прикручивается пластмассовый патрубок, через который газы, уже без масла, поступают в резиновый тройник. Внутри тройника находится клапан или его еще называют «блиттер». Это основной рабочий клапан.

Устройство и принцип работы клапана вентиляции картерных газов

Клапан вентиляции имеет настолько простое устройство, что даже начинающий автолюбитель легко может научиться его разбирать и чистить.

Схема движения газов через клапан вентиляции

Он состоит из:

  • Пластикового корпуса.
  • Крышки.
  • Входного и выходного штуцеров.
  • Двух полостей.
  • Мембраны.
  • Пружины.

Принцип работы клапана в современных автомобилях

Видео о принципе работы системы и клапана вентиляции картерных газов.

Клапан вентиляции открывается в среднем режиме, когда создается оптимальное давление на мембрану. В этом положении клапан преодолевает силу давления пружины. Пройдя через маслоотделитель, газы очищаются от капель масла, проходят в открытый клапан и завершают цикл, возвращаясь назад в камеры сгорания, где завершается их догорание. Если мы говорим о непринудительной системе вентиляции картерных газов, то клапан почти не открывается, в режиме работы холостого хода и закрыт при высоких оборотах. На высоких оборотах выделяется много газов, часто случается прорыв горячих газов в впускной коллектор. В этом случае клапан закрыт, так как есть риск воспламенения картерных газов в самом картере.

Работа клапана вентиляции картерных газов в разных режимах

Куда деваются газы, если клапан закрыт?

В любом случае картерные газы должны удаляться и ни в коем случае не оставаться внутри системы.  Существует еще один железный патрубок, который ведет еще к одному клапану. Это, так называемый «грибок» или редукционный клапан. Когда основной клапан закрыт (а это происходит, напомню, на высоких оборотах и на холостом ходу) то газы проходят через этот железный патрубок напрямую в «грибок».

Он также имеет два состояния: закрытое и открытое. Когда он прикрыт, то у него внутри приоткрывается маленькое калиброванное отверстие, которое пропускает через себя газовую смесь. В этом случае газы уходят через большое отверстие. То есть, система, состоящая из двух клапанов, обеспечивает бесперебойную и надежную вентиляцию картера.

Как проверить клапан вентиляции картерных газов?

Чтобы проверить клапан PCV не обязательно его демонтировать. Для этого нужно:

  • снять шланг, через который поступают газы от картера;
  • запустить двигатель;
  • штуцер клапана перекрыть пальцем.

Можно заметить, что палец присасывается к штуцеру. Если убрать палец, то можно услышать характерный щелчок. Если этого не происходит, то клапан поврежден и нуждается в ремонте или замене.

Какие бывают неисправности клапана?

Наличие неисправности можно определить по характерным признакам.

  1. Разбрызгивание масла и его увеличенный расход.
  2. Загрязнение фильтра.
  3. Двигатель не запускается на полную мощность или можно услышать тонкий свист двигателя.

Основные неисправности.

  1. Клапан и мембрана – загрязнены.
  2. Вытяжные отверстия и патрубки – загрязнены.
  3. Износилась и расплющилась мембрана.

Картерные газы обычно полностью не освобождаются от масла в маслоочистителе. Все составные части системы – мембраны, патрубки, клапаны загрязняются и забиваются масляной сажей. Если водитель не находит время почистить их, то увеличивается картерное давление. Появляется жесткий запах, гарь и копоть при работающем моторе. Можно заметить, что увеличивается расход масла. Когда клапан выходит из строя, увеличивается давление масла, и оно выталкивается через уплотнения и прокладки.

Износ клапана также характеризуется уменьшение мощности двигателя. В этом случае, давление в системе выхлопа увеличивается или даже останавливается работа ДВС полностью. Если поврежденный клапан полностью не перекрывается мембраной, то кислород, попадая в камеру сгорания, поможет двигателю выйти из строя.

Преимущества и недостатки системы вентиляции картерных газов

Система вентиляции картерных газов постоянно  видоизменялась с совершенствованием машиностроения. Современные системы вызывают часто ступор у водителей. Все начиналось с обычной трубы, которая выводилась под машину и заканчивается в современных автомобилях продвинутыми системами с маслоотделителями и клапанами разного типа. Самая современная – принудительная система закрытого типа имеет следующие преимущества:

  1. Сведение к минимуму выброса вредных веществ.
  2. Не выдавливаются сальники и прокладки за счет эффективного снижения давления внутри картера.
  3. Увеличивается ресурс моторного масла.
  4. Атмосферный воздух, пыль и влага не попадают в картер.
  5. Хорошая отдача двигателя.

Недостатки системы вентиляции картера.

  1. Замасливание впускного тракта.
  2. Необходимость регулярной чистки от масляного налета.
  3. Увеличение объема картерных газов, если есть даже небольшие отклонения в работе ДВС.

Как почистить или заменить клапан вентиляции?

Очистка клапана начинается с его демонтажа. Не стоит делать это очень жестко. Для чистки годятся любые чистящие средства. Если это аэрозоль, то она распыляется по поверхности и протирается чистой тряпкой. Если это жидкое средство, то нужно использовать ванну, в которой помещается клапан и его составляющие. Для пластиковых корпусов нельзя применять слишком агрессивные составы, которые могут повредить его. После чистки, клапан возвращается на свое место и закрепляется.

