Solenoid ventillar: Gaz tizimining barqaror ishlashini ta'minlang

Gaz tizimlarida solenoid ventillar qanday ishlaydi

Elektromagnit harakatlantirish va to'pcha harakatining asoslari

Gaz oqimi elektromagnit ta'sir orqali solenoid ventillari yordamida boshqariladi. Tok spiraldan o'tganda magnit maydon hosil bo'ladi, bu esa prujinaning qarshiligiga qarshi metall tishni ko'tarib, gaz o'tish uchun yo'lni ochadi. Elektr uzilganidan keyin aksariyat to'g'ridan-to'g'ri ishlovchi modellar uchun prujina tishni uning germetik holatiga juda tez qaytaradi, odatda 5 dan 10 millisekundgacha bo'ladi. Bu ventillar to'g'ri ishlashi uchun magnit tortish kuchi prujina tarangligi hamda gaz tomonidan bosim qarshiligini engellash uchun etarlicha kuchli bo'lishi kerak. Agar kuch yetarli bo'lmasa, ventilda to'liq emas germetiklanish yoki yopilishi kerak bo'lganda sekin reaksiya kuzatiladi.

To'g'ridan-to'g'ri ishlovchi va pilot boshqariladigan solenoid ventillari: gaz sohalardagi ishlash xususiyatlari

To'g'ridan-to'g'ri harakatlanuvchi klapanlarda plunger o'tish joyining to'g'risida joylashadi, bu burner xavfsizligi uchun muhim bo'lgan tezkor, ishonchli to'xtashni ta'minlaydi. Pilot-operated tuzilmalar diafragmadagi tizim bosimi farqidan foydalanib ochilishga yordam beradi — bu bobin quvvatiga bo'lgan ehtiyojni kamaytiradi, lekin reaktsiya vaqtini oshiradi. ASME B16.40 standartiga muvofiq, ushbu klapanlar 5:1 dan katta bo'lgan bosim farqlarida barqaror oqim boshqaruvin saqlaydi.

Klapan reaktsiya vaqti va gaz oqimining barqarorligidagi asosiy ahamiyati

Avariya hodisalari paytida xavfli gazlarning to'planishini to'xtatishda klapanlarni tez yopish juda muhim. NFPA 86 standarti tizimlarning 250 millisekund ichida butunlay o'chirilishini talab qiladi. Agar kechikish bo'lsa, bosim to'lqinlari hosil bo'lib, bu esa sovutilish jarayoniga ta'sir qiladi va natijada yoki alangani to'liq o'chirib yuboradi, yoki yanada xavfliroq bo'lgan teskari alanga (flashback) hodisasiga olib keladi. Gaz xromatografiyasi tahlili kabi ayniqsa nozik ishlarda aniq va ishonchli natijalarga erishish uchun 50 millisekunddan ham tezroq yopilish vaqti talab etiladi. To'g'ri spirallar hajmini hisoblash ham faqat qog'ozdagi raqamlar bilan cheklanmaydi. Ushbu spirallar gaz tezligi hamda impulslarini to'g'ri boshqarishga qodir bo'lishi kerak. Agar ular juda mayda yoki quvvati yetarli bo'lmasa, ular katta hajmli gaz oqimining qarshiligiga qarshi chidaya olmaydi.

Ishonchli gazni boshqarish uchun asosiy komponentlar va konfiguratsiyalar

Asosiy ichki qismlar: spirallar, porshen, diafragma va teshik dizayni

Elektr tok elektromagnit o'ram orqali o'tganda, harakatlanish uchun zarur bo'lgan kuchni yaratadi. Bu kuch porshenni harakatlantiradi, natijada klapan ochilishini yopish uchun to'g'ri chiziqli harakatga aylanadi. Ayniqsa boshqaruvchi ishlatiladigan klapanlar uchun bu harakat suyuqlik oqishini nazorat qiluvchi moslashuvchan to'siq sifatida xizmat qiluvchi diafragmani boshqaradi. O'rindiq shakli esa uning orqali qancha bosim pasayishini va qanday hajm o'tishini belgilashda muhim rol o'ynaydi. Fluid Control Institute institutining 2023-yildagi tadqiqotlariga ko'ra, gaz sohasida bosim yo'qotishlarni taxminan 34% ga kamaytirish mumkin bo'lgan yaxshi dizayn ishlari amalga oshirilishi kerak. Texnik ishlash ham muhim, chunki marta-marta harorat o'zgarishlari va o'zgaruvchan bosimlar bilan ishlaganda hatto maydaroq farqlar ham ahamiyatli bo'ladi.

