¿Qué es una válvula de control neumática?

Resumen: Como un importante equipo de control de automatización industrial, la válvula de control neumático se utiliza ampliamente en muchos campos como la industria química, el petróleo, la energía eléctrica, la metalurgia, etc.Utiliza aire comprimido como fuente de energíaEn este artículo, se analizará la función de las válvulas de conducción, en combinación con el posicionador de válvulas eléctricas y el actuador, para realizar el control preciso de los parámetros del proceso, tales como el caudal medio y la presión en la tubería.Vamos a presentar en detalle la composición estructural, principio de funcionamiento, características de aplicación, estado de avería, resolución de averías y su importancia en la producción industrial de válvulas de control neumáticas.

I. la estructura y composición de la válvula de control neumática

La válvula de control neumático se compone principalmente de las siguientes partes:

1. actuador neumático: es el componente central de la válvula de ajuste neumático, responsable de recibir las señales del sistema de control (como el PLC) y convertirlas en acción mecánica.El actuador neumático suele incluir un diafragma neumático, el resorte, el actuador y los componentes del tallo de la válvula.

2. cuerpo de la válvula de regulación: incluye el carrete de la válvula, el asiento de la válvula y el propio cuerpo de la válvula.Controlan el flujo y la presión del medio a través del cambio de posición relativa.

3. posicionador de válvula: se utiliza para mejorar la precisión del control de la válvula. posicionador de acuerdo con la señal de retroalimentación del desplazamiento del tallo de la válvula para garantizar la precisión y la estabilidad de la acción de la válvula.

4. accesorios: como válvula de filtración reductora de presión, válvula de solenoide, dispositivo de accionamiento manual, etc., utilizados para ayudar al funcionamiento normal del sistema.

II. el principio de funcionamiento de las válvulas de control neumáticas

El proceso de trabajo de la válvula de control neumático puede dividirse en las siguientes fases:

recepción y conversión de señales: válvula de control neumática a través del sistema de control (como un PLC) para recibir señales de corriente o señales analógicas,las señales se convierten en señales neumáticas a través del posicionador o convertidor de válvulas eléctricasPor ejemplo, una señal de corriente común de 4-20mA puede convertirse en una señal neumática de 0,02-0,1MPa a través del posicionador de válvula.Esta conversión permite al actuador neumático realizar acciones correspondientes de acuerdo con los cambios en la señal de entrada.

2Acción del actuador

Cuando la señal neumática entra en el actuador neumático de película delgada, el aire comprimido empuja la membrana a expandirse, lo que a su vez empuja el actuador y el tallo de la válvula,causando el desplazamiento del carrete y cambiando la apertura de la válvulaEspecíficamente:

-Cuando la señal de presión del aire aumenta, la barra de empuje se mueve hacia arriba, impulsando el tallo de la válvula y la bobina hacia arriba, y la válvula se abre ampliamente;

- Cuando la señal de presión del aire disminuye, la barra de empuje se mueve hacia abajo, empujando el tallo de la válvula y la bobina hacia abajo, la válvula se cierra pequeña.

3El papel del posicionador de válvula

The valve positioner adjusts the action of the pneumatic actuator in real time according to the displacement feedback signal of the valve stem to ensure that the opening of the valve is consistent with the input signalCuando la señal de retroalimentación se equilibra con la señal de entrada, la válvula deja de moverse, asegurando así la precisión y la estabilidad de la regulación.

Posicionador de acción positiva: cuando aumenta la señal de entrada, aumenta la presión de aire de salida a la cabeza del diafragma, de modo que la abertura de la válvula aumenta.

Posicionador de acción inversa: cuando aumenta la señal de entrada, disminuye la presión de salida del aire a la cabeza del diafragma, de modo que la abertura de la válvula disminuye.

La selección del posicionador debe ajustarse a los requisitos específicos del actuador y de la válvula de regulación para garantizar la estabilidad y fiabilidad del sistema.

4Regulación del flujo y la presión del medio

La presión previa a la válvula se cambia a presión posterior a la válvula mediante el efecto de estrangulamiento del carrete y del asiento de la válvula.

-Regulación de la presión: P2 se introduce en la cámara superior de la membrana a través de la tubería y actúa sobre el disco superior, la fuerza resultante se equilibra con la fuerza de reacción del resorte,que determina la posición relativa del carrete y del asientoCuando P2 aumenta, la fuerza sobre el disco superior aumenta, supera la fuerza del muelle, cierra el carrete, reduce el área de flujo,aumenta la resistencia al flujo, y P2 disminuye hasta alcanzar el valor establecido.