Видео по доработке системы вентиляции.

Симптомами того, что клапан отслужил свой срок жизни, служат следующие признаки.

  • Тонкий свист под капотом автомобиля.
  • Плавающий холостой ход.
  • Увеличение расхода масла в больших объемах.
  • Снижение давления надува.
  • Из масляной горловины, щупа и свечных колодцев проходит масло.
  • Текут сальники.
  • Из выхлопной трубы выходит темный дым.

Водители, которые сами регулярно промывают клапан, заменят его легко. На место старого клапана устанавливается новый клапан.

Поломка клапана вентиляции картерных газов напрямую влияет на качество топливной смеси. Одновременно она вызывает сопутствующие повреждения деталей двигателя. Приступать к прочистке и ремонту нужно сразу же после обнаружения неисправности. Этим предотвращается угар масла, расход топлива и износ деталей в двигателе.

Мембранный клапан сливного бачка. Регулировка старых моделей. Процесс установки запорной арматуры

Сливные бачки для унитаза могут изготавливаться из разных материалов, могут быть различной формы и отличаться по способу монтажа, но принцип действия у них практически один и тот же, да и конструкция всех сливных бачков различается не очень сильно. Давайте рассмотрим какие бывают виды подобных механизмов.

По способу монтажа сливные бачки делятся всего на три вида:

  1. Бачок системы компакт, установка которого производится непосредственно на саму чашу унитаза;
  2. Встраиваемый в стену бачок, наиболее часто применяющийся совместно с подвесными унитазами;
  3. Подвесной бачок, который крепится на некоторой высоте и соединяется с чашей унитаза посредством сливной трубы.


Особенности механизма подачи воды в сливной бачок

Все сливные бачки имеют всего два основных элемента конструкции – это механизм подачи воды и сливной механизм. Система набора воды может быть выполнена в двух вариантах:

  • с боковой подачей;
  • с нижней подачей.

Первые представляют собой поплавковые клапаны, предназначенные для бачков, вода в которые подаётся в верхнюю боковую часть. Эти модели производятся в основном отечественными фирмами, отличаются простотой и невысокой стоимостью, но в процессе набора воды создают много шума.

Схема устройства сливного бачка унитаза

Такой клапан включает две основные части — корпус с находящейся в нём мембраной, которая перекрывает и открывает подачу воды в бачок, а также поплавок, соединённый с корпусом посредством рычага. Таким образом, опускаясь и поднимаясь вместе с уровнем воды в бачке, поплавок приводит в движение рычаг, который в свою очередь воздействует на шток с закреплённой на нём мембраной, открывая и перекрывая доступ воды в бачок через клапан.

Механизм с нижней подачей воды немного дороже, однако и работает он значительно тише. Эта система несколько более сложная, в ней поплавок передвигается уже по специальному вертикальному штоку, хотя сам принцип работы не изменился. Механизм отключения подачи воды приводится в действие посредством специальной тяги, соединённой с поплавком, являющейся к тому же и ограничителем уровня воды в бачке.

Как отрегулировать количество воды в бачке

При установке любой из этих систем, в целях экономии либо увеличения силы смыва количество набираемой воды можно изменять. Расскажем, какие действия для этого необходимо выполнить:

Устройство сливного механизма бачка для унитаза

Система спуска сливного бачка может быть верхней или боковой. Последнюю, правда, рассматривать не будем, так как она предполагает наличие подвесного бачка, которые в настоящее время практически вышли из употребления. Зато верхняя система слива используется практически на всех моделях современных унитазов.

Сливной механизм для унитаза

Порядок монтажа сливного бачка унитаза (видео)

В процессе у вас не должно возникнуть никаких трудностей, так как делается всё очень просто и достаточно быстро:

Возможные неисправности в процессе эксплуатации сливного бачка

  1. Не подаётся вода в бачок или не перекрывается её подача
    . Виновники этого – либо клапан подачи воды, либо поплавок. Поплавки изготавливаются либо в виде полого цилиндра, либо перевёрнутого стакана. В первом случае повреждённый поплавок ремонту не подлежит, а проблема устраняется лишь заменой поплавка либо всего клапана. С поплавком же в виде перевёрнутого стакана может произойти лишь одна неприятность – зарастание его грязью и различными отложениями, из-за чего он начинает плохо работать. В этом случае его следует просто почистить.

    Видео

  2. Если поплавок в порядке, но вода не перестаёт поступать в бачок
    – причина в изношенной мембране клапана. Обычно запасная мембрана идёт в комплекте с ещё одним поплавком. Если таковой не имеется, её можно приобрести отдельно. С клапана снимается защитный колпачок, после чего вынимается старая мембрана и заменяется новой. При это полезно также прочистить небольшое отверстие в клапане, через которое в бачок поступает вода. Если оно забивается, то, соответственно, бачок перестаёт заполняться
    или этот процесс происходит крайне медленно.

Как видим, в устройстве сливного бачка унитаза нет ничего сложного, поэтому при необходимости каждый сможет его с лёгкостью установить или отремонтировать.