gaz oqimini boshqarish uchun 2 yo'nalishli va 3 yo'nalishli solenoid klapan konfiguratsiyalari

Ikki yo'li (yoki 2 yo'nalishli) ventillar bitta gaz quvurida oddiy o'chirish/yoqish uchun ajoyib yechim hisoblanadi. Gaz qayerga ketishini yanada yaxshiroq nazorat qilish kerak bo'lganda, uch yo'li (3 yo'nalishli) ventillar ishlatiladi. Ular asosiy va zaxira ta'minot liniyalari o'rtasida almashish, aralash inert gazlarni aralashtirish orqali yonish jarayonini sozlash yoki zarur bo'lganda tozalovchi gazni boshqa yo'nalishlar orqali o'tkazish imkonini beradi. Oqimni shunchaki to'xtatish talab etilsa, 2 yo'nalishli ventillardan foydalaning. Gaz oqimining yo'nalishini amaliy jihatdan o'zgartirish zarur bo'lgan hollarda esa 3 yo'nalishli modellar saqlab qo'ying. Keragidan ortiq ekanlik murakkabliklarga olib keladi va kelajakda quyoshlarning vujudga kelish ehtimolini oshiradi.

Material tanlovi: qattiq gaz muhitidagi korrozion chidamli po'lat va qotishmalar

SS316 alyuminiy po'lat korpusi namlik, uglerod angidrid va sanoat muhitining ko'pchilikida uchraydigan kundalik gidrokarbon gazlariga chidamli bo'lish qobiliyati bilan ajralib turadi. Nam xlor, vodorod sulfid kabi juda qattiq sharoitlarda, shuningdek, yuqori oltingugurt tarkibli tabiiy gazlarda ishlashda muhandislar korroziyaga ancha chidamli bo'lgan Hastelloy C-276 kabi maxsus qotishmalarga murojaat qilishadi. Germantiklovchi elementlar va diafragmalar ham shu darajada e'tibor talab qiladi. Masalan, PTFE kislotalar, oksidlantirgichlar bilan ajoyib ishlaydi va harorat 500 gradus Foyenshgacha (260°C) saqlanadi. EPDM rezina bug' tizimlari va kislorodga boy muhitlarda, bunda harorat 300F (149°C) dan past bo'lsa, yaxshi ishlaydi. Viton esa 400F (204°C) atrofida bo'lgan yoqilg'i bilan to'yingan gidrokarbon sharoitida ajoyib ishlaydi. ASME B31.3-2022 standartlariga binoan so'nggi ma'lumotlarga ko'ra, dastlabki armatura shikastlanishlarining taxminan yetti foizi haqiqatan ham mos kelmaydigan materiallardan kelib chiqadi. Shu sababli ham o'rnatish spetsifikatsiyasini yakunlashdan oldin kimyoviy moslik jadvallarini tekshirish mutlaqo zarur.

Gaz qo'llanmalari uchun germetik materiallar va mosligi

Temperatura va kimyoviy chidamlilik uchun germetik materiallarni baholash: Viton, PTFE va EPDM

Gaz tizimlarining ishonchliligi vaqt o'tishi bilan germetiklarning butunligiga katta bog'liq. Viton® (FKM) neft asosidagi gazlarga ta'sir etganda shishmaydi yoki siqilmaydi va atrofida 400°F (204°C) haroratda ham moslashuvchan qoladi. Vodorod sulfid va xlor kabi kimyoviy moddalarga chidamlilik jihatidan PTFE deyarli tengsiz, hatto 500°F (260°C) dan yuqori haroratlarda ham yaxshi ishlaydi. Lekin bitta muammo bor — PTFE juda elastik bo'lmagani uchun uni o'rnatish ehtimol qo'shimcha tayanch tuzilmalarni talab qiladigan ehtiyotkorlikni talab qiladi. EPDM taxminan 300°F (149°C) gacha bo'lgan bug' va ishqoriy gazlarga qarshi ajoyib ishlaydi, lekin u tez parchalanadigan uglevodorod muhitidan ehtiyot bo'lish kerak. To'g'ri materialni tanlashda ishlab chiquvchilar bir nechta bog'liq omillarni hisobga olishlari kerak: qanday haroratga duch kelishadi, kimyoviy moddalar materialga hujum qiladimi va germetik siqilgandan keyin shaklini qanchalik saqlay olishi. Bular noto'g'ri tanlansa, tez orada muammolar vujudga keladi — EPDM LNG ilovalarida ishlatilganda troshchaniega moyillikka ega, Viton esa juda sovuq sharoitda juda qattiq bo'lib, germetik xususiyatini yo'qotadi.