-Regulación del caudal: al cambiar la posición relativa del carrete y del asiento, se regula el área de caudal del medio, controlando así el caudal.la válvula está abiertaCuando sea necesario reducir el caudal, la válvula se cierra.

5- Comentarios y regulación.

En todo el proceso de ajuste, la apertura de la válvula cambia, la palanca de retroalimentación le dará al posicionador una señal de retroalimentación en tiempo real.El posicionador se ajusta de acuerdo con esta señal de retroalimentación para garantizar la precisión y la estabilidad de la acción de la válvulaCuando la señal de retroalimentación se equilibra con la señal de entrada, la válvula deja de moverse y mantiene el grado de apertura actual.

6. Forma de acción del actuador neumático

Acción positiva: cuando la presión de aire de entrada del actuador neumático aumenta, el actuador se mueve hacia abajo, lo que se llama acción positiva.

Acción inversa: cuando la presión de aire de entrada del actuador neumático aumenta, la barra de empuje se mueve hacia arriba, lo que se llama acción inversa.

7- Carga hacia adelante y hacia atrás del mecanismo de regulación

Válvula de carga positiva: cuando el carrete se mueve hacia abajo, el área de la sección transversal del flujo entre el carrete y el asiento de la válvula disminuye.

Válvula de carga inversa: cuando el carrete se mueve hacia abajo, el área de la sección transversal de circulación aumenta.

8. forma de acción del actuador neumático

Aire para abrir (A.O.): cuando aumenta la presión de la señal, la válvula se abre gradualmente; cuando no hay señal, la válvula se cierra.

Aire para cerrar, CA: cuando la presión de la señal aumenta, la válvula se cierra gradualmente; cuando no hay señal, la válvula está completamente abierta.

III. las características de aplicación de las válvulas de control neumáticas.

La válvula de control neumático tiene las siguientes ventajas significativas, por lo que se utiliza ampliamente en los sistemas de control de automatización industrial:

1- Control sencillo: el funcionamiento y el mantenimiento de las válvulas de control neumáticas es relativamente sencillo, sin necesidad de circuitos electrónicos complejos, lo que reduce la tasa de fallos y los costes de mantenimiento.

2. respuesta rápida: debido a la velocidad de respuesta rápida de la potencia de aire comprimido,Las válvulas de control neumáticas pueden completarse en un corto período de tiempo desde la recepción de las instrucciones hasta la implementación de todo el proceso de acción., mejorar la velocidad de respuesta del sistema.

3- Seguridad intrínseca: las válvulas de control neumáticas no dependen de un accionamiento eléctrico, para evitar el riesgo de chispas eléctricas, especialmente en lugares inflamables y explosivos.

4• Gran adaptabilidad: la válvula de control neumático puede regular el gas, el vapor, el líquido y otros medios, adecuados para diferentes condiciones de trabajo.

5. larga vida útil: la estructura de la válvula de control neumático está razonablemente diseñada, la selección de materiales es excelente, con alta durabilidad y fiabilidad,y puede funcionar de forma estable durante mucho tiempo.

6. ahorro energético y alta eficiencia: mediante un control preciso del flujo y la presión del medio, la válvula de control neumática puede ahorrar energía de manera eficaz y mejorar la eficiencia de la producción.

IV. el escenario de aplicación típico

Las válvulas de ajuste neumáticas se utilizan ampliamente en las siguientes industrias y ocasiones:

1. industria química: se utiliza para regular el flujo y la presión de los materiales en el reactor químico, para garantizar la estabilidad y la seguridad de las condiciones de reacción.

2. industria petrolera: se utiliza en pozos de petróleo, refinerías de petróleo y otros lugares para regular el caudal y la presión en las tuberías de transporte de petróleo y gas,para garantizar la seguridad y la estabilidad del proceso de producción.

3. industria eléctrica: se utiliza en el sistema de suministro de agua de la caldera y el sistema de regulación del vapor de la central térmica para garantizar la estabilidad y la eficiencia del funcionamiento de la caldera.

4. industria metalúrgica: se utiliza en altos hornos, convertidores y otros equipos, sistemas de refrigeración de agua, sistemas de regulación de gases, etc., para garantizar la seguridad y la estabilidad del proceso de producción.

5Industria farmacéutica: se utiliza para todo tipo de materiales que transportan y regulan en el proceso de producción farmacéutica,para garantizar la exactitud y el estándar de higiene del proceso de producción.

V. el estado de falla de la válvula de regulación

De acuerdo con la forma de acción, las válvulas neumáticas se dividen generalmente en gas abierto y gas cerrado.en la fuente de aire cortado, la válvula está en la posición cerrada es más segura o la posición abierta es más segura.