Арматура для бачков унитаза важный элемент! Цены, схемы крепления арматуры и фото представлены ниже. В большинстве случаев, когда человек выбирает себе новый унитаз для дома, основное внимание концентрируется на внешних аспектах, вопросах эстетики. А вот про более важные вещи он забывает. К примеру, про такое дело как арматура для унитаза, которая играет очень значимую роль в работе всей системы. Помните, что про механизм слива следует вспоминать не только тогда, когда появился шум или течь. Своевременная периодическая профилактика и регулировка позволит на долгое время забыть о том, что такое неработающий унитаз. Для начала рекомендуем ознакомиться с устройством и основными компонентами унитазов. Отметим, в большинстве случаев выбор выпадает на унитазы компакт. В них сливные бачки монтированы на полке чаши. Они недорогие в цене и их достаточно легко обслуживать.

  • 1
    Элементы унитаза
  • 2
    Устанавливаем сливное оборудование

    • 2.1
      Шаги установки
  • 3
    Возможные проблемы и способы их устранения

    • 3.1
      Необходимо уменьшить количество воды для смыва
    • 3.2
      Появилась протечка в бачке
    • 3.3
      Слив становится слабым
    • 3.4
      Меняем большую прокладку
    • 3.5
      Не работает поплавок
    • 3.6
      Замена любого элемента

Принцип работы мембранного насоса | PlastTime

Мембранные (они же диафрагменные) насосы принадлежат к категории насосного оборудования так называемого объёмного типа – перекачка жидкости в таких агрегатах осуществляется за счёт циклического изменения объёма рабочей камеры. Если у поршневых и плунжерных насосов эти изменения происходят при возвратно-поступательных движениях соответственно поршня или плунжера, то у мембранных за это отвечает эластичная мембрана (диафрагма), закреплённая на одной из стенок камеры.

Основной принцип

Базовый принцип работы мембранного насоса любой конструкции заключается в следующем: мембрана, выгибаясь в сторону «от камеры», увеличивает её объём и тем самым создаёт в камере область пониженного давления, в результате чего в насос засасывается порция жидкости. При выгибании диафрагмы в противоположную сторону объём камеры уменьшается, повышается давление – и жидкость выталкивается наружу.

Клапаны

Однако, подобный эффект был бы невозможен без ещё двух необходимых элементов – впускного и выпускного клапанов. Они работают в паре, одновременно, но зеркально:

  • при всасывающем движении мембраны открывается впускной клапан, разрешая проход жидкости из исходной ёмкости в рабочую камеру – выпускной же при этом закрыт для сохранения низкого давления в камере;
  • при выталкивающем ходе мембраны открывается выпускной клапан, давая выход жидкости из камеры – при этом входной клапан закрывается, чтобы жидкость не вышла обратно в ёмкость.

Таким образом, обеспечивается ток жидкости в единственно правильном направлении – из ёмкости в насос и из насоса далее в систему.

Для срабатывания клапанов какое-либо внешнее управляющее воздействие не требуется, они запираются и открываются самостоятельно, под влиянием тока жидкости.

Клапаны могут отличаться по конструкции (наиболее часто используются простые и надёжные клапаны шарикового типа), но конструкция клапанов не имеет определяющего значения для правильного функционирования мембранного насоса – главное, чтобы они срабатывали чётко и вовремя. Куда большее значение имеет тип привода, непосредственно обеспечивающего пульсирующие движения мембраны.

Виды приводов

Существует несколько видов мембранных насосов, разработанных для применения в различных технологических условиях. При одинаковом базовом объёмном принципе действия диафрагменные насосы различаются конструкционно – в частности, типами приводов и способом передачи усилия от привода к мембране.

1. Электромагнитный привод. Чаще всего используется в конструкции мембранных насосов-дозаторов, не рассчитанных на перекачку больших объёмов жидких веществ, но способных контролировать объём этой перекачки с крайне высокой степенью точности – от нескольких миллилитров в час. Такая точность достигается за счёт использования в качестве привода соленоида – электромагнитной катушки со свободно движущимся внутри неё сердечником.

При подаче электрического импульса к обмотке катушки сердечник выталкивается из неё возникающим в обмотке магнитным полем. В свою очередь, сердечник давит на центральную часть диафрагмы, заставляя её совершать движение в сторону рабочей камеры насоса. При отключении питания катушки магнитное поле исчезает; сердечник и мембрана вместе с ним возвращаются в исходное положение под действием возвратной пружины.

От количества и частоты импульсов зависит объём жидкости, проходящей сквозь насос за единицу времени. В некоторых моделях мембранных дозирующих насосов есть возможность дополнительной регулировки величины хода сердечника: чем короче ход, тем меньше и точнее подача.

2. Электромеханический привод с более сложной структурой. Мембранные насосы с таким приводом способны перекачивать значительно большие объёмы, измеряющиеся уже в сотнях литров в час. В их конструкции также присутствует толкатель, связанный с центром мембраны – но давление на него оказывает не электромагнитное поле, а эксцентрик механического редуктора. В качестве силового агрегата, вращающего механизм редуктора, выступает электромотор.