Sizib chiqishni oldini olish: magnit ventil materiallarini aniq gaz turlariga moslashtirish

Sanoat sohasida germetik materiallarni tanlashda biz qanday gaz bilan ishlayotganimiz muhim ahamiyatga ega, chunki bu faqat oddiy muhitdan ko'ra muhimroq. Uglerod angidrid va vodorod sulfid o'z ichiga olgan tabiiy gaz bilan ishlaganda, muhandislar kimyoviy ravishda reaksiyaga kirishmaydigan yoki vaqt o'tishi bilan hajmi kengaymaydigan materiallarga ehtiyoj sezadi. Shu sababli ham bunday sharoitlarda PTFE bilan qoplangan komponentlar juda muhim ahamiyat kasb etadi. Aynan yoqilg'i gaz tizimlari uchun Viton rezinasi ko'proq afzal ko'riladi, chunki u gidrokarbonlarga chidamli bo'lib, hajmi keskin kengaymaydi yoki tushkunlikka uchramaydi. Kislorod bilan ishlash boshqacha qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Sof kislorod bilan ishlovchi korxonalarda odatda maxsus tozalangan PTFE germetiklar yoki metallar orasidagi kontakt nuqtalardan foydalaniladi. Bu gidrokarbon izlari tufayli yong'in sodir bo'lish xavfini oldini oladi. Qo'shimcha moddalarni ham unutmang. Masalan, quvurlarga aralashtiriladigan hid beruvchi moddalar (merkaptanlar) yoki metanol quyilishi germetik materiallarga ta'sir qiluvchi kimyoviy moddalarning faolligini ancha o'zgartirishi mumkin. 2027-yilda etilen zavodida nima sodir bo'ldi, eslaysizmi? Ular noto'g'ri elastomer germetiklardan foydalanganliklari sababli yangi uskunalar ulanishidan oldin 2 million dollarlik ta'mirlash ishlari uchun majburan ishni to'xtatishga majbur bo'ldilar. Shu zamondan beri ko'plab yirik zavodlar yangi jihozlarni ishlatishdan avval barcha germetik materiallarning mustaqil sinovdan o'tkazilishini talab qilmoqda.

Optimal Solenoid Valve ishlashini ta'minlovchi tanlash me'yori

Sanoat gaz tizimlaridagi kuchlanish va elektr mosligi

Tizimda haqiqatan ham mavjud bo'lgan kuchlanishga mos keladigan spir kuchlanishini olish mutlaqo muhim. Agar etarli quvvat bo'lmasa, qurilma to'g'ri javob bermaydi yoki faqat qisman faollashadi. Ortiqcha kuchlanish? Bu ham yomon, chunki izolyatsiya tezroq vayron bo'ladi va spirning erta ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Bu Class I Div 2 zonalarda to'g'ri sertifikatlarni olish majburiy bo'lgan joylarda ayniqsa muhim. Hech narsani o'rnatishdan oldin, uning AC yoki DC quvvatga ehtiyojini qayta tekshiring. DC spirli modellar umuman shovqin hosil qilmaydi va zaxira batareyalar bilan yaxshiroq ishlaydi. AC versiyalari kerak bo'lganda kuchliroq burilish momenti beradi, lekin kuchlanish chegarasiga yaqin ishlaganda shovqin muammosini keltirib chiqaradi.

