Auswahl und Fehlerbehebung von pneumatischen und elektrischen Steuerventilen

I. Installationsprinzipien für elektrische und pneumatische Steuerventile

Anlageprinzipien für pneumatische Steuerventile:

1Die Anlageposition der pneumatischen Steuerventile sollte sich in einer bestimmten Höhe über dem Boden befinden und über und unter dem Ventil ausreichend Platz bieten, um den Abbau, die Montage, dieund WartungFür Steuerventile mit pneumatischen Ventilpositionierern und Handrädern ist es unerlässlich, eine bequeme Bedienung, Beobachtung und Anpassung zu gewährleisten.

2- Steuerventile sollten auf horizontalen Rohrleitungen installiert und vertikal mit der Rohrleitung ausgerichtet sein.In besonderen Fällen, in denen das Steuerventil horizontal auf einer vertikalen Rohrleitung installiert werden muss, sollte das Ventil ebenfalls gestützt werden (außer bei Steuerventilen mit kleinem Durchmesser).

3Die Betriebsumgebungstemperatur des Steuerventils sollte (-30°C bis +60°C) liegen und die relative Luftfeuchtigkeit darf 95% nicht überschreiten.

4Vor und nach dem Steuerventil sollten gerade Rohrbereiche mit einer Länge von mindestens dem 10-fachen Rohrdurchmesser (10D) vorhanden sein.um zu vermeiden, dass die Durchflussmerkmale aufgrund eines zu kurzen geraden Rohrbereichs beeinträchtigt werden.

5Wenn der Durchmesser des Ventils vom Durchmesser des Prozessrohrs abweicht, sollten Reduktoren zum Anschließen verwendet werden.Der Flüssigkeitsrichtung Pfeil auf dem Ventilkörper sollte mit der Flüssigkeitsflussrichtung ausgerichtet werden.

6Es sollte eine Umleitungsleitung installiert werden, um das Schalten oder die manuelle Bedienung zu erleichtern und so die Wartung des Steuerventils zu ermöglichen, ohne das System zu stoppen.

7Vor der Installation müssen alle Fremdkörper wie Schmutz und Schlacke gründlich aus der Rohrleitung entfernt werden.

Installationsprinzipien für elektrische Steuerventile:

1Die Anlageposition, die Höhe und die Ein-/Ausgangsrichtung des Ventils müssen den Konstruktionsanforderungen entsprechen und die Verbindung muss sicher und dicht sein.

2. Ventile können mit verschiedenen Arten von Endbefestigungen an Rohrleitungen angeschlossen werden. Zu den primären Anschlussmethoden gehören Gewinde-, Flansch- und Schweißverbindungen.wenn die Temperatur 350°C übersteigt, sollten aufgrund der Schraubentwicklung von Bolzen, Flanschen und Dichtungen hochtemperaturbeständige Bolzmaterialien ausgewählt werden.

3Vor der Montage muss das Ventil einer visuellen Inspektion unterzogen werden.Für Ventile mit einem Betriebsdruck von mehr als 1.0 MPa und als Abschaltventile auf Hauptleitungen dienen, müssen Festigkeits- und Dichtheitsprüfungen durchgeführt werden und dürfen nur nach erfolgreicher Prüfung verwendet werden.Andere Ventile erfordern möglicherweise keine getrennte Prüfung und können während der Druckprüfung des Systems überprüft werden..

4. Während der Festigkeitsprüfung sollte der Prüfdruck 1,5 mal höher als der Nenndruck sein und mindestens 5 Minuten dauern.

5Während der Dichtheitsprüfung beträgt der Prüfdruck 0,3 MPa. Der Prüfdruck muss während der gesamten Prüfdauer konstant bleiben und muss den Vorschriften der Tabelle 2 entsprechen.Das Ventil gilt als qualifiziert, wenn an der Verschlussfläche des Ventilsitzes kein Leck auftritt..