Работа мембранного насоса. Иллюстрация 3

Возвратное движение толкателя здесь так же обеспечивает пружина; аналогично, и ход толкателя может регулироваться. Соответственно, регулируется и подача жидкости – но с несколько меньшей точностью, так как общие объёмы достаточно велики. Максимальная производительность насосов этого типа зависит от объёма рабочей камеры, рабочей частоты редуктора и, естественно, от мощности электропривода.

3. Пневматический привод. Используется в промышленных мембранных насосах, разработанных для перекачки тысяч и даже десятков тысяч литров в час. Они обладают наиболее оригинальной с точки зрения механики конструкцией: у них не одна рабочая камера, а две, зеркально расположенных камеры, между которыми находится основной структурно-функциональный элемент – пневматический коаксиальный обменник. Два конца толкателя обменника закреплены на двух противоположных мембранах таким образом, чтобы когда в одной рабочей камере осуществляется «всасывающий» такт работы мембраны, в другой одновременно происходил «выталкивающий» такт.

 Работа мембранного насоса. Иллюстрация 3

После достижения толкателем крайнего положения в обменнике происходит автоматическое переключение регулятора, и толкатель начинает двигаться в другую сторону; режим работы камер изменяется на противоположный.

Несмотря на высокие объёмы перекачки и отсутствие возможности регулировать величину хода толкателя, в пневматических мембранных насосах всё же предусмотрен контроль подачи. Он осуществляется иным методом – регулированием количества и давления возуха в воздуховоде, соединяющем пневматический обменник насоса и компрессор, выступающий в роли удалённого привода.

Общие свойства

Кроме возможности регулирования подачи и общего базового принципа действия у мембранных насосов имеется несколько свойств, в разной мере присущих всем их видам и выгодно выделяющих диафрагменные насосы на фоне насосов других конструкций:

  • приспособленность для работы с вязкими жидкостями – степень вязкости зависит от мощности привода; самые мощные пневматические насосы способны перекачивать вещества с плотностью на уровне самого густого промышленного клея;
  • возможность перекачки растворов с нерастворёнными включениями – в рабочей камере нет трущихся элементов, которые твёрдые частицы могли бы заклинить или повредить, но здесь имеет значение диаметр пропускных отверстий клапанов;
  • отсутствие необходимости в смазке трущихся поверхностей в рабочей камере – по причине отсутствия таковых в устройстве мембранных насосов.

И, конечно, все вышеперечисленные насосы могут перекачивать не только химически нейтральные жидкости, но и агрессивные вещества – кислоты, щёлочи, растворы солей; для разных групп химикатов предусмотрены различные варианты исполнения корпуса, мембраны и клапанов по материалу.

Более подробно с возможностями, особенностями и полными техническими характеристиками мембранных насосов можно ознакомиться в специализированных разделах данного сайта, ссылки на которые выделены в тексте.

Дыхательный клапан НДКМ непримерзающий мембранный

Описание

Дыхательный непримерзающий мембранный клапан НДКМ относится к дыхательному оборудованию вертикальных резервуаров. Использование непримерзающих клапанов НДКМ позволяет герметизировать газовое пространство и регулировать давление в резервуарах с нефтепродуктами.

Отличительной особенностью клапана НДКМ является наличие пленочного покрытия, изготовленного из фторопласта, которое наносится на рабочие поверхности клапана: тарельчатый затвор и седло. Наличие фторопластового покрытия обеспечивает непримерзание и нормальную работу клапана НДКМ при низких температурах, предотвращает слипание рабочих поверхностей.

Кроме этого, НДКМ отличаются повышенной пропускной способностью.

Непримерзающие клапаны НДКМ устанавливаются на крыше вертикальных резервуаров посредством монтажного патрубка. В конструкции специально предусмотрена крышка, которая защищает клапан от атмосферных явлений, таких как ветел и осадки.

Торговый дом САРРЗ поставляет до места эксплуатации клапаны НДКМ с разной минимальной пропускной способностью, которая рассчитывается в зависимости от максимальной производительности приемо-раздаточных операций.

Конструкция непримерзающих мембранных клапанов НДКМ

Конструкция клапана НДКМ состоит из верхнего и нижнего корпуса с седлом, мембраны между корпусами, диафрагмы, грибка, кожуха и крышки.

Клапан НДКМ имеет огнепреградитель, который установлен между нижним корпусом и корпусом огнепреграждающего элемента.

Принцип работы непримерзающих клапанов НДКМ

Клапан НДКМ срабатывает в том случае, когда давление (вакуум) в газовоздушном пространстве резервуара падает ниже заданного значения. Когда это происходит, седло нижнего корпуса и мембрана плотно прилегают друг к другу. Это происходит за счет образовавшейся разницы между весом мембраны и воздействием атмосферного давления на ее поверхность. Такое положение препятствует прохождению воздуха, а значит, герметизирует газовоздушное пространство.

При повышении в резервуаре уровня избыточного давления между мембраной и диафрагмой также возникает избыточное давление. При увеличении давления сила, прижимающая мембрану к седлу, возрастает и увеличивает герметичность затвора. При этом сила действует снизу на диафрагму, подгруженную диском и грузом, гибко соединенными с мембраной. Давление поднимает диафрагму, затем и мембрану, клапан НДКМ открывается.

