Comment les vannes à l'action de l'air contrôlent-elles le flux dans les systèmes pneumatiques?
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Dans le domaine de l'automatisation industrielle, les systèmes de contrôle pneumatique sont largement utilisés dans de nombreuses industries telles que la fabrication de machines, la pétrochimie, l'énergie électrique, les produits pharmaceutiques et les aliments en raison de leurs avantages de réponse rapide, de structure simple et de faibles coûts d'entretien. Dans le système pneumatique, le composant clé qui convertit vraiment les "signaux de contrôle" en "actions sur site" est la valve d'exécution pneumatique située à la fin du système. Cet article fournira une analyse approfondie du principe de travail, de la composition structurelle et du mécanisme d'action de la valve de l'actionneur pneumatique pour vous aider à comprendre comment il réalise le contrôle des fluides.
Le principe de travail de la valve de l'actionneur pneumatique
La vanne d'exécution pneumatique est le composant de commande de terminal dans le système de contrôle pneumatique. Sa fonction centrale consiste à recevoir des signaux pneumatiques du système de contrôle ou des instructions pneumatiques correspondant aux signaux électriques reçus via des composants de conversion (tels que des soupapes de solénoïde), et d'utiliser de l'air comprimé comme énergie pour ajuster directement l'état d'écoulement du milieu de fluide dans le pipeline.
Dans un actionneur à action unique, l'air comprimé est introduit dans une chambre à air, et la poussée générée surmonte la force de précharge du ressort interne et la résistance du mouvement de la valve, entraînant la tige de soupape pour se déplacer; Lorsque la source d'air est coupée et vidé, la force de ressort entraîne l'actionneur et la vanne pour revenir à leur état initial.
Dans un actionneur à double action, l'air comprimé agit alternativement des deux côtés du piston ou de la membrane, poussant l'actionneur pour s'ouvrir et fermer respectivement. Le déplacement linéaire généré par l'actionneur peut conduire directement des soupapes de globe, des vannes à diaphragme et d'autres vannes, ou convertir le mouvement linéaire en mouvement rotatif à travers des porte-embarcations intégrés, des fourches et d'autres mécanismes de conversion pour entraîner des valves à billes, des valves de papillons et d'autres vannes rotatives.
Ouverture et fermeture de la soupape et réglage du débit
Le but ultime du mouvement mécanique généré par l'actionneur pneumatique est de modifier la géométrie ou l'état de canal fluide à l'intérieur de la valve. L'arbre de sortie ou la tige de soupape de l'actionneur est directement connecté aux parties de fermeture de la soupape (comme la bille de la valve à billes, le disque de la valve papillon, le noyau de soupape de la valve globe, le diaphragme de la valve de diaphragme, etc.). Lorsque l'actionneur fonctionne, l'élément de clôture déplace ou tourne par rapport au siège de soupape.
Pour le contrôle du commutateur (ON-OFF), l'actionneur conduit le membre de fermeture pour se déplacer de la position fermée qui s'adapte pleinement au siège de soupape à la position ouverte qui laisse complètement le canal d'écoulement du siège de soupape, ou vice versa, atteignant ainsi l'interruption ou la conduction du fluide. Par exemple, une valve à billes tourne la balle de 90 degrés pour faire en sorte que le trou de passage coïncid avec ou perpendiculaire à l'axe du pipeline, et une valve de papillon tourne la plaque de papillon à 90 degrés pour rendre la surface de la plaque parallèle ou perpendiculaire à la direction du fluide.
Pour moduler le contrôle (modulant), l'actionneur doit être en mesure de rester avec précision dans n'importe quelle position intermédiaire entre ouvert et fermé. En modifiant la taille de l'écoulement entre l'élément de fermeture et le siège de la valve (comme la hauteur de levage de la bobine de soupape d'arrêt, l'angle de rotation de la valve à billes ou de la vanne papillon), la zone d'écoulement effective du fluide à travers la valve peut être modifiée en continu, atteignant ainsi un ajustement fin du débit. Les caractéristiques d'écoulement de la valve (comme la linéarité, le pourcentage égal, etc.) décrivent la relation entre l'ouverture de la valve et le débit, et sont la base pour obtenir un ajustement précis.
Transmission et exécution du signal de contrôle
L'action de la valve d'actionneur pneumatique n'est pas spontanée, mais nécessite des instructions précises de signal de contrôle. Dans la boucle de commande d'automatisation, le signal électrique envoyé par le système de contrôle doit être transmis à la vanne d'actionneur pneumatique via le composant d'interface.
Pour le contrôle de l'interrupteur, le solénoïde reçoit le signal électrique de l'interrupteur, contrôle la commutation de chemin de l'air comprimé, fournit ou épuise directement l'air à la chambre à air correspondante de l'actionneur et entraîne la vanne pour ouvrir ou se fermer complètement. Pour les applications nécessitant une réglementation précise de l'écoulement, les positionneurs de valve sont souvent fournis. Le positionneur est un contrôleur en boucle fermée qui reçoit des signaux de contrôle analogiques tels que 4-20} du système de contrôle. Dans le même temps, il détecte la position réelle (ouverture) de la valve à travers un capteur de liaison mécanique ou sans contact, et compare cette position réelle avec la position cible du signal de contrôle. Sur la base de l'écart généré par la comparaison, le positionneur ajuste précisément la pression de gaz ou le débit vers la chambre à air de l'actionneur, entraînant la valve pour se déplacer jusqu'à ce que la position réelle de la soupape soit cohérente avec la position cible.
De plus, pour que le système de contrôle comprenne l'état réel de la vanne, un commutateur de limite (qui fournit une rétroaction du signal du commutateur de la position entièrement ouverte \/ entièrement fermée) ou un émetteur de position continu (qui fournit un 4-20} MA Position de la vanne de la vanne) est souvent installé sur l'actionneur. Ensemble, ces composants forment un chemin complet de la commande de contrôle à l'exécution précise de la position de la vanne.
