Vaak gestelde vragen over elektrische regelkleppen

1. Wat zijn de drie belangrijkste factoren om te overwegen bij het selecteren van een actuator?

1. De output van de actuator moet de belasting van de klep overschrijden en passend zijn afgestemd.
2. Overweeg bij het controleren van standaardcombinaties of het toegestane drukverschil dat voor de klep is gespecificeerd, voldoet aan de procesvereisten. Bereken voor hoge drukverschillen de onbalanskracht die op de klepafsluiter werkt.
3. Overweeg of de reactiesnelheid van de actuator voldoet aan de procesvereisten, vooral voor elektrische actuatoren.

2. Wat zijn de kenmerken van elektrische actuatoren in vergelijking met pneumatische actuatoren, en wat zijn de verschillende outputvormen?

Elektrische actuatoren gebruiken elektrische stroom als aandrijfbron, wat eenvoudig en handig is, met een hoge stuwkracht, koppel en stijfheid. Ze hebben echter een complexe structuur en een lagere betrouwbaarheid. Ze zijn duurder dan pneumatische actuatoren voor middelgrote en kleine maten. Ze worden vaak gebruikt in toepassingen zonder gastoevoer of waar geen strenge explosie- en brandwerende eisen nodig zijn.

Elektrische actuatoren hebben drie outputvormen: hoekverplaatsing, lineaire verplaatsing en multi-rotatie.

3. Waarom hebben hoekverplaatsingskleppen een groter afsluitdrukverschil?

Hoekverplaatsingskleppen hebben een groter afsluitdrukverschil omdat de resulterende kracht die door het medium op de klepkern of klepplaat wordt gegenereerd, een zeer klein koppel op de roterende as produceert, waardoor deze een groter drukverschil kan weerstaan.

Vlinderkleppen en kogelkleppen zijn de meest voorkomende soorten hoekverplaatsingskleppen.

4. Welke kleppen vereisen een selectie van de stroomrichting? Hoe moeten ze worden geselecteerd?

Regelkleppen met enkele afdichting, zoals kleppen met één zitting, hogedrukkleppen en kleppen met enkele afdichtingshuls zonder balanceergaten, vereisen een selectie van de stroomrichting.

Stroom-open en stroom-gesloten typen hebben elk hun voor- en nadelen. Stroom-open kleppen werken stabieler, maar hebben een slechtere zelfreinigende prestatie en afdichting, wat resulteert in een kortere levensduur; stroom-gesloten kleppen hebben een langere levensduur, betere zelfreinigende prestaties en afdichting, maar de stabiliteit is slecht wanneer de diameter van de klepsteel kleiner is dan de diameter van de klepkern.

Kleppen met één zitting, kleppen met kleine stroming en kleppen met enkele afdichtingshuls gebruiken doorgaans het stroom-open type. Wanneer er sprake is van ernstige erosie of zelfreinigende vereisten, kan het stroom-gesloten type worden geselecteerd. Twee-positie snel-openende karakteristieke regelkleppen gebruiken het stroom-gesloten type.

5. Welke andere kleppen hebben, naast kleppen met één zitting, kleppen met dubbele zitting en hulskleppen, regelfuncties?

Diafragmakleppen, vlinderkleppen, O-type kogelkleppen (voornamelijk voor afsluiting), V-type kogelkleppen (hoge regelverhouding en schuiffunctie) en excentrieke roterende kleppen zijn allemaal kleppen met regelfuncties.

6. Waarom is klepselectie belangrijker dan berekening?

In vergelijking met berekening is klepselectie veel belangrijker en complexer. Dit komt omdat berekening slechts een eenvoudige formuleberekening is, en de nauwkeurigheid ervan niet ligt in de precisie van de formule zelf, maar in de nauwkeurigheid van de gegeven procesparameters.

Klepselectie omvat een breed scala aan overwegingen, en zelfs kleine fouten kunnen leiden tot onjuiste selectie, wat resulteert in verspilling van mankracht, materialen en financiën, evenals onbevredigende prestaties en verschillende operationele problemen zoals betrouwbaarheid, levensduur en operationele kwaliteit.

7. Waarom kunnen kleppen met dubbele afdichting niet worden gebruikt als afsluitkleppen?

Het voordeel van de klepafsluiter met dubbele zitting is de krachtgebalanceerde structuur, die hoge drukverschillen mogelijk maakt. Het opvallende nadeel is echter dat de twee afdichtingsoppervlakken niet tegelijkertijd goed contact kunnen houden, wat resulteert in aanzienlijke lekkage.