Ishonchli valve harakatlanish uchun bosim reytinglari va farqli bosim

Sovg'olarni tanlashda ularni tizimdagi eng yuqori bosimga mos ravishda baholash va sovg'aning ochilishida kutilayotgan bosim farqini (differensial bosim) ushlab turish uchun qurilganligiga ishonch hosil qilish muhim. To'g'ridan-to'g'ri ta'sir etadigan sovg'olar sovg'aning ikkala tomonida deyarli hech qanday bosim farqi bo'lmaganda yaxshi ishlaydi, shu sababli ham ulardan vakuum sharoitida yoki juda past bosimlar ostida ishlaydigan tizimlarda foydalanish maqsadga muvofiq. Pilot boshqariladigan sovg'olar uchun aksariyat hollarda diafragmaning o'rindig'idan ko'tarilishi uchun kamida kvadrat dyumiga 5 funt (pound per square inch) bosim farqi kerak bo'ladi. Etarli bosim farqi bo'lmaganda bunday sovg'olar faqat qisman yopiladi, bu esa vaqt o'tishi bilan sizib chiqishlarga olib keladi. Sovg'alarning reytingidan oshib ketish ham muammolarga olib keladi. Ushbu holda germetiklovchi elementlar deformatsiyaga uchraydi va butun tuzilma buziladi. Bunday vaziyatlar nafaqat ASME B16.5 kabi sanoat standartlarini buzadi, balki tizimdan suyuqlikning yoki gazning sizib chiqish ehtimolini ham sezilarli darajada oshiradi.

Oqim sig'imi (Cv, SCFM) va uning tizim samaradorligiga ta'siri

Zadvig'ning oqimni boshqarish qobiliyati Cv birliklarida (bir psi bosim farqi ostida daqiqasiga AQSH gallonidagi suv miqdori) yoki SCFM (standart kub fut/daqiqada) o'lchanadi va bu energiya iste'molini hamda jarayonning umumiy barqarorligini bevosita ta'minlaydi. Zadvig'lar ishlatiladigan joy uchun juda kichik bo'lsa, ular yuqori bosim tushishiga olib keladi va natijada kompressorlar hamda regulatorlar keragidan ortiq ishlashga majbur bo'ladi. Fluid Controls Institute tomonidan 2023-yilda e'lon qilingan tadqiqot ma'lumotlariga ko'ra, bu kompensatsiya effekti aslida energiya iste'molini taxminan 15% ga oshirishi mumkin. To'g'ri hajmni tanlash muhim, chunki to'g'ri o'lchamdagi zadvig'lar tizimdagi barcha uskunalarga ortiqcha yuk tushishini oldini oladi hamda samarali ishlashni ta'minlaydi.

Cv = Q √(SG / ΔP)

Qaerda Q = talab qilingan gaz oqimi tezligi (GPM), SG = havoga nisbatan solishtirma og'irlik, va δP = ruxsat etilgan bosim pasayishi (psi). Hajm jihatidan katta tanlash vortiklanishga olib keladi va boshqaruv aniqligini pasaytiradi — ayniqsa modulyatsiyalangan yoki past oqimli sohalarda bu muammo keltiradi.

Odatda ochiq va odatda yopiq: sozlanishni xavfsizlik ehtiyojlariga moslashtirish

Xavfsiz ishlash tamoyili, asosan, narsalar standart holda nosozlikka uchraganda nima sodir bo'lishiga bog'liq. Masalan, NC sanoqlari quvvat uzilib qolgan paytda avtomatik ravishda yopiladi, bu esa ularni yonish jarayonlari, isitish tizimlari yoki zaharli gazlar bilan bog'liq vaziyatlarda mutlaqo kerakli qiladi. Boshqa tomondan, NO sanoqlar nosozlik sodir bo'lganda ham ochiq turaveradi, shu sababli ular oqimning to'xtashi nazoratsiz moddalar chiqib ketishidan ko'ra katta muammo yaratadigan sovutish tizimlari yoki chiqarish konturlari uchun yanada mos keladi. 2022-yilda Process Safety Journal o'tkazgan so'nggi tadqiqotlarga ko'ra, gaz quvushlarining deyarli beshdan to'rti sanoq sozlamalari noto'g'ri o'rnatilgani uchun sodir bo'lgan. Shu sababli har bir sanoq ushbu obyekt uchun belgilangan SIL talablari bilan mos kelishini tekshirish juda muhim. Xavfsizlik uchun bu ishni mustaqil ravishda kimdir boshqasi qayta tekshirib berishini unutmang.

