Multi-funkční hydraulický regulační ventil je automatické ovládací zařízení navržené na základě principů mechaniky tekutin. Používá se hlavně ve vodovodních a kanalizačních systémech, protipožárních sítích a v dopravě průmyslových kapalin. Snímáním změn parametrů, jako je tlak, průtok a hladina vody média (vody), automaticky upravuje, řídí nebo chrání systém. Jeho „multi-funkce“ se odráží v jeho schopnosti integrovat více řídicích funkcí, jako je řízení tlaku (snížení tlaku, stabilizace tlaku), řízení průtoku (omezení průtoku, konstantní průtok), řízení hladiny vody (doplňování vody, odvodnění) a prevence zpětného toku. Nevyžaduje žádnou elektřinu a funguje pouze na energii samotné vody, vyznačuje se úsporou energie, spolehlivostí a snadnou údržbou.
Základní struktura: Kolaborativní návrh od komponent až po systém
Struktura multifunkčního hydraulického řídicího ventilu se obvykle skládá ze čtyř částí: těla hlavního ventilu, řídicího systému řídicího ventilu, řídicího potrubí a pomocných součástí. Tyto komponenty tvoří uzavřený-systém řízení pomocí logiky mechaniky tekutin:
1. Tělo hlavního ventilu: "Roh" ovládání
Tělo ventilu a kotouč ventilu: Hlavní tělo ventilu je obvykle vyrobeno z tvárné litiny nebo nerezové oceli. Vnitřní disk ventilu (typ s membránou nebo pístem) je hlavním pohonem. Membránové ventily používají k oddělení horní a dolní komory pryžovou membránu, která nabízí vysokou citlivost a vhodnost pro nízkotlaké-systémy. Pístové ventily jsou poháněny kovovým pístem, který poskytuje vysokou odolnost vůči tlaku a je vhodný pro vysokotlaké-systémy.
Sedlo ventilu a konstrukce těsnění: Sedlo ventilu používá materiály z tvrdé slitiny nebo pryže k zajištění těsného utěsnění při uzavření a zabránění úniku média. Konstrukce těsnicí konstrukce přímo ovlivňuje tlakovou odolnost ventilu a životnost.
2. Systém řízení pilotního ventilu: „Mozek“ snímání a rozhodování-
Řídicí ventil je snímač jádra a regulátor řídicího ventilu. V závislosti na své funkci jej lze rozdělit na tlakové pilotní ventily, průtokové pilotní ventily, hladinové pilotní ventily atd. Jeho struktura obvykle zahrnuje:
Snímací prvky: Jako jsou membrány, pružiny, písty atd. používané ke snímání změn parametrů systému (jako je tlak, průtok). Například membrána tlakového řídicího ventilu se deformuje v důsledku zvýšeného tlaku proti proudu, čímž se ovládá jádro ventilu.
Regulační mechanismus: Úpravou předpětí pružiny nebo otvoru clony se nastavují prahové hodnoty (jako je přepouštěcí tlak, limitní hodnota průtoku).
3. Jádro a clona ventilu: Na základě signálů ze snímacího prvku se clona pilotního ventilu otevře nebo zavře a řídí tak hnací tlak hlavního ventilu.
4. Řídicí potrubí: „Nerv“ přenosu signálu
Řídicí potrubí spojuje horní a dolní komoru pilotního ventilu a hlavního ventilu a tvoří hydraulický signální kanál. Například, když se pilotní ventil otevře, voda v horní komoře hlavního ventilu je vypuštěna potrubím, čímž se sníží tlak v horní komoře, a ventilový kotouč se otevře pod tlakem po proudu; když se pilotní ventil uzavře, řídící potrubí se přeruší, tlak v horní komoře hlavního ventilu se zvýší a talíř ventilu se uzavře.
5. Pomocné komponenty: "Podpůrná role" při optimalizaci výkonu
Filtr: Instaluje se na vstupu řídicího potrubí, aby se zabránilo ucpání řídicího ventilu nečistotami a ovlivnění přesnosti regulace.
Tlakoměr a rozhraní pro měření tlaku: Používá se pro-monitorování tlaku v systému v reálném čase, což usnadňuje ladění a údržbu.
Ruční nouzové zařízení: Umožňuje ruční ovládání ventilu v případě poruchy a zajišťuje bezpečnost systému.
Pracovní princip: Automatická řídicí logika založená na mechanice kapalin
Princip fungování multifunkčního hydraulického regulačního ventilu lze shrnout jako uzavřenou-smyčku řízení „snímání-převodu-provádění“. Konkrétní mechanismus se liší v závislosti na typu funkce:
1. Princip řízení tlaku (jako příklad použijeme přetlakový ventil)
Normální uzavření: Kotouč hlavního ventilu přetlakového ventilu se zavírá působením síly pružiny a tlaku v horní komoře. Když je tlak v systému normální, tlak nad membránou řídicího ventilu (přiváděný z před hlavního ventilu přes řídicí potrubí) se vyrovná se silou pružiny a řídicí ventil se uzavře.
