Przewodnik po zaworach pneumatycznych | Zawory kulowe, motylkowe, zasuwowe i siłowniki – wyjaśnienie

Czym jest zawór pneumatyczny?

Definicja zaworu pneumatycznego

A Zawór pneumatycznyto rodzaj przemysłowego zaworu regulacyjnego napędzanego sprężonym powietrzem. Przekształcając ciśnienie powietrza w ruch mechaniczny, siłownik otwiera, zamyka lub reguluje zawór, aby kontrolować przepływ cieczy, gazów, pary wodnej lub mediów żrących.
Do powszechnie stosowanych konstrukcji zaliczają się pneumatyczne zawory kulowe, zawory motylkowe, zasuwy i szybko działające zawory odcinające.

Zasada działania zaworów pneumatycznych

Sprężone powietrze dostaje się do komory siłownika, popychając tłok lub membranę. Ten ruch wprawia trzpień w ruch obrotowy lub liniowy, powodując otwieranie lub zamykanie zaworu. W systemach zautomatyzowanych siłownik jest sterowany za pomocą sygnałów PLC lub DCS, co zapewnia precyzyjne zarządzanie przepływem.

Typowe media

• Powietrze i gazy obojętne

• Woda procesowa i płyny przemysłowe

• Systemy parowe

• Substancje chemiczne o wysokiej temperaturze, żrące lub niebezpieczne

Funkcje i zalety zaworów pneumatycznych

Główne funkcje

Automatyczne sterowanie włączaniem/wyłączaniem

Zawory pneumatyczne umożliwiają niezawodną zdalną obsługę rurociągów przemysłowych, eliminując potrzebę ręcznej interwencji.

Precyzyjna kontrola modulacyjna

Zawór wyposażony w pozycjoner może zapewnić stabilną i powtarzalną kontrolę przepływu, ciśnienia lub temperatury.

Główne zalety

Szybki czas reakcji (często < 1 sekunda)

Doskonale nadaje się do awaryjnego wyłączania i systemów ochronnych.

Wysokie bezpieczeństwo dzięki naturalnym właściwościom przeciwwybuchowym

Ponieważ siłownik wykorzystuje powietrze zamiast prądu, może być bezpiecznie stosowany w strefach niebezpiecznych.

Długa żywotność i niskie wymagania konserwacyjne

Mechanizm jest prosty i ma mniej części podatnych na awarię.

Nadaje się do rurociągów o dużej średnicy i wysokim ciśnieniu

W tego typu wymagających zastosowaniach szczególnie dobrze sprawdzają się pneumatyczne zawory kulowe i motylkowe.

Główne elementy zaworów pneumatycznych

Siłownik pneumatyczny

Siłownik jednostronnego działania (powrót sprężynowy)

Wykorzystuje sprężynę, która powraca do bezpiecznej pozycji zamknięcia lub otwarcia w razie awarii w przypadku utraty powietrza.

Siłownik dwustronnego działania

Powietrze jest dostarczane do obu stron tłoka, co zapewnia większy moment obrotowy i płynniejszą pracę.

Typy korpusów zaworów

Pneumatyczny zawór kulowy

Zapewnia szczelne uszczelnienie i niski poziom przecieków, powszechnie stosowane do izolacji gazowej.

Pneumatyczny zawór motylkowy

Lekkie i ekonomiczne; powszechnie stosowane w systemach uzdatniania wody i dużych rurociągach.

Zawór zasuwowy pneumatyczny

Minimalizuje spadek ciśnienia; zalecany do płynów o konsystencji szlamu, proszku lub zawierających cząstki stałe.

Pneumatyczny zawór kulowy / sterujący

Zaprojektowany do precyzyjnej modulacji przepływu.

Akcesoria sterujące

• Zawór elektromagnetyczny

• Skrzynka wyłącznika krańcowego

• Regulator filtra powietrza (FRL)

• Pozycjoner do sterowania modulacyjnego

Główne typy zaworów pneumatycznych

Według struktury zaworu

• Zawory kulowe pneumatyczne

• Zawory motylkowe pneumatyczne

• Zawory zasuwowe pneumatyczne

• Zawory odcinające pneumatyczne

• Zawory sterujące pneumatyczne

Według typu siłownika

• Jednostronnego działania

• Podwójnego działania

Według funkcji

• Zawory włączające/wyłączające

• Zawory regulacyjne modulacyjne

Porównanie zaworów pneumatycznych i zaworów ręcznych

Działanie

Zawory pneumatyczne umożliwiają automatyczną i zdalną obsługę, natomiast zawory ręczne wymagają fizycznej obsługi.