Схема устройства непримерзающего мембранного клапана НДКМ

1-корпус клапана; 2-корпус нижний в сборе; 3-мембрана нижняя в сборе; 4-диафрагма верхняя; 5-грибок; 6-огнепреграждающий элемент; 7-кожух; 8-крышка; 9-переходник (корпус огнепреграждающего элемента)

Чертеж непримерзающего клапана НДКМ

Технические характеристики непримерзающих клапанов НДКМ


















Наименование параметра

НДКМ-100

НДКМ-150

НДКМ-200

НДКМ-250

Диаметр условного прохода присоединительного патрубка, мм

100

150

200

250

Давление срабатывания, Па (мм вод. ст), не более

1569 (160)

1667 (170)

Вакуум срабатывания, Па (мм вод. ст.), не более

196 (20)

200 (20)

Пропускная способность, м3/ч, не более

200

500

900

1500

Габаритные размеры, мм, не более:

диаметр DH

300

510

610

высота H

600

850

900

Присоединительные размеры, мм:

D

205

260

315

370

D1

170

225

280

335

d

18

18

18

18

n

4

8

8

12

Масса, кг, не более

25

50

55

77

Срок службы, лет

10

Климатическое исполнение

У категории размещения 1

Клапан НДКМ рассчитан на 36 000 циклов (1 цикл = 1 закрытие и 1 открытие).

Как заказать в Вашем городе дыхательный клапан типа НДКМ?

Специалисты ТД САРРЗ поставляют все виды дыхательных клапанов для вертикальных резервуаров по ценам Заводов-изготовителей.

Для расчета стоимости непримерзающего мембранного клапана НДКМ, Вы можете:


  • позвонить по бесплатной телефонной линии 8-800-555-86-36 или по номеру для Саратова и области 8 (8452) 250-298

  • прислать на электронную почту  технические требования к оборудованию

Принцип действия мембранного электромагнитного клапана с прямым подъемом

2/2 Нормально закрытый электромагнитный клапан с мембраной прямого подъема

Direct Lift Diaphragm Normally Closed Solenoid Valve

Direct Lift Diaphragm Normally Closed Solenoid Valve

Для открытия:

Когда клапан получает электрический сигнал, создается магнитное поле, которое притягивает плунжер, закрывающий главную отверстие поднимается, что приводит к падению давления в системе.

По мере того, как давление в системе в верхней части диафрагмы снижается, полное давление в системе на другой стороне диафрагмы поднимает диафрагму от главного отверстия, что позволяет среде течь через клапан.

Так как выпускное отверстие меньше по размеру, чем пилотное отверстие, давление в системе не может восстановиться в верхней части диафрагмы, пока пилотное отверстие остается открытым. Когда давление в системе составляет 0 фунтов на квадратный дюйм, клапан также может работать.

2/2 SOV Symbol

2/2 SOV Symbol

Чтобы закрыть:

, когда клапан обесточен, он освобождает плунжер. Затем плунжер под действием пружины опускается и закрывает главное отверстие.

Давление в системе нарастает в верхней части диафрагмы через выпускное отверстие, заставляя диафрагму опускаться вниз до тех пор, пока она не закроет основное отверстие и не остановит поток среды через клапан.Когда давление в системе составляет 0 фунтов на квадратный дюйм, клапан все еще может работать.

Нормально открытый электромагнитный клапан с диафрагмой с прямым подъемом 2/2

2/2 Direct Lift Diaphragm Normally Open Solenoid Valve

2/2 Direct Lift Diaphragm Normally Open Solenoid Valve

Закрытие:

Когда клапан находится под напряжением, он притягивает плунжер. Затем плунжер закрывает главное отверстие.

Давление в системе нарастает в верхней части диафрагмы / поршня через выпускное отверстие, заставляя диафрагму / поршень опускаться вниз до тех пор, пока оно не закроет главное отверстие и не остановит поток среды через клапан.Когда давление в системе составляет 0 фунтов на квадратный дюйм, клапан также может работать.

Symbol Solenoid Valve

Symbol Solenoid Valve

Чтобы открыть:

, когда клапан обесточен, он освобождает плунжер. Плунжер открывает пилотное отверстие, вызывая падение давления в системе, удерживающего диафрагму / поршень в закрытом состоянии.

По мере того, как давление в системе в верхней части диафрагмы / поршня снижается, полное давление в системе на противоположной стороне диафрагмы / поршня поднимает диафрагму / поршень от главного отверстия, что обеспечивает полный поток среды через клапан. .Когда давление в системе составляет 0 фунтов на квадратный дюйм, клапан также может работать.

.Принцип работы цифрового регулирующего клапана

Диафрагма Цифровой регулирующий клапан представляет собой многофункциональный регулирующий клапан с электрическим приводом и гидравлическим приводом. Его можно использовать как для локальных, так и для удаленных операций дозирования с электронным контроллером дозирования.

Клапан также имеет встроенную функцию регулирования расхода.

Цифровой регулирующий клапан

Digital Control Valve Working Principle

Digital Control Valve Working Principle

Мембранный цифровой регулирующий клапан в основном состоит из основного клапана с мембранным приводом и двух соленоидных клапанов.