6Nennweite: DN15-500

II. Häufige Fehler von Pneumatikregelventilen und ihre Ursachen

(1) Das Steuerventil funktioniert nicht. Die Fehlererscheinungen und Ursachen sind wie folgt:

1. kein Signal, keine Luftversorgung. 1. Luftversorgung nicht eingeschaltet, 2. Wasser in der Luftversorgung friert im Winter ein, was zu einer Verstopfung des Luftkanals oder zu einer Fehlfunktion des Filters oder des Druckreduzers führt, 3.KompressorfehlerLeckage in der Hauptluftleitung.

2Luftversorgung vorhanden, kein Signal 1. Ausfall des Reglers 2. Leckage im Positionsdiaphragma 3. Beschädigung des Reglerdiaphragmas

3. Positionierer hat keine Luftzufuhr. 1. Filter blockiert. 2. Druckreduktor fehlerhaft. 3. Rohrleitungen undicht oder blockiert.

4Der Positioner hat eine Luftzufuhr, aber keinen Ausgang.

5. Signal vorhanden, aber keine Aktion. 1. Der Ventilkern ist abgefallen. 2. Der Ventilkern ist am Sitz oder dem Sitz festgeklebt. 3. Der Ventilstamm ist gebogen oder gebrochen. 4.Ventilsitz und Ventilkern sind eingefroren oder durch Trümmer blockiert.5 Die Antriebsfeder wird aufgrund längerer Nichtbenutzung festgehalten.

(ii) Unstabiler Betrieb des Steuerventils. Die Fehlererscheinungen und Ursachen sind wie folgt:

1. unstabiler Luftzufuhrdruck. 1. Kompressorkapazität zu gering. 2. Druckreduktionsventil Fehlfunktion.

2Unstabiler Signaldruck 1. Unangemessene Zeitkonstante des Steuerungssystems 2. Unstabiler Regler Ausgang.

3Der Luftzufuhrdruck ist stabil, der Signaldruck ist ebenfalls stabil, aber der Betrieb des Regelventils ist instabil.Das Kugelventil im Positionerverstärker ist abgenutzt und aufgrund von Trümmern nicht ordnungsgemäß verschlossen2. Die Düse des Positioniererverstärkers ist nicht ausgerichtet und die Düse wird nicht abgedeckt.Luftlecks im Ausgangsrohr oder in der Leitung5. Der Ventilstiel erlebt bei Bewegung einen hohen Reibungswiderstand, wobei an den Berührungspunkten Klebungserscheinungen auftreten.

(3) Regulierung der Ventilvibration. Die Fehlererscheinungen und -ursachen sind wie folgt:

1. Das Steuerventil vibriert in jeder Öffnungsposition. 1. Instabile Stütze. 2. Vibrationsquellen in der Nähe. 3. Schwere Abnutzung zwischen Ventilstecker und -hülle.

2Das Steuerventil schwingt, wenn es vollständig geschlossen wird. 1. Das Steuerventil ist überdimensional und wird häufig an kleinen Öffnungsstellen verwendet. 2.Die Strömungsrichtung des Mediums in einem Einsitzventil ist der Schließrichtung entgegengesetzt.

(4) langsame Reaktion des Steuerventils; die Symptome und Ursachen sind wie folgt:

1. Der Ventilstamm reagiert nur langsam in eine Richtung. 1. Das Zwerchfell im pneumatischen Zwerchfellantrieb ist beschädigt und leckt. 2. Das O ring-Dichtes im Antrieb leckt.

2Der Ventilstamm zeigt sowohl bei Öffnungs- als auch bei Schließbewegungen Langsamkeit: 1. Der Ventilkörper ist durch Klebstoffe blockiert; 2. Die PTFE-Verpackung hat sich verschlechtert und gehärtet;oder das Graphit-Asbest-Verpackungsschmiermittel ist ausgetrocknetDie Verpackung ist zu eng, was den Reibungswiderstand erhöht; der Ventilstamm ist nicht gerade, was den Reibungswiderstand erhöht;Pneumatische Steuerventile ohne Positionierer können ebenfalls zu Langsamkeit führen.