Wydajność

Zawory pneumatyczne mogą przełączać się często i szybko reagować, natomiast zawory ręczne są wolniejsze i mniej odpowiednie do cykli automatycznych.

Aplikacja

Zawory pneumatyczne są stosowane w zautomatyzowanych liniach produkcyjnych; zawory ręczne stosuje się zwykle w prostszych operacjach o niższej częstotliwości.

Porównanie zaworów pneumatycznych i zaworów elektrycznych

Źródło zasilania

• Pneumatyka: sprężone powietrze

• Elektryczny: napęd silnikowy

Prędkość

Zawory pneumatyczne zazwyczaj charakteryzują się szybszą aktywacją.

Bezpieczeństwo

Ponieważ w ich działaniu nie są stosowane żadne silniki ani iskry, zawory pneumatyczne nadają się do stosowania w środowiskach zagrożonych wybuchem.

Konserwacja

Siłowniki napędzane sprężonym powietrzem mają mniej ruchomych części i wymagają mniejszych nakładów na konserwację.

Obszary zastosowań zaworów pneumatycznych

Ropa naftowa i petrochemia

Stosowane w transporcie gazu, parkach zbiornikowych, instalacjach krakingowych i systemach awaryjnego wyłączania.

Uzdatnianie wody

Zawory motylkowe pneumatyczne powszechnie stosuje się w miejskich oczyszczalniach ścieków i sieciach dystrybucyjnych.

Żywność i farmaceutyka

Sanitarne zawory pneumatyczne wspomagają systemy przetwarzania napojów i CIP.

Przemysł gazu ziemnego, pary wodnej i energii

Pneumatyczne zawory kulowe i odcinające zapewniają niezawodną izolację pary i gazu.

Przemysł maszynowy, metalurgiczny i celulozowy

Stosowane w systemach dostarczania powietrza, rurociągach szlamowych i sterowaniu procesami.

Konserwacja zaworów pneumatycznych

Codzienna inspekcja

• Sprawdź, czy ciśnienie powietrza jest prawidłowe (zwykle 0,4–0,7 MPa)

• Sprawdź, czy nie ma wycieków powietrza

• Potwierdź informację zwrotną o pozycji

Konserwacja siłownika

• Wymień zużyte uszczelki

• Sprawdź siłę sprężyny

• Nasmaruj wewnętrzne powierzchnie ruchome

Konserwacja korpusu zaworu

• Wyczyść powierzchnie wewnętrzne

• Wymień pierścienie uszczelniające

• Nasmaruj trzon

Konserwacja akcesoriów

• Wyczyść zawory elektromagnetyczne

• Regulatory filtrów spustowych

• Kalibracja pozycjonerów

Przewodnik po wyborze zaworów pneumatycznych

Kluczowe zagadnienia

• Rodzaj medium

• Warunki ciśnienia i temperatury

• Wymagana wartość Cv/Kv

• Rozmiar zaworu (DN15–DN1500)

• Wymagania dotyczące odporności na wybuch lub bezpieczeństwa

• Prędkość działania i konstrukcja odporna na awarie

• Warunki środowiskowe i instalacyjne

Normy branżowe

Wspólne normy międzynarodowe

• ISO 5211 (Interfejs montażowy siłownika)

• API 6D / API 608 (Normy zaworów kulowych)

• GB/T 12237 (Zawory przemysłowe)

• GB/T 9113 (Specyfikacja kołnierza)

FAQ dotyczące zaworów pneumatycznych

1. Czy pneumatyczny zawór kulowy jest lepszy od pneumatycznego zaworu motylkowego?

Zawory kulowe zapewniają lepsze uszczelnienie, natomiast zawory motylkowe są bardziej ekonomiczne w przypadku dużych rurociągów.

2. Jak długo działa siłownik pneumatyczny?

Zazwyczaj od 300 000 do 1 000 000 cykli, w zależności od jakości powietrza i warunków eksploatacji.

3. Czy zawory pneumatyczne wymagają smarowania?

Większość siłowników jest samosmarująca, ale niektóre mechanizmy mogą wymagać okresowego smarowania.

4. Kiedy należy zastosować pneumatyczny zawór odcinający?

W przypadku awaryjnego wyłączania (ESD), izolacji niebezpiecznych mediów lub zastosowań wymagających szybkiego reagowania w zakresie bezpieczeństwa.

5. Jaka jest różnica pomiędzy siłownikami jednostronnego działania i dwustronnego działania?

Działanie pojedyncze zapewnia bezpieczeństwo w razie awarii, działanie dwustronne zapewnia większy moment obrotowy i bardziej stabilną kontrolę.