Valvola di controllo pneumatica: realizzare le attrezzature chiave di controllo dell'automazione industriale

Abstract: Come importante apparecchiatura di controllo dell'automazione industriale, la valvola di controllo pneumatica è ampiamente utilizzata in molti settori come l'industria chimica, petrolifera, elettrica, metallurgica e così via. Utilizza l'aria compressa come fonte di alimentazione, combinata con il posizionatore elettrico della valvola e l'attuatore, per realizzare il controllo preciso dei parametri di processo come il flusso e la pressione del fluido nella tubazione. In questo documento, introdurremo la composizione strutturale, il principio di funzionamento, le caratteristiche applicative della valvola di controllo pneumatica e la sua importanza nella produzione industriale.

Con il rapido sviluppo dell'industria moderna, i sistemi di controllo dell'automazione sono sempre più ampiamente utilizzati in vari settori. Come dispositivo di controllo chiave, la valvola di controllo pneumatica occupa una posizione importante nell'automazione industriale grazie ai suoi vantaggi di controllo semplice, risposta rapida e sicurezza intrinseca. In questo documento, discuteremo la struttura, il principio di funzionamento e le caratteristiche applicative della valvola di controllo pneumatica per aiutare i lettori a comprendere appieno questa importante apparecchiatura.

La valvola di controllo pneumatica è composta principalmente dalle seguenti parti:

1. attuatore pneumatico: questo è il componente principale della valvola di controllo pneumatica, è responsabile della ricezione dei segnali dal sistema di controllo (come PLC) e verrà convertito in azione meccanica. L'attuatore pneumatico comprende solitamente membrana pneumatica, molla, attuatore e componenti dello stelo della valvola.
2. corpo valvola di regolazione: compreso il distributore, la sede della valvola e il corpo valvola stesso. Il distributore e la sede sono i componenti chiave per realizzare l'effetto di strozzamento, controllano il flusso e la pressione del fluido attraverso la variazione della posizione relativa.
3. posizionatore della valvola: utilizzato per migliorare la precisione del controllo della valvola. Il posizionatore, in base al segnale di feedback dello spostamento dello stelo della valvola, per garantire l'accuratezza e la stabilità dell'azione della valvola.
4. accessori: come valvole di riduzione della pressione di filtraggio, elettrovalvole, dispositivi di funzionamento manuale, ecc., utilizzati per assistere il normale funzionamento del sistema.

Il processo di funzionamento della valvola di controllo pneumatica può essere suddiviso nelle seguenti fasi:

Ricezione e conversione del segnale: la valvola di controllo pneumatica, attraverso il sistema di controllo (come PLC), riceve segnali di corrente o segnali analogici, questi segnali vengono convertiti in segnali pneumatici attraverso il posizionatore elettrico della valvola o il convertitore. Ad esempio, un comune segnale di corrente 4-20mA può essere convertito in un segnale pneumatico 0,02-0,1MPa attraverso il posizionatore della valvola. Questa conversione consente all'attuatore pneumatico di eseguire azioni corrispondenti in base alle variazioni del segnale di ingresso.

Quando il segnale pneumatico entra nell'attuatore a membrana pneumatica, l'aria compressa spinge la membrana ad espandersi, che a sua volta spinge l'attuatore e lo stelo della valvola, causando lo spostamento del distributore e modificando l'apertura della valvola. Nello specifico:

• Quando il segnale di pressione dell'aria aumenta, l'asta di spinta si muove verso l'alto, azionando lo stelo della valvola e il distributore verso l'alto, e la valvola si apre completamente;
• Quando il segnale di pressione dell'aria diminuisce, l'asta di spinta si muove verso il basso, azionando lo stelo della valvola e il distributore verso il basso, la valvola si chiude parzialmente.

Il posizionatore della valvola regola l'azione dell'attuatore pneumatico in tempo reale in base al segnale di feedback dello spostamento dello stelo della valvola per garantire che l'apertura della valvola sia coerente con il segnale di ingresso. Quando il segnale di feedback è bilanciato con il segnale di ingresso, la valvola smette di muoversi, garantendo così l'accuratezza e la stabilità della regolazione.

La pressione prima della valvola (P1) viene modificata nella pressione dopo la valvola (P2) attraverso l'effetto di strozzamento del distributore e della sede della valvola. Il processo di regolazione specifico è il seguente:

• Regolazione della pressione: P2 viene immesso nella camera della membrana superiore attraverso la tubazione e agisce sul disco superiore, la forza risultante è bilanciata con la forza di reazione della molla, che determina la posizione relativa del distributore e della sede, controllando così la pressione dopo la valvola. Quando P2 aumenta, la forza sul disco superiore aumenta, supera la forza della molla, chiude il distributore, riduce l'area di flusso, aumenta la resistenza al flusso e P2 diminuisce fino a raggiungere il valore impostato.
• Regolazione del flusso: modificando la posizione relativa del distributore e della sede, viene regolata l'area di flusso del fluido, controllando così il flusso. Quando è necessario aumentare il flusso, la valvola viene aperta; quando è necessario ridurre il flusso, la valvola viene chiusa.

