Nell'ingegneria delle condotte, la corretta selezione delle valvole elettriche è una delle condizioni fondamentali per garantire il rispetto dei requisiti di utilizzo. Se la valvola elettrica utilizzata non viene selezionata correttamente, non solo ne risentirà l'utilizzo, ma si verificheranno anche conseguenze negative o gravi perdite; pertanto, la corretta selezione delle valvole elettriche è essenziale nella progettazione delle condotte.
L'ambiente di lavoro della valvola elettrica
Oltre a prestare attenzione ai parametri della tubazione, occorre considerare in particolare le condizioni ambientali di funzionamento, poiché il dispositivo elettrico all'interno della valvola elettrica è un'apparecchiatura elettromeccanica e il suo funzionamento è fortemente influenzato dall'ambiente in cui opera. Normalmente, l'ambiente di lavoro di una valvola elettrica è il seguente:
1. Installazione in ambienti interni o utilizzo in ambienti esterni con misure di protezione;
2. Installazione all'aperto, esposta a vento, sabbia, pioggia e rugiada, luce solare e altri agenti erosivi;
3. Presenta un ambiente con gas o polveri infiammabili o esplosivi;
4. Ambiente tropicale umido, ambiente tropicale secco;
5. La temperatura del fluido nella tubazione è pari o superiore a 480 °C;
6. La temperatura ambiente è inferiore a -20 °C;
7. È facile che si allaghi o si immerga nell'acqua;
8. Ambienti con materiali radioattivi (centrali nucleari e dispositivi di prova per materiali radioattivi);
9. L'ambiente della nave o del molo (con spruzzi di acqua salata, muffa e umidità);
10. Occasioni con forti vibrazioni;
11. Occasioni soggette a incendi;
Per le valvole elettriche negli ambienti sopra menzionati, la struttura, i materiali e le misure di protezione dei dispositivi elettrici sono differenti. Pertanto, il dispositivo elettrico della valvola appropriato deve essere selezionato in base all'ambiente di lavoro sopra indicato.
Requisiti funzionali per l'elettricitàvalvole
Secondo i requisiti di controllo ingegneristico, per le valvole elettriche, la funzione di controllo è svolta dal dispositivo elettrico. Lo scopo dell'utilizzo di valvole elettriche è quello di realizzare un controllo elettrico non manuale o un controllo computerizzato per l'apertura, la chiusura e la regolazione delle valvole. I dispositivi elettrici moderni non servono solo a risparmiare manodopera. A causa delle notevoli differenze in termini di funzionalità e qualità dei prodotti di diversi produttori, la scelta dei dispositivi elettrici e la scelta delle valvole sono di fondamentale importanza per il progetto.
Controllo elettrico dell'elettricitàvalvole
A causa del continuo miglioramento dei requisiti dell'automazione industriale, da un lato aumenta l'uso delle valvole elettriche e, dall'altro, i requisiti di controllo delle valvole elettriche diventano sempre più elevati e complessi. Pertanto, anche la progettazione delle valvole elettriche in termini di controllo elettrico viene costantemente aggiornata. Con il progresso della scienza e della tecnologia e la diffusione e l'applicazione dei computer, continueranno ad apparire nuovi e diversi metodi di controllo elettrico. Per il controllo generale dell'elettricovalvolaÈ necessario prestare attenzione alla scelta della modalità di controllo dell'elettrovalvola. Ad esempio, a seconda delle esigenze del progetto, si può optare per una modalità di controllo centralizzata o a controllo singolo, per il collegamento con altre apparecchiature, per il controllo programmato o per il controllo tramite software, ecc. Il principio di controllo varia. Il produttore dell'elettrovalvola fornisce solo il principio di controllo elettrico standard, pertanto il reparto utilizzatore dovrebbe contattare il produttore per chiarimenti tecnici sui requisiti specifici. Inoltre, nella scelta di un'elettrovalvola, è opportuno valutare l'acquisto di un controller aggiuntivo. In genere, infatti, il controller deve essere acquistato separatamente. Nella maggior parte dei casi, quando si utilizza un controllo singolo, è necessario acquistare un controller, in quanto risulta più conveniente ed economico rispetto alla progettazione e realizzazione interna. Qualora le prestazioni del controllo elettrico non soddisfino i requisiti di progettazione, è opportuno proporre al produttore modifiche o una riprogettazione.