La válvula de tipo aire a abierto (aire a abierto) en la cabeza del diafragma aumenta la presión del aire, la válvula para abrir la dirección de acción aumentada, cuando la presión del aire de entrada alcanza el límite superior,la válvula está en estado completamente abiertoPor el contrario, cuando la presión del aire disminuye, la válvula actúa en la dirección del cierre, y cuando no hay aire de entrada, la válvula está completamente cerrada.Las válvulas de tipo aire abierto a veces se llaman no se cierran (No se cierra), FC).

La presión del aire aumenta, la válvula para cerrar la dirección de acción; la presión del aire disminuye o no entra,la válvula para abrir la dirección o el estado completamente abiertoPor lo tanto, a veces se llama fallo para abrir el tipo (Fallar para abrir, FO).

Las válvulas de control pueden producirse varios fallos durante su funcionamiento, especialmente en caso de interrupción de la fuente de aire o de la señal eléctrica.Las válvulas de control generalmente están diseñadas con diferentes métodos de manejo de fallos:

1. FC (Fail to Close): La válvula se cierra automáticamente cuando se pierde la fuente de gas o la señal eléctrica.con una capacidad de carga de más de 300 kW.

2. FO (Fail to Open): La válvula se abre automáticamente cuando se pierde la fuente de gas o la señal eléctrica.válvulas de ventilación de emergencia.

3. FL (Fail to Last Position): cuando se pierde la fuente de aire o la señal eléctrica, la válvula permanece en su posición actual.Apto para aplicaciones en las que no se requiere una respuesta inmediata a un fallo.

4. FLC (Fall to Last Position with Closing Trend): Cuando se pierde la fuente de aire o la señal eléctrica, la válvula mantiene su posición pero tiende a cerrarse y finalmente se cierra.Apto para aplicaciones que requieren un cierre lento en caso de avería.

5. FLO (Fall to Last Position with Opening Trend, maintain the original position and tend to open): cuando se pierde la fuente de gas o la señal eléctrica, la válvula mantiene la posición pero tiende a abrirse,y finalmente abierto. Adecuado para aplicaciones que requieren una apertura lenta en caso de fallo.

6. AFL/EFC (fallo de cierre avanzado)

-AFL/EFC-1: pérdida de aire. La válvula del solenoide no está desactivada, la válvula se mantiene en posición.

-AFL/EFC-2: Independientemente de si la fuente de gas se ha perdido, si la válvula del solenoide se desactiva, la válvula se encuentra en posición cerrada.

7. AFL/EFO (Avanzado no puede abrir)

-AFL/EFO-1: Pérdida de suministro de aire. La válvula del solenoide no está desactivada, la válvula mantiene su posición.

-AFL/EFO-2: La válvula se encuentra en posición abierta independientemente de si la fuente de aire se pierde o si el solenoide está desactivado.

- ¿Cuál es el problema?el fallo de la válvula neumática y la resolución de problemas

1, la válvula neumática no puede actuar

Fenómeno de falla: la válvula neumática no puede abrirse ni cerrarse.

Análisis de las causas

A, presión insuficiente del gas o obstrucción de la línea de gas: el trabajo de la válvula neumática depende de una presión de gas estable.Esto conducirá a que la válvula no pueda funcionar normalmente..

B, fallo de la válvula de solenoide: la válvula de solenoide es una parte importante del sistema de control de la válvula neumática.afectará directamente a la acción de la válvula neumática.

C, fallo del actuador: el pistón o cilindro dentro del actuador atascado o el fenómeno de fuga interna, también conducirá a que la válvula neumática no pueda funcionar correctamente.

D, impurezas o obstrucciones en el interior del cuerpo de la válvula: puede haber impurezas o obstrucciones en el cuerpo de la válvula, que afectan a la vía de flujo, lo que hace que la válvula no pueda abrirse o cerrarse normalmente.

Métodos de eliminación

A. Compruebe si la presión de la fuente de gas y la línea de gas es normal, si hay algún problema, repararlo a tiempo.limpiar o reemplazar las partes obstruidas en el circuito de aire.

B. Reemplazar la válvula de solenoide o limpiar la bobina.

C. Compruebe el actuador, como el pistón, el cilindro, etc., para detectar daños o fugas internas, si alguna parte está dañada, reemplácela a tiempo.Lubrique regularmente las partes móviles del actuador para reducir el desgaste.

D. Limpiar el interior del cuerpo de la válvula para garantizar que el flujo sea suave.prestar atención a mantener la limpieza del medio para evitar impurezas en el cuerpo de la válvula.

2, válvula neumática de acción lenta

Fenómeno de falla: velocidad de apertura o cierre de la válvula neumática es lenta.