Nell'intero processo di regolazione, le variazioni dell'apertura della valvola, la leva di feedback fornirà al posizionatore un segnale di feedback in tempo reale. Il posizionatore regola in base a questo segnale di feedback per garantire l'accuratezza e la stabilità dell'azione della valvola. Quando il segnale di feedback è bilanciato con il segnale di ingresso, la valvola smette di muoversi e mantiene l'apertura corrente.

La valvola di controllo pneumatica presenta i seguenti vantaggi significativi, che la rendono ampiamente utilizzata nei sistemi di controllo dell'automazione industriale:

1. controllo semplice: il funzionamento e la manutenzione della valvola di controllo pneumatica sono relativamente semplici, non richiedono circuiti elettronici complessi, riducendo il tasso di guasto e i costi di manutenzione.
2. risposta rapida: grazie alla velocità di risposta rapida della potenza dell'aria compressa, le valvole di controllo pneumatiche possono essere completate in un breve periodo di tempo dalla ricezione delle istruzioni all'implementazione dell'intero processo di azione, migliorando la velocità di risposta del sistema.
3. Sicurezza intrinseca: le valvole di controllo pneumatiche non si basano sull'azionamento elettrico, per evitare il rischio di scintille elettriche, soprattutto per luoghi infiammabili ed esplosivi.
4. Forte adattabilità: la valvola di controllo pneumatica può regolare gas, vapore, liquidi e altri fluidi, adatta a diverse condizioni di lavoro.
5. Lunga durata: la struttura della valvola di controllo pneumatica è progettata in modo ragionevole, la selezione dei materiali è eccellente, con elevata durata e affidabilità e può funzionare stabilmente per lungo tempo.
6. risparmio energetico ed elevata efficienza: attraverso il controllo preciso del flusso e della pressione dei fluidi, la valvola di controllo pneumatica può risparmiare energia in modo efficace e migliorare l'efficienza produttiva.

Le valvole di controllo pneumatiche sono ampiamente utilizzate nei seguenti settori e occasioni:

1. industria chimica: utilizzata per regolare il flusso e la pressione dei materiali nel reattore chimico, per garantire la stabilità e la sicurezza delle condizioni di reazione.
2. industria petrolifera: utilizzata in pozzi petroliferi, raffinerie di petrolio e altri luoghi per regolare il flusso e la pressione nella tubazione di trasmissione di petrolio e gas, per garantire la sicurezza e la stabilità del processo di produzione.
3. industria elettrica: utilizzata nel sistema di alimentazione idrica della caldaia e nel sistema di regolazione del vapore della centrale termoelettrica per garantire la stabilità e l'efficienza del funzionamento della caldaia.
4. industria metallurgica: utilizzata nel sistema di raffreddamento ad acqua di altoforno, convertitore e altre apparecchiature, sistema di regolazione del gas, ecc., per garantire la sicurezza e la stabilità del processo di produzione.
5. Industria farmaceutica: utilizzata nel processo di produzione farmaceutica di vari materiali di trasporto e regolazione, per garantire l'accuratezza del processo di produzione e gli standard sanitari.

Con il continuo sviluppo della tecnologia di automazione industriale, anche la valvola di controllo pneumatica è in costante miglioramento e perfezionamento. In futuro, la tendenza di sviluppo della valvola di controllo pneumatica si riflette principalmente nei seguenti aspetti:

1. Intelligente: l'introduzione di sensori intelligenti e moduli di comunicazione per ottenere funzioni di monitoraggio e diagnostica remota per migliorare il grado di automazione e affidabilità del sistema.
2. Integrazione: integrare la valvola di controllo pneumatica con altre apparecchiature di controllo per formare un sistema di controllo integrato, semplificando l'installazione e la manutenzione.
3. risparmio energetico e protezione ambientale: ottimizzare ulteriormente la progettazione e il processo di produzione delle valvole di controllo pneumatiche, ridurre il consumo energetico, ridurre l'inquinamento ambientale.
4. multifunzionale: lo sviluppo di valvole di controllo pneumatiche con una varietà di funzioni per soddisfare le complesse esigenze di diverse condizioni di lavoro.

Come apparecchiatura di controllo dell'automazione industriale efficiente, affidabile e sicura, la valvola di controllo pneumatica è stata ampiamente utilizzata in molti settori. Il suo design strutturale unico e i vantaggi tecnici la rendono una parte indispensabile della moderna produzione industriale. In futuro, con la continua innovazione e lo sviluppo della tecnologia, la valvola di controllo pneumatica mostrerà certamente più potenziale e spazio di sviluppo in più settori, fornendo soluzioni più perfette per la produzione e la protezione ambientale di vari settori.