Нормально открытый (NO) соленоид соединяет камеру крышки клапана с давлением на входе, тогда как нормально закрытый соленоид (NC) соединяет камеру крышки клапана с давлением на выходе.

Когда диафрагменный цифровой регулирующий клапан используется с электронным контроллером дозирования, им можно управлять в цифровом виде, управляя электромагнитными клапанами через любую из этих трех стадий:

  • Когда NO и NC соленоиды находятся под напряжением, клапан открывается постепенно.
  • , когда нормально закрытый соленоид обесточен (удерживая нормально открытый электромагнит под напряжением), клапан блокируется в своем текущем положении.
  • Когда NO и NC соленоиды обесточены, клапан закрывается постепенно.

Работа клапана проста и объясняется ниже. Общее количество партии, доставленное и контролируемое через клапан, для удобства разделено на 7 этапов (см. График).

Digital Control Valve Operation

Digital Control Valve Operation

Первоначально электромагнитные клапаны NO и NC находятся в обесточенном состоянии. Клапан NO создает высокое давление на входе на мембрану, тогда как клапан NC предотвращает сброс этого давления на сторону выпуска.

Клапан остается закрытым в результате этого.

Digital Control Valve Principle

Digital Control Valve Principle

Этап 1

Электромагниты NO и NC находятся под напряжением. Клапан NO теперь ограничивает попадание высокого давления на входе в камеру крышки. Клапан NC позволяет давлению над диафрагмой сбрасываться до низкого давления на выходе.

Это создает перепад давления на диафрагме, высокое давление на входе, действующее снизу диафрагмы, открывает главный клапан и позволяет потоку течь через клапан.

Этап 2

Когда расход достигает заданного значения (установленного в контроллере дозирования как «Запуск при низком расходе»), нормально закрытый клапан обесточивается.

Это предотвращает дальнейшее опорожнение камеры и блокирует клапан при этом расходе. Первоначальная доставка на низкой скорости позволяет избежать разбрызгивания продукта, а также образования статического заряда.

Этап 3

Когда достаточное количество подается на медленной скорости, NC клапан снова активируется. Это позволяет дополнительно опорожнять камеру и, следовательно, увеличивает поток.

Стадия 4

Когда поток достигает максимального уровня (установленного в контроллере дозирования), электромагнит NC обесточивается. Это поддерживает постоянный высокий расход оставшейся партии.

На этом этапе управление расходом осуществляется контроллером дозирования. Когда к одному насосу подключено несколько расходомеров, остановка (или запуск) одного или нескольких расходомеров увеличивает (или уменьшает) расход на остальных расходомерах.

Когда расход увеличивается, электромагнитный клапан NO на мгновение обесточивается.Это создает высокое давление в камере крышки и заставляет клапан дросселировать, чтобы поддерживать заданный расход.

Если расход уменьшается, на электромагнитный клапан NC на мгновение подается питание. Это позволяет слегка опорожнить камеру и позволяет клапану открываться дальше, чтобы поддерживать заданный расход.

Этап 5

В конце партии NO соленоид обесточивается. Это создает высокое давление на входе в камеру крышки и дросселирует клапан.

Стадия 6

Когда клапан дросселируется в достаточной степени для достижения заданной скорости потока при медленном закрытии (установленной в контроллере дозирования), на электромагнитный клапан NO подается питание. Это поддерживает равномерную скорость потока.

Этап 7

Когда количество партии доставлено, NO соленоид обесточивается. (NC-соленоид уже обесточен.) Это создает высокое давление на входе в камеру крышки, в результате чего главный клапан полностью закрывается для обеспечения герметичного перекрытия.

Примечание: Число ступеней открывания и закрывания программируется в контроллере дозирования и может быть сколь угодно большим. Рекомендуется один этап при открытии и два при закрытии.

Осторожно: Должна быть обеспечена достаточная скорость перекачиваемого потока для достижения параметров потока, установленных в электронном контроллере дозирования. В отсутствие этого есть вероятность задержки срабатывания при закрытии, что приведет к перебегу клапана.

Статьи, которые могут вам понравиться:
Советы и рекомендации по регулирующему клапану
Выбор регулирующих клапанов
Типы пневматических приводов
Пропускная способность клапана
Принцип работы купольного клапана

.Принцип работы пневматических приводов

Пневматические приводы используют давление воздуха КИПиА для приложения силы к диафрагме для перемещения привода клапана, а затем для позиционирования штока клапана.

На следующей фотографии показан регулирующий клапан в разрезе с пневматическим мембранным приводом, установленным над корпусом клапана.

Пневматические приводы

Вы можете увидеть большую цилиндрическую пружину, обеспечивающую положение клапана по умолчанию (давление воздуха, действующее на диафрагму, перемещает клапан против пружины), и резиновую диафрагму в самом верху.