(5) Erhöhtes Leckagevolumen des Steuerventils mit folgenden Ursachen:

1. Übermäßige Leckage, wenn das Ventil vollständig geschlossen ist: 1. Verschleiß des Ventilsteckers, starke interne Leckage; 2. Ventil nicht ordnungsgemäß eingestellt, nicht dicht.

2. Das Ventil kann nicht vollständig geschlossen sein: 1. Übermäßige mittlere Druckdifferenz, geringe Steifigkeit des Aktors, Ventil schließt sich nicht dicht; 2. Fremdkörper im Ventil; 3. Hülse sintert.

(6) Der verstellbare Durchflussbereich ist verringert worden, hauptsächlich weil der Ventilkern korrodiert und geschrumpft ist, was zu einer Erhöhung des minimalen verstellbaren Durchflusses führt.

Durch das Verständnis der Fehlererscheinungen und Ursachen von pneumatischen Steuerventilen können gezielte Maßnahmen zur Lösung der Probleme ergriffen werden.

4Wie man zwischen elektrischen und pneumatischen Aktoren wählt

1. Wie man einen Aktoren wählt

1Schlüsselfaktoren für die Auswahl des Aktoren

1 Zuverlässigkeit; 2 Wirtschaftlichkeit; 3 reibungsloser Betrieb und ausreichendes Ausgangsdrehmoment; 4 einfache Struktur und einfache Wartung.

2Vergleich zwischen elektrischen und pneumatischen Aktoren

(1) Pneumatische Aktoren sind einfach und zuverlässig

Die schlechte Zuverlässigkeit traditioneller elektrischer Aktoren war eine lange bestehende Schwäche, aber die Entwicklung elektronischer Aktoren in den 1990er Jahren löste dieses Problem vollständig.so dass sie fünf bis zehn Jahre wartungsfrei arbeiten können, mit einer Zuverlässigkeit, die sogar die der pneumatischen Aktoren übertrifft.

(2) Energiequelle

Der Hauptnachteil von pneumatischen Aktoren ist die Notwendigkeit einer separaten Luftzufuhrstation, was die Kosten erhöht; elektrische Ventile können Stromquellen nutzen, die vor Ort leicht verfügbar sind.

(3) Kostenbedarf

Pneumatische Aktoren erfordern einen zusätzlichen Ventilpositionierer sowie die Luftzufuhr.Die Kosten werden mit denen elektrischer Ventile vergleichbar gemacht (eingeführte elektrische Ventilpositionierer werden mit importierten elektronischen Aktoren vergleichbar bewertet)Die in Deutschland hergestellten Positionierer sind preislich vergleichbar mit in Deutschland hergestellten elektrischen Aktoren.

(4) Schubkraft und Steifigkeit: Beide sind vergleichbar.

(5) Brand- und Explosionssicherung

“Pneumatischer Aktor + elektrischer Ventilpositionierer“ ist etwas besser als elektrische Aktoren.

3. Empfehlungen

(1) Soweit möglich wird empfohlen, importierte elektronische Aktoren mit Haushaltsventilen für Haushaltsanwendungen, neue Projekte usw. zu verwenden.

(2) Obwohl die Diaphragmaantriebe Nachteile wie unzureichenden Schub, geringe Steifigkeit und große Abmessungen aufweisen, sind sie aufgrund ihrer einfachen Struktur die derzeit am weitesten verbreiteten Antriebe.

(3) Überlegungen bei der Auswahl von Kolbenantrieben:

1 Wenn pneumatische Zwischenschirmantriebe nicht über ausreichenden Schub verfügen, sind Kolbenantriebe zu wählen, um die Ausgangskraft zu erhöhen; bei Hochdruckdifferenzialregelventilen (z. B.mit einer Leistung von mehr als 100 W, können bei DN ≥ 200 auch Doppelkolbenantriebsgeräte erforderlich sein;

2 Bei gewöhnlichen Steuerventilen können Kolbenantriebsgeräte auch als Ersatz für Zwerchfellantriebsgeräte eingesetzt werden, wodurch die Größe des Antriebsgerätes erheblich reduziert wird.Pneumatische Kolbenregelventile werden häufiger verwendet;

3 Bei Drehschaltventilen verfügen ihre Drehschaltantriebe in der Regel über eine drehende Struktur mit doppeltem Kolben.Es ist erwähnenswert, daß die traditionelle “lineare Zugkolbenantrieb + Winkelstahl + Kurbelverbindungsstange”-Konfiguration.