Il dispositivo elettrico per valvole è un apparecchio che permette la programmazione, il controllo automatico e il controllo remoto* delle valvole, e il suo movimento può essere controllato tramite la corsa, la coppia o la spinta assiale. Poiché le caratteristiche operative e il tasso di utilizzo dell'attuatore per valvole dipendono dal tipo di valvola, dalle specifiche di funzionamento del dispositivo e dalla posizione della valvola sulla tubazione o sull'apparecchiatura, la corretta selezione dell'attuatore è essenziale per evitare sovraccarichi (coppia di lavoro superiore alla coppia di controllo). In generale, i criteri per la corretta selezione dei dispositivi elettrici per valvole sono i seguenti:
Coppia di azionamento La coppia di azionamento è il parametro principale per la selezione del dispositivo elettrico della valvola e la coppia di uscita del dispositivo elettrico dovrebbe essere da 1,2 a 1,5 volte la coppia di azionamento della valvola.
Esistono due principali configurazioni meccaniche per il funzionamento del dispositivo elettrico della valvola di spinta: una non è dotata di disco di spinta e trasmette direttamente la coppia; l'altra prevede una piastra di spinta, in cui la coppia in uscita viene convertita in spinta motrice attraverso il dado dello stelo presente sulla piastra.
Il numero di giri rotazionali dell'albero di uscita del dispositivo elettrico della valvola è correlato al diametro nominale della valvola, al passo dello stelo e al numero di filettature, che deve essere calcolato secondo M=H/ZS (M è il numero totale di rotazioni che il dispositivo elettrico deve eseguire, H è l'altezza di apertura della valvola, S è il passo della filettatura della trasmissione dello stelo della valvola e Z è il numero di teste filettate delvalvolagambo).
Se il diametro dello stelo, di grandi dimensioni, consentito dal dispositivo elettrico non può passare attraverso lo stelo della valvola in dotazione, quest'ultima non può essere assemblata in una valvola elettrica. Pertanto, il diametro interno dell'albero di uscita cavo dell'attuatore deve essere maggiore del diametro esterno dello stelo della valvola a stelo aperto. Per le valvole a stelo scuro nelle valvole a rotazione parziale e nelle valvole multigiro, anche se il problema del passaggio del diametro dello stelo della valvola non viene preso in considerazione, è comunque necessario valutare attentamente il diametro dello stelo della valvola e le dimensioni della sede della chiavetta in fase di selezione, affinché il sistema possa funzionare correttamente dopo l'assemblaggio.
Se la velocità di apertura e chiusura della valvola di velocità di uscita è troppo elevata, si può facilmente verificare il colpo d'ariete. Pertanto, è necessario selezionare la velocità di apertura e chiusura appropriata in base alle diverse condizioni di utilizzo.
Gli attuatori delle valvole hanno requisiti specifici, ovvero devono essere in grado di definire la coppia o le forze assiali. SolitamentevalvolaGli attuatori utilizzano accoppiamenti limitatori di coppia. Una volta determinata la dimensione del dispositivo elettrico, viene determinata anche la sua coppia di controllo. Generalmente, se il motore funziona per un tempo prestabilito, non si sovraccarica. Tuttavia, se si verificano le seguenti situazioni, può verificarsi un sovraccarico: in primo luogo, la tensione di alimentazione è bassa e non è possibile ottenere la coppia richiesta, con conseguente arresto del motore; in secondo luogo, si regola erroneamente il meccanismo di limitazione della coppia impostandolo su un valore superiore alla coppia di arresto, con conseguente coppia eccessiva continua e arresto del motore; in terzo luogo, si verifica un utilizzo intermittente e l'accumulo di calore generato supera il valore di aumento di temperatura consentito per il motore; in quarto luogo, il circuito del meccanismo di limitazione della coppia si guasta per qualche motivo, causando una coppia eccessiva; in quinto luogo, la temperatura ambiente è troppo elevata e riduce la capacità termica del motore.
In passato, la protezione dei motori si basava sull'utilizzo di fusibili, relè di sovracorrente, relè termici, termostati, ecc., ma questi metodi presentano vantaggi e svantaggi. Non esiste un metodo di protezione affidabile per apparecchiature a carico variabile come i dispositivi elettrici. Pertanto, è necessario adottare diverse combinazioni, che possono essere riassunte in due tipologie: la prima consiste nel valutare l'aumento o la diminuzione della corrente di ingresso del motore; la seconda nel valutare la temperatura del motore stesso. In entrambi i casi, si tiene conto del margine di tempo disponibile per la dissipazione del calore del motore.
In generale, il metodo di protezione di base contro i sovraccarichi è il seguente: protezione da sovraccarico per il funzionamento continuo o intermittente del motore, tramite un termostato; per la protezione del rotore in caso di blocco del motore, si utilizza un relè termico; per i cortocircuiti si utilizzano fusibili o relè di sovracorrente.
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Data di pubblicazione: 26 novembre 2024