Давление воздуха, приложенное к нижней стороне диафрагмы, поднимает скользящий шток клапана вверх против силы пружины, которая пытается толкнуть шток вниз:

Working Principle of Pneumatic Actuators

Working Principle of Pneumatic Actuators

Величина силы (F) в единицы фунтов, создаваемые любой жидкостью, прижимающейся к любой поверхности, равны давлению жидкости (P) в единицах PSI, умноженному на площадь поверхности (A) в единицах квадратных дюймов (F = PA). В случае круглой диафрагмы с площадью, равной πr 2 , полная формула для силы будет F = Pπr 2 .

Например, диафрагма регулирующего клапана диаметром 14 дюймов (радиус = 7 дюймов) с приложенным давлением воздуха 15 фунтов на квадратный дюйм создает линейную силу в 2309 фунтов.

Давление воздуха, необходимое для приведения в действие пневматического привода, может исходить непосредственно от выхода пневматического контроллера процесса или от преобразователя сигнала (или преобразователя), преобразующего электрический сигнал в сигнал давления воздуха.

Такие преобразователи широко известны как преобразователи I / P или «I в P», поскольку они обычно преобразуют сигнал электрического тока (I) от 4 до 20 мА постоянного тока в сигнал давления воздуха (P) от 3 до 15 фунтов на квадратный дюйм.

Некоторые пневматические приводы клапана оснащены маховиками, которые используются для ручного позиционирования клапана в случае падения давления воздуха.

На следующей фотографии показан регулирующий клапан с поступательным движением штока с пневматическим диафрагменным приводом и «маховиком» вверху:

pneumatic valve actuators

pneumatic valve actuators

Обратите внимание на три ручных клапана, расположенных вокруг регулирующего клапана: два для блокировки потока через регулирующий клапан и один для обхода потока вокруг регулирующего клапана в случае отказа регулирующего клапана или обслуживания.

Эти ручные клапаны имеют конструкцию задвижки, с приводами с выдвижным штоком, четко показывающими их состояние (шток выступает = открытый клапан; шток скрыт = закрытый клапан).

Такой блок И-ручной байпас клапанные устройства довольно часто встречаются в обрабатывающих отраслях промышленности, где регулирующие клапаны выполняют важные функции и некоторые формы ручного управления необходима как аварийный вариант.

Обратите внимание на трубку давления воздуха между приводом клапана и трубкой подачи воздуха, изогнутую в петлю.Это называется петлей вибрации, и она существует для минимизации деформации металлических трубок из-за возможной вибрации.

Пневматические приводы могут иметь форму поршней, а не диафрагм. Для сравнения здесь показаны иллюстрации каждого типа:

valve diaphragm actuator principle

valve diaphragm actuator principle

Поршневые приводы обычно имеют большую длину хода, чем мембранные приводы, и могут работать при гораздо более высоких давлениях воздуха. Поскольку усилие привода является функцией давления жидкости и площади привода (F = PA), это означает, что поршневые приводы могут создавать больше силы, чем мембранные приводы того же диаметра.

Например, 14-дюймовая диафрагма, работающая при максимальном давлении 35 фунтов на квадратный дюйм, генерирует 5388 фунтов силы, но поршень того же размера, работающий при максимальном давлении 150 фунтов на квадратный дюйм, создает 23091 фунт силы.

Комбинация большей силы и большего смещения дает больший рабочий потенциал для поршневых приводов, чем для мембранных приводов эквивалентного размера, поскольку механическая работа является продуктом силы и смещения (W = Fx).

Мембранные приводы обладают определенным преимуществом меньшего трения, чем поршневые приводы.Меньшее трение означает большую точность позиционирования штока клапана, что дает диафрагменным приводам преимущество перед поршневыми приводами, где точное позиционирование клапана важно при прочих равных условиях.

На следующей фотографии кислородного клапана сверхвысокого давления показан большой пневматический поршень, приводящий в действие относительно крошечный корпус клапана:

pneumatic valve piston actuator principle

pneumatic valve piston actuator principle

Поскольку единственным обоснованием выбора такого большого поршневого привода является создание большого рабочего усилия, мы можно сделать вывод, что этот относительно небольшой корпус клапана требует необычно большого усилия для срабатывания.

Это действительно так, поскольку падение давления технологической жидкости на триме клапана в этом случае составляет несколько тысяч фунтов на квадратный дюйм. Такой большой перепад давления, падающий даже на небольшой плунжер клапана, создает значительную силу.

Привод должен создавать еще большее усилие, чем это, для успешного перемещения клапана, и должен делать это, пока ограничено типичным значением давления воздуха в КИП, равным 100 фунтам на квадратный дюйм.

Таким образом, единственный способ для привода создать усилие, превышающее силу плунжера клапана, при работе с гораздо меньшим давлением жидкости, состоит в том, чтобы поршень привода имел гораздо большую площадь, чем плунжер.

На следующей фотографии показан двухпоршневой пневматический привод, обеспечивающий механическое усилие, необходимое для включения / выключения дроссельной заслонки:

double-piston pneumatic actuator principle

double-piston pneumatic actuator principle

В этой конкретной конструкции привода пара поршней с пневматическим приводом перемещает рейку -и шестеренчатый механизм для преобразования линейного движения поршня во вращательное движение вала для перемещения трима бабочки.

Обратите внимание на поворотный индикатор (желтого цвета) на конце штока поворотного клапана, показывающий, в каком положении находится дроссельная заслонка.