Vergleich von elektrischen und pneumatischen Aktoren

1Überlastkapazität und Lebensdauer

Elektrische Aktoren sind nur für den intermittierenden Betrieb und nicht für den Dauerbetrieb in geschlossenem Kreislauf geeignet.Überlastkapazität haben und während ihrer gesamten Lebensdauer wartungsfrei sind. Es sind keine Ölwechsel oder andere Schmierung erforderlich. Ihre Standardlebensdauer kann bis zu einer Million Ein-/Aus-Zyklen erreichen, wodurch pneumatische Aktoren anderen Ventilantriebssystemen überlegen sind.

2. Sicherheit

Pneumatische Aktoren können in explosionsgefährdeten Umgebungen eingesetzt werden, insbesondere in folgenden Situationen:

Explosionssichere Ventile sind erforderlich (z. B. Namur-Ventile mit geeigneten Spulen); Ventile oder Ventilinseln müssen außerhalb der explosionsgefährdeten Zone installiert werden.Die in der explosionsgefährdeten Zone eingesetzten Pneumatikantriebe müssen über Luftrohre angetrieben werden.­ Elektrische Aktoren sind nicht geeignet für den Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen und sind teuer.

3. Überlastkapazität

In Situationen, in denen ein erhöhtes Drehmoment oder besondere Kraftanforderungen erforderlich sind, erreichen elektrische Aktoren schnell ihre Drehmomentgrenzen.Vor allem bei unregelmäßigen Ventilöffnungen oder längeren VentilverschlüssenDer Vorteil der Überlastfähigkeit von pneumatischen Aktoren wird deutlich, da Ablagerungen oder gesinterte Materialien das Anlaufdrehmoment erhöhen.oder Drehmoment leicht erhöht werden kann.

4. Wirtschaftliche Effizienz

In der Wasser- und Abwasserbehandlungstechnik arbeiten die meisten Ventilantriebe im Ein-/Aus-Modus oder sind sogar für manuelle Bedienung ausgelegt.Luftbauteile bieten ein erhebliches RationalisierungspotenzialIm Vergleich zu pneumatischen Aktoren können bei Verwendung elektrischer Aktoren Überwachungsfunktionen wie Übertemperaturüberwachung, Drehmomentüberwachung, Schaltfrequenz,Zyklen der Kontrolle und Prüfung müssen in das Kontroll- und Prüfsystem integriert werden., wodurch eine große Anzahl von Eingangs- und Ausgangsleitungen erzeugt werden. Außer der Endpositionserkennung und der Luftquelleverarbeitung benötigen pneumatische Aktoren keine Überwachungs- oder Steuerungsfunktionen.Pneumatische Aktoren sind kostengünstig, so daß sie ideal für die Automatisierung von manuellen Ventilantriebssystemen geeignet sind.

5. Versammlung

Pneumatische Antriebe lassen sich leicht auf Ventilantriebsköpfen installieren und Luftquelle-Verarbeitungseinheiten können mit minimalem Aufwand angeschlossen und angetrieben werden.Zusätzlich, die wartungsfreie Konstruktion von pneumatischen Aktoren sorgt für eine bequeme Plug-and-Play-Funktionalität.

6. Komponenten

Pneumatische Bauteile sind hochwirbelbeständig, robust, langlebig und brechen im Allgemeinen nicht.Elektrische Aktoren bestehen aus zahlreichen Komponenten und sind relativ anfällig für Beschädigungen.

7. Technologie

Lineare Aktoren wirken direkt auf die Schließvorrichtung, während Schwing-Aktoren nur einen Kolben und eine Antriebswelle verwenden, um "lineare Druckluftkraft" in Schwingbewegung umzuwandeln.Pneumatische Aktoren können auch leicht Slow Motion erreichenElektrische Aktoren erleiden beim Umwandeln der zugeführten Energie in Bewegung erhebliche Energieverluste.Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, daß der Elektromotor den größten Teil der Energie in Wärme umwandelt., und zweitens durch den Einsatz eines Getriebes.