Otevření přetlaku: Když tlak v systému překročí nastavenou hodnotu řídicího ventilu, tlak pod membránou je větší než síla horní pružiny, řídicí ventil se otevře, voda v horní komoře hlavního ventilu je vypuštěna přes řídicí ventil, tlak v horní komoře prudce poklesne a kotouč hlavního ventilu se působením tlaku na výstupní straně zvedne nahoru, čímž se uvolní přetlak.
Uzavření obnovení tlaku: Když tlak v systému klesne pod nastavenou hodnotu, membrána pilotního ventilu se resetuje a uzavře, horní komora hlavního ventilu se pomalu naplní vodou přes regulační potrubí, tlak opět stoupne a kotouč hlavního ventilu klesne a uzavře.
2. Princip řízení průtoku (jako příklad použijeme omezovač průtoku)
Snímání průtoku: Řídicí ventil ventilu omezovače průtoku snímá průtok tekutiny Venturiho trubicí nebo otvorem. Když průtok překročí nastavenou hodnotu, tlakový rozdíl generovaný na cloně se zvýší, což tlačí membránu pilotního ventilu k aktivaci.
Regulace průtoku: Po otevření pilotního ventilu se horní komora hlavního ventilu odtlakuje, čímž se zmenší otevření ventilu a omezí se průtok prostřednictvím škrtícího efektu. Když se průtok sníží, tlakový rozdíl se sníží, řídicí ventil se uzavře a otevření hlavního ventilu se zvětší, přičemž se udržuje stabilní průtok.
Logika konstantního průtoku: Prostřednictvím propojení mezi řídicím ventilem a hlavním ventilem se otevření ventilu automaticky přizpůsobuje změnám průtoku, což zajišťuje, že průtok je vždy udržován v nastaveném rozsahu.
3. Princip řízení hladiny vody (jako příklad použijeme spojení plovákového ventilu)
Snímání hladiny vody: Plovák stoupá a klesá s hladinou vody a pohání jádro pilotního ventilu prostřednictvím spojovacího mechanismu. Když je hladina vody pod nastavenou hodnotou, plovák klesne a otevře se řídicí ventil.
Provedení doplňování vody: Po otevření pilotního ventilu se horní komora hlavního ventilu odtlakuje, ventilový kotouč se otevře a přívod vody proti proudu doplňuje vodní nádrž přes hlavní ventil; když hladina vody stoupne na nastavenou hodnotu, plovák se zvedne a uzavře pilotní ventil, horní komora hlavního ventilu se naplní vodou, ventilový kotouč se uzavře a doplňování vody se zastaví.
4. Zpětný ventil a princip ochrany-zpětného toku
Dopředný tok: Když tekutina proudí dopředu, tlak tlačí hlavní ventilový kotouč do otevřeného prostoru, což umožňuje průchod média;
Zpětné zavírání: Když kapalina proudí zpět, kotouč ventilu se rychle uzavře pod tlakem média a silou pružiny, čímž se zabrání zpětnému toku. Jeho princip je podobný jako u tradičního zpětného ventilu, ale rychlost zavírání lze nastavit pomocí řídicího ventilu, aby se snížil účinek vodního rázu.
Funkční integrace: Jak dosáhnout „multi{0}}funkční“ spolupráce?
Hlavní výhoda multifunkčního hydraulického ovládacího ventilu spočívá v integraci více ovládacích funkcí. Jeho princip spolupráce je následující:
Konstrukce kompozitního pilotního ventilu: Více pilotních ventilů je zapojeno paralelně nebo sériově, aby bylo dosaženo vícenásobného ovládání tlaku, průtoku a hladiny vody. Například v systémech protipožární ochrany mohou ventily integrovat jak tlakové regulační ventily, tak ventily zpětného toku, které automaticky doplní vodu, když je tlak v systému nedostatečný, a zároveň zabrání zpětnému toku.
Logické přepínání řídicích potrubí: Řídicí potrubí jsou optimalizována pomocí komponent, jako jsou zpětné ventily a škrticí otvory, aby bylo zajištěno, že se signály z různých řídicích ventilů nebudou vzájemně rušit. Například tlakové řídicí ventily a řídicí ventily hladiny vody mohou ovládat hlavní ventil prostřednictvím nezávislých potrubí, čímž lze dosáhnout funkcí uvolnění tlaku a doplňování vody.
Aplikační scénáře a úvahy o výběru
Systémy přívodu a odvodu vody: Používají se ke stabilizaci tlaku přívodu vody ve výškových{0}}budovách, k řízení hladiny v nádržích na vodu a k zajištění ochrany před tlakem v potrubních sítích, aby se zabránilo prasknutí potrubí v důsledku nadměrného tlaku vody.
Systémy požární ochrany: Slouží jako přetlakové ventily a tlakové regulační ventily na výstupu požárního čerpadla, zajišťující stabilní tlak vody během hašení a zabraňující přetížení čerpadla.
Průmyslové cirkulační vodní systémy: Řídí průtok chladicí vody, aby se zabránilo přehřátí zařízení, nebo instaluje omezovače průtoku na vstupu a výstupu tepelných výměníků pro udržení konstantního průtoku.
Čistírny odpadních vod: Používají se k regulaci hladiny vody v provzdušňovací nádrži a řízení průtoku vypouštění odpadních vod pro zajištění stabilních procesů čištění.