Gaz solenoid ventillaridagi xavfsizlik va xavfsizlik mexanizmlari

Elektr uzilishida xavfsiz ishlash: yopilishni avtomatik ta'minlovchi prujina

Prujina orqali yopilish mexanizmlari tashqi elektr manbasiga ehtiyoj bilmaydigan, batareyka ham, siqilgan havo ham talab etmaydigan o'rnatilgan xavfsizlik tizimi sifatida ishlaydi. Elektr uzilganda ushbu mexanik prujinalar deyarli darhol ishga tushadi va tirkichi odatda yopiq bo'lgan, odatda yopiq ventillar uchun belgilangan o'rniga suradi. Bu tez reaksiya gazning nazoratsiz chiqib ketishini to'xtatadi, bu esa tabiiy gaz uzatilayotgan yoki qayta ishlanayotgan joylarda jiddiy portlashlarga olib kelishi mumkin. Biz ko'rgan soha statistikasiga ko'ra, har bir hodisa o'rtacha taxminan 740 000 AQSH dollari yoki undan ortiq turadi. Shu sababli ham prujina orqali yopilish dizaynlari zamonaviy mavjud variantlarga nisbatan yaxshi himoya va maqbul narx taklif qilgani uchun SIL 2 dan 3 gacha bo'lgan dasturlarda ishlaydigan muhandislarning e'tiborida davom etmoqda.

Integratsiyalangan xavfsizlik funksiyalari: avto shut down, suv oqib ketishni oldini olish va bosimni boshqarish

Bugungi kunda gaz magnit ventillari o'z ichiga bir nechta himoya qatlamlarini oladi. Favqulodda vaziyatlarda ESD tizimi gaz detektorlari bilan hamkorlikda ishlaydi. Agar daraja taxminan 5% LEL ga yetib boradigan bo'lsa, potentsial xavf-xatarlarni to'xtatish uchun ventilar avtomatik ravishda o'chadi. Dizaynga PTFE qoplangan nerjuyadlik po'lat kabi materiallardan yasalgan maxsus stem germetiklar hamda uch karra germetik membranalardan iborat. Ushbu takomillashtirish eski ikki germetikli modellar bilan solishtirganda ehtimoliy quyilish nuqtalarini taxminan 90% ga kamaytiradi. Bosimni tartibga solish — 200 va 500 mbar orasidagi tanqidiy diapazonlarda muammolar bormagan holda ishlashni ta'minlovchi yana bir muhim xususiyat. Bu ventil ochilishi va yopilishi bilan bog'liq siftdagi bosim sakrashlarini oldini oladi, bu esa germetiklarga shikast etkazmaslik uchun zarur. Barcha ushbu komponentlar harorat o'zgarishlari, tebranishlar hamda me'yorida tiklanuvchi iste'mol jarayonida yillardan keyin ham kutilmagan gaz qukilishlarining bo'lmasligini ta'minlaydi. Bunday ishonchlilik xavfsizlik talablari bo'yicha API RP 14C va IEC 61511 kabi muhim sanoat standartlariga javob beradi.

Ko'p so'raladigan savollar

Gaz tizimlaridagi bevosita ta'sir etuvchi va pilot boshqariladigan elektromagnit klapanlarning farqlari qanday?

Bevosita ta'sir etuvchi elektromagnit klapanlar tez ishlash uchun oyna ustiga bevosita o'rnatilgan porshenni ishlatadi va shamollatgichlar hamda analizatorlar kabi past oqimli ilovalar uchun idealdir. Boshqa tomondan, pilot boshqariladigan klapanlar ishlashni yordam berish uchun bosim farqidan foydalanadi va shu sababli asosiy gaz quvurlari hamda kotellardagi kabi yuqori bosimli ilovalarga mos keladi.

Gaz tizimlarida klapan reaktsiya vaqti nega muhim?

Tez klapan reaktsiya vaqti favqulodda holatlarda bosim to'lqinlarining hosil bo'lishini oldini olish uchun zarur, chunki bu yoqilish jarayonini buzishi mumkin. NFPA 86 kabi standartlar nozik gaz ilovalarini boshqaradigan tizimlarda xavfsizlikni ta'minlash uchun 250 millisekund ichida o'chirishni talab qiladi.

Korroziv muhitdagi elektromagnit klapan ishlashiga material tanlovi qanday ta'sir qiladi?

Qattiq muhitda korroziyaga chidamli materiallarni tanlash juda muhim. Umumiy sohalarda SS316 kabi polirovka qilingan po'lat ko'proq ishlatilsa ham, Hastelloy C-276 kabi quyidagi qotishmalar qattiq kimyoviy moddalarga nisbatan yaxshiroq himoya beradi. Tizim ishonchliligini saqlashda PTFE va Viton kabi to'g'ri germetiklanish ham muhim rol o'ynaydi.