Als het kunstmatig en met geweld wordt gebruikt in afsluittoepassingen, zullen de resultaten onbevredigend zijn. Zelfs met verbeteringen (zoals de klep met dubbele afdichtingshuls) is deze aanpak niet aan te raden.

8. Waarom heeft de klep met dubbele zitting de neiging om te oscilleren bij kleine openingshoeken?

Voor een enkele klepkern, wanneer het medium van het stroom-open type is, heeft de klep een goede stabiliteit; wanneer het medium van het stroom-gesloten type is, heeft de klep een slechte stabiliteit. Een klep met dubbele zitting heeft twee klepkernen, waarbij de onderste klepkern in de stroom-gesloten modus staat en de bovenste klepkern in de stroom-open modus.

Dus, bij het werken met kleine openingen, is de stroom-gesloten klepkern gevoelig voor het veroorzaken van kleptrillingen, daarom zijn kleppen met dubbele zitting niet geschikt voor toepassingen met kleine openingen.

9. Wat zijn de kenmerken van een rechtlijnige regelklep met één zitting? In welke toepassingen wordt deze gebruikt?

1. Lage lekkage, aangezien er slechts één klepkern is, wat een goede afdichting garandeert. De standaard lekkage is 0,01% KV, en verder ontwerp kan het geschikt maken voor gebruik als afsluitklep.
2. Laag toelaatbaar drukverschil, aangezien de onbalanskracht groot is. Voor een DN100-klep is het drukverschil (△P) slechts 120 kPa.
3. Lage stroomcapaciteit. De KV voor een DN100-klep is slechts 120.

Het wordt vaak gebruikt in toepassingen waar lekkage minimaal is en het drukverschil niet significant is.

10. Wat zijn de kenmerken van een rechtlijnige regelklep met dubbele zitting? In welke toepassingen wordt deze gebruikt?

1. Hoog toelaatbaar drukverschil, omdat het veel onbalanskrachten kan compenseren. De △P van de klep voor een DN100-klep is 280 kPa.
2. Hoge stroomcapaciteit. De KV-waarde voor een DN100-klep is 160.
3. Hoge lekkage, vanwege twee klepkernen die niet tegelijkertijd kunnen afdichten. De standaard lekkage is 0,1% KV, wat 10 keer zo veel is als die van een klep met één zitting.

Rechtlijnige regelkleppen met dubbele zitting worden voornamelijk gebruikt in toepassingen met hoge drukverschillen en minder strenge lekkage-eisen.

11. Waarom hebben lineaire regelkleppen een slechte anti-blokkeringsprestatie, terwijl hoekverplaatsingskleppen een goede anti-blokkeringsprestatie hebben?

In een rechtlijnige klep voert de klepkern verticale throttling uit, terwijl het medium horizontaal in en uit stroomt. Het stromingspad in de klepruimte buigt en draait onvermijdelijk, waardoor het stromingspad van de klep zeer complex wordt (lijkend op een omgekeerde “S"-vorm). Dit creëert talrijke dode zones, die ruimte bieden voor mediumsedimentatie, wat na verloop van tijd tot verstoppingen kan leiden.

In hoekverplaatsingskleppen is de throttling-richting horizontaal, waarbij het medium horizontaal in en uit stroomt. Dit vergemakkelijkt de verwijdering van onzuiverheden en vereenvoudigt het stromingspad, waardoor de sedimentatieruimte wordt geminimaliseerd. Daarom hebben hoekverplaatsingskleppen een superieure anti-blokkeringsprestatie.

12. Wanneer is een kleppositieregelaar vereist?

1. Toepassingen met hoge wrijving die een precieze positionering vereisen. Voorbeelden zijn regelkleppen voor hoge of lage temperaturen, of kleppen die flexibele grafietpakkingen gebruiken;
2. Toepassingen waarbij langzame processen een verbeterde reactiesnelheid van de regelklep vereisen. Bijvoorbeeld temperatuur-, niveau- of analytische parameterregelsystemen.
3. Toepassingen waarbij een verhoogde outputkracht en afsnijdkracht van de actuator vereist zijn. Bijvoorbeeld kleppen met één zitting met DN ≥ 25, kleppen met dubbele zitting met DN > 100, of toepassingen waarbij de drukval over de klep (△P) meer dan 1 MPa bedraagt of de inlaatdruk (P1) meer dan 10 MPa bedraagt.
4. Toepassingen waarbij de pneumatische open/dicht-modus van de regelklep tijdens de werking in split-range regelsystemen moet worden gewijzigd.
5. Toepassingen waarbij de stroomkarakteristiek van de regelklep moet worden gewijzigd.