III. Zusammenfassung

1. Pneumatische Aktoren

Die meisten aktuatoren, die heute in industriellen Steuerungsanwendungen verwendet werden, sind pneumatische aktuatoren, weil sie Luft als Energiequelle verwenden,die wirtschaftlicher und in ihrer Struktur einfacher ist als elektrische und hydraulische AktorenAus Wartungssicht sind pneumatische Aktoren leichter zu bedienen und zu kalibrieren als andere Aktorenarten.und kann leicht zwischen Vorwärts- und Rückwärtsrichtung vor Ort ausgetauscht werdenSie haben einen großen Vorteil in Bezug auf die Sicherheit. Bei Verwendung mit Positionierern sind sie ideal für brennbare und explosionsgefährdete Umgebungen geeignet.Elektrische Signale, die weder explosionssicher noch intrinsisch sicher sind, stellen ein mögliches Brandrisiko durch Funken dar.Obwohl elektrische Steuerventile daher immer häufiger eingesetzt werden, dominieren pneumatische Steuerventile die chemische Industrie.

Die Hauptnachteile von pneumatischen Aktoren sind: langsamere Reaktion, geringere Steuergenauigkeit und schlechter Abweichungswiderstand.vor allem bei der Verwendung großer pneumatischer AktorenDies sollte jedoch kein großes Problem darstellen, da viele Anwendungen keine hohe Steuergenauigkeit und eine extrem schnelle Reaktion erfordern.oder starker Abweichungswiderstand.

2Elektrische Aktoren

Elektrische Aktoren werden hauptsächlich in Kraftwerken oder Kernkraftwerken eingesetzt, da Hochdruckwassersysteme einen reibungslosen, stabilen und langsamen Prozess erfordern.Die Hauptvorteile elektrischer Aktoren sind hohe Stabilität und ein konstantes Antrieb, das die Benutzer anwenden könnenDer maximale Schub, der von einem elektrischen Aktor erzeugt wird, kann bis zu 225.000 kgf erreichen. Nur hydraulische Aktoren können einen so hohen Schub erreichen,aber hydraulische Aktoren sind deutlich teurer als elektrischeDie Abweichungshemmung von elektrischen Aktoren ist ausgezeichnet, wobei der Ausgangsantrieb oder das Drehmoment im Wesentlichen konstant bleiben.Wirksam gegen unausgewogene Kräfte aus dem Medium und eine präzise Kontrolle der ProzessparameterDie Steuergenauigkeit ist daher höher als bei pneumatischen Aktoren. Bei Ausrüstung mit einem Servoverstärker ist es leicht zwischen direkter und Rückwirkung zu wechseln.und der Ventilstand (Halten/Vollöffnen/Vollschließen) kann leicht eingestellt werdenIm Falle eines Fehlers bleibt es in seiner ursprünglichen Position, was pneumatische Aktoren nicht erreichen können.Pneumatische Aktoren müssen auf ein kombiniertes Schutzsystem angewiesen sein, um die Position zu halten..

Zu den Hauptnachteilen elektrischer Aktoren gehören: kompliziertere Struktur, höhere Wahrscheinlichkeit von Fehlfunktionen und aufgrund ihrer Komplexitätdie technischen Anforderungen an das Instandhaltungspersonal vor Ort sind relativ hochDer Betrieb des Motors erzeugt Wärme, die bei zu häufigen Einstellungen zur Überhitzung des Motors führen kann, wodurch der thermische Schutz ausgelöst wird und gleichzeitig der Verschleiß der Reduktionsräder erhöht wird.ZusätzlichDer Betrieb ist relativ langsam, da das Ventil eine beträchtliche Zeit braucht, um auf ein Signal des Steuergeräts zu reagieren und sich in die entsprechende Position zu bewegen.Das ist, wo es im Vergleich zu pneumatischen und hydraulischen Aktoren zu kurz kommt.