Обратите внимание на коробку переключателей хода (черного цвета), в которой размещены несколько концевых выключателей, обеспечивающих удаленную индикацию положения клапана в диспетчерской.

Реечный механизм выглядит следующим образом, если смотреть на ось вращающегося вала:

Valve rack-and-pinion mechanism

Valve rack-and-pinion mechanism

Сжатый воздух, подаваемый на нижнюю трубу (с вентилируемой верхней трубкой), толкает оба поршня к центру , вращая ведущую шестерню против часовой стрелки.

Подача сжатого воздуха на верхнюю трубу (с вентиляцией нижней трубы) толкает оба поршня наружу, вращая ведущую шестерню по часовой стрелке.

Пример этой конструкции привода, разрезанный, чтобы показать его внутреннее устройство, представлен здесь:

rack-and-pinion Valve

rack-and-pinion Valve

В другой конструкции пневмопоршневого привода используется простой кривошипный рычаг вместо реечной передачи для преобразования линейного поршня. движение во вращательное движение.

На следующей фотографии показан такой поршневой привод, соединенный с шаровым клапаном: Возможно,

pneumatic piston actuator design

pneumatic piston actuator design

Возможно, самый большой недостаток поршневых приводов применительно к регулирующим клапанам — это трение между уплотнительным кольцом поршня и стенкой цилиндра.

Это не проблема для двухпозиционных регулирующих клапанов, но может быть серьезной проблемой для дроссельных клапанов, где требуется точное позиционирование.

Мембранные приводы не обладают такой же степенью трения, как поршневые приводы, потому что эластичная мембрана катится и изгибается, а не трется о неподвижную поверхность, как в случае с поршневыми уплотнительными кольцами.

Также читайте: Плюсы и минусы пневматических инструментов

.

Принцип действия измерительных приборов с эластичной мембраной

Принцип действия манометров с эластичной мембраной

когда упругий преобразователь (в данном случае мембрана) подвергается давлению, он отклоняется. Это отклонение пропорционально приложенному давлению при калибровке.

Описание манометров с эластичной диафрагмой

Основные части диафрагмы представляют собой тонкую круглую пластину (изготовленную из упругого металла), прочно закрепленную по ее краям. Диафрагма может быть плоской или гофрированной.

На схеме показана гофрированная диафрагма, на которой смещение диафрагмы увеличивается с помощью механических средств. На схеме показана плоская диафрагма, где смещение диафрагмы измеряется вторичным преобразователем, таким как конденсатор с параллельными пластинами.

Principle of Elastic diaphragm gauges Principle of Elastic diaphragm gauges Верхняя часть диафрагмы закреплена выступом незначительного веса. Этот выступ, в свою очередь, соединен с системой звено — сектор — шестерня в случае диафрагменного манометра с использованием механических средств для увеличения смещения.Стрелка соединена с шестерней, что позволяет ей перемещаться по шкале калибровки давления. Если смещение регистрируется вторичным преобразователем, таким как конденсатор с параллельными пластинами, его подвижная пластина соединяется с выступом.

Работа манометров с эластичной мембраной

Нижняя сторона мембраны подвергается воздействию давления, которое необходимо измерить. Из-за приложенного давления диафрагма деформируется. То есть диафрагма имеет тенденцию двигаться вверх. Эта деформация диафрагмы пропорциональна приложенному давлению.В механической системе эта деформация усиливается за счет расположения звено — сектор — шестерня. То есть линейное смещение диафрагмы преобразуется в увеличенное вращательное движение шестерни. Когда шестерня вращается, указатель, прикрепленный к ней, принимает новое положение на шкале калибровки давления, которая становится мерой приложенного давления.

См. Также: Анимация диафрагменных манометров

В случае расположения конденсатора с параллельными пластинами подвижная пластина перемещается вверх, тем самым уменьшая зазор между пластинами.Благодаря этому емкость конденсатора становится мерой приложенного давления. Поскольку верхняя сторона диафрагмы обычно подвергается атмосферному давлению (обычно ниже приложенного давления) манометры с эластичной диафрагмой обычно показывают манометрическое давление.

Применение манометров с эластичной диафрагмой
  • Они используются для измерения среднего давления.
  • Но они также могут использоваться для измерения низкого давления, включая вакуум.
  • Применяются для измерения тяги в дымовых трубах котлов.
Преимущества манометров с эластичной диафрагмой
  • Лучшее преимущество в том, что они дешевле.
  • Они имеют линейную шкалу для широкого диапазона.
  • Они могут выдерживать избыточное давление и, следовательно, безопасны в использовании.
  • Нет постоянного нулевого смещения.
  • Они могут измерять как абсолютное, так и избыточное давление, то есть дифференциальное давление.
Ограничения манометров с эластичной диафрагмой
  • Удары и вибрации влияют на их работу, и поэтому они должны быть защищены.
  • При измерении высокого давления мембрана повреждается.
  • Эти датчики трудно ремонтировать.

Примечание: материалы диафрагмы

  • Металлы: нержавеющая сталь, инконель, монель, никель и бериллиевая медь.
  • Неметаллы: нейлон, тефлон и буна-резина.

.