13. Wat zijn de zeven stappen om de klepgrootte te bepalen?

1. Bepaal de berekende stroomsnelheid — Qmax, Qmin
2. Bepaal de berekende drukval — selecteer de weerstandsverhouding S op basis van de systeemkenmerken, bepaal vervolgens de berekende drukval (wanneer de klep volledig open is);
3. Bereken de stroomcoëfficiënt — gebruik geschikte berekeningsformules, grafieken of software om de maximale en minimale KV-waarden te bepalen;
4. Selecteer de KV-waarde — op basis van de maximale KV-waarde, selecteer de dichtstbijzijnde KV-waarde in de geselecteerde productserie om de voorlopige klepgrootte te verkrijgen;
5. Verifieer de klepopening — zorg ervoor dat de klepopening ≤90% is wanneer Qmax wordt bereikt en ≥10% wanneer Qmin wordt bereikt;
6. Werkelijke instelbare ratioverificatie — vereist over het algemeen R ≥ 10; R werkelijk > R vereist
7. Groottebepaling — indien niet gekwalificeerd, selecteer de KV-waarde opnieuw en verifieer opnieuw.

14. Waarom heeft de hulsklep niet aan de verwachtingen voldaan bij het vervangen van kleppen met één zitting en kleppen met dubbele zitting?

Cilinderkleppen, die in de jaren zestig debuteerden, werden in de jaren zeventig op grote schaal gebruikt in binnen- en buitenland. In de jaren tachtig waren cilinderkleppen goed voor een aanzienlijk deel van de petrochemische faciliteiten die werden geïntroduceerd. Destijds geloofden velen dat cilinderkleppen kleppen met één zitting en kleppen met dubbele zitting konden vervangen en het tweede generatie product zouden worden.

Dit is echter vandaag de dag niet het geval. Kleppen met één zitting, kleppen met dubbele zitting en hulskleppen worden allemaal evenveel gebruikt. Dit komt omdat hulskleppen alleen de throttling-vorm, stabiliteit en het onderhoud verbeteren in vergelijking met kleppen met één zitting, maar hun gewicht, anti-blokkering en lekkageprestaties consistent zijn met kleppen met één zitting en kleppen met dubbele zitting. Hoe zouden ze kleppen met één zitting en kleppen met dubbele zitting kunnen vervangen? Daarom kunnen ze alleen samen worden gebruikt.

15. Waarom moeten harde afdichtingen de voorkeur krijgen voor afsluitkleppen?

Afsluitkleppen vereisen de laagst mogelijke lekkage. Zachte afdichtingskleppen hebben de laagste lekkage en dus de beste afsluitprestaties, maar ze zijn niet slijtvast en hebben een slechte betrouwbaarheid. Vanuit de dubbele criteria van lage lekkage en betrouwbare afdichting zijn zachte afdichtingsafsluitkleppen inferieur aan harde afdichtingsafsluitkleppen. Bijvoorbeeld, volledig functionele ultralichte regelkleppen, die afdichtingen hebben die worden beschermd door slijtvaste legeringen, bieden een hoge betrouwbaarheid en een lekkage van 10⁻⁷, en voldoen al aan de eisen voor afsluitkleppen.

16. Waarom is de klepsteel van een lineaire regelklep relatief dun?

Dit betreft een eenvoudig mechanisch principe: glijdende wrijving is hoog, terwijl rollende wrijving laag is. In een lineaire klep beweegt de klepsteel op en neer. Als de pakking enigszins wordt samengedrukt, wikkelt deze zich strak om de klepsteel, waardoor aanzienlijke hysteresis ontstaat. Daarom is de klepsteel ontworpen om zeer dun te zijn, en wordt vaak PTFE-pakking met lage wrijving gebruikt om hysteresis te verminderen. Dit leidt echter tot problemen zoals het feit dat de klepsteel gemakkelijk kan buigen en de pakking een korte levensduur heeft.

De beste oplossing voor dit probleem is om een roterende klepsteel te gebruiken, d.w.z. een regelklep van het hoekverplaatsingstype. De klepsteel is 2–3 keer dikker dan die van een lineaire klep, en hij gebruikt grafietpakking met een langere levensduur. De klepsteel heeft een goede stijfheid, de pakking heeft een langere levensduur en het wringingskoppel en de hysteresis zijn in feite kleiner.