Análisis de las causas

A. Presión insuficiente de la fuente de gas o obstrucción de la línea de gas: La presión insuficiente de la fuente de gas o obstrucción de la línea de gas dará lugar a una acción lenta de la válvula neumática.

B. Fricción excesiva dentro del actuador: La fricción excesiva entre el pistón y la pared del cilindro dentro del actuador, o el envejecimiento de los sellos, puede conducir a una acción lenta de la válvula neumática.

C. Impuridades o obstrucción en el interior del cuerpo de la válvula: puede haber impurezas o obstrucción en el interior del cuerpo de la válvula, lo que afecta al flujo suave, lo que conduce a una acción lenta de la válvula neumática.

Métodos de eliminación

A. Compruebe si la presión de la fuente de aire y el circuito de aire es normal, si hay algún problema, repararlo a tiempo.limpiar o reemplazar las partes bloqueadas en el circuito de aire.

B. Lubricar el actuador y reemplazar las partes que estén mal desgastadas.

C. Limpie el interior del cuerpo de la válvula para garantizar que el flujo sea suave.prestar atención a mantener la limpieza del medio para evitar impurezas en el cuerpo de la válvula.

3"Fugas de válvula neumática"

Fenómeno de fallo: la válvula neumática en estado cerrado sigue presentando fugas de medios.

Análisis de las causas

A, daños o envejecimiento de los sellos: los sellos (como el anillo O, la junta) daños o envejecimiento, pueden conducir a la válvula neumática en el estado cerrado todavía tienen fugas de medios.

B, las conexiones del cuerpo de la válvula sueltas o mal selladas: las conexiones del cuerpo de la válvula sueltas o mal selladas también pueden provocar que las válvulas neumáticas en estado cerrado aún tengan fugas de medios.

C. Fugas dentro del actuador: las fugas del cilindro o del pistón dentro del actuador afectarán al funcionamiento de sellado de la válvula neumática.

Métodos de eliminación

A. Reemplazar los sellos dañados o envejecidos, revisar regularmente el estado de los sellos, detectar y tratar el problema a tiempo.

Durante la instalación, siga estrictamente los procedimientos de operación para garantizar el funcionamiento de sellado de las conexiones.

C. Compruebe el interior del actuador, si hay alguna fuga de reparación o reemplazar las piezas a tiempo..

4"Posicionamiento de la válvula neumática impreciso"

Fenómeno de falla: la válvula neumática no puede alcanzar la posición del interruptor preestablecida.

Análisis de las causas

A. Fallo del posicionador o ajuste incorrecto: el posicionador es una parte importante del sistema de control de válvula neumática.la válvula neumática no alcanzará la posición de conmutación preestablecida.

B. Ciclo del actuador neumático insuficiente o mal ajustado:El accionamiento del accionador neumático puede resultar también en que la válvula neumática no alcance la posición de conmutación preestablecida..

Métodos de solución de problemas

A. Compruebe si el posicionador está defectuoso o ajustado incorrectamente y, si es necesario, reemplácela o reajustela.

B. Compruebe si la carrera del actuador neumático es insuficiente o está mal ajustada, y ajuste o reemplace las piezas si es necesario.Verifique regularmente la carrera del actuador neumático para asegurarse de que cumple con los requisitos de diseño.

5Otras fallas

5.1 Comienza la acción de la válvula saltando

Fenómeno de fallo: inicio del fenómeno de salto de acción de la válvula.

Análisis de la causa: la carga puede ser demasiado grande, es necesario aumentar las especificaciones del actuador.

Método de eliminación: de acuerdo con la carga real, seleccionar las especificaciones apropiadas del actuador para garantizar que pueda cumplir con los requisitos de carga.

5.2 Salto al final de la acción de la válvula

Fenómeno de falla: fenómeno de salto al final de la acción de la válvula.

Análisis de la causa: la acción puede ser demasiado rápida, la energía de inercia es demasiado grande, la necesidad de aumentar la válvula de control de velocidad o el amortiguador externo.

Métodos de eliminación: en el sistema neumático para aumentar la válvula de control de velocidad o el dispositivo de amortiguador externo, reducir la velocidad de acción, reducir el impacto de la energía inercial.

5.3 No hay señal de retorno a la señal

Fenómeno de falla: no hay salida de señal de vuelta a la señal.

Análisis de la causa: la línea de transmisión de la señal puede ser un cortocircuito, una desconexión, la necesidad de reparar la línea de transmisión o reemplazar el microinterruptor.

Remedio: Compruebe la línea de señal eléctrica, repare el cortocircuito o el circuito roto y reemplace el microinterruptor si es necesario.