流れの角度方向を調整する遮断弁。 コントロールバルブの種類

– これはパイプライン継手の一種であり、その主なタスクはパイプラインセクションの圧力を変更することです。 作動媒体の状態の変化は、弁体の通過孔の断面積を変化させることによって行われます。 調節弁は二方弁と三方弁の2種類に分けられます。

双方向制御バルブ。 作動媒体の流れの方向に応じて。 パススルーは、パイプラインの直線部分、パイプラインを回転する必要がある場所にそれぞれ角度を付けて取り付けられます。

三方制御弁は、制御機能と同時に作動媒体の流れを混合または分離する役割を果たします。通常、このタイプの制御弁には目的に応じて 3 本の入口と出口のパイプがあります。

二方グローブバルブの設計と動作原理

主な装置は、内部に通過穴のあるハウジングであり、ハウジング上にはパイプライン上の固定システムと、通常はプランジャーまたはスプールバルブである制御機構があります。 バルブは、通路開口部に対する位置の変化によりその面積を変化させ、それによってバルブを通過する作動媒体の量を調整する。

フィッティングは調整方法に応じて分かれています。 シャッター デバイスの種類に応じて、次のようになります。

• サドル;
• ゾロトニコワ。
• 膜;
• 市松。

この機構は、ロッドに作用することによって手動で、または外部制御システムを通じて調整できます。

三方制御弁は、作動流体の流れを分割または混合する役割を果たします。 暖房システムで最もよく使用されます。

構造的には、このタイプの装置は 3 本のパイプを備えた金属本体で構成されます。 内部パーティションには、各パイプに 1 つずつ、2 つの同軸通過穴があります。 制御ロッドに取り付けられたロック機構は、各穴を通過する作動流体の流れの圧力を調整し、それによって 1 つまたは 2 つの出口パイプ内の圧力を調整できます。

制御バルブは、システムの状態に応じて手動または自動で制御できます。 この場合、制御バルブを制御するために駆動装置が設置されます。サーモスタットドライブは、作動媒体の状態の特性を変更し、温度と圧力を制御します。 さらに、電磁などの他のタイプの駆動も使用されます。

主な利点

制御弁は主に暖房システムに取り付けられます。 本体材質は耐摩耗性と強度に優れた金属です。 これらは鋼、鋳鉄、非鉄金属の合金です。 これにより、このタイプの継手は高い信頼性を実現できます。

しかし、制御バルブの主な役割は、作動媒体の流れを調整し、システム内の圧力と温度を均一にすることです。 さらに、3 方向のものはエネルギーも節約します。

仕様

コントロールバルブを選択してパイプラインシステムに接続するために必要なコントロールバルブの主な技術的特性は次のとおりです。

• 呼び径;
• ロック式。
• パイプラインへの固定の種類: フランジまたはネジ。 溶接されたデバイスはあまり一般的ではありません。
• 作業環境の状態の変化の範囲。 制御バルブが作動し続ける最高および最低の温度および圧力。
• バルブ本体とシール面の材質。
• 制御タイプ: 手動、空気圧、油圧など。

制御バルブの設置は、主に作動流体の流れの正確な分配を必要とするシステムに行われ、ほとんどの場合、これらは加熱システムです。 制御バルブは、液体および気体の作動媒体を輸送する際にも産業界で広く使用されています。

コントロールバルブ- これは、暖房システム、給湯、冷水供給、循環、およびその他のタイプのシステムで動作するように設計されたタイプの制御弁の 1 つです。 電気ドライブの使用により、制御バルブによりシステム内の熱力学的プロセスを制御できます。連続 (アナログ 4 ～ 20mA、0 ～ 10V) および個別 (3 ポジション) 制御が可能です。

制御バルブ (制御バルブとも呼ばれる) は、最も一般的に使用されるタイプの制御バルブであり、主に流量と圧力を調整するために使用されます。 動作原理はシンプルです。バルブコーン（円筒形とサドル）により、バルブの流れ領域を通る作動媒体の流れが調整されます。 バルブを開閉するインパルスは、温度センサーの読み取り値などに応じて、さまざまな制御システム (コントローラーから) によって供給されます。 バルブ制御要素は、電気、空気圧、または油圧アクチュエータです。 ただし、ANT40.11 アクチュエータを備えた RV111 および RV113 シリーズのバルブなどでは、手動制御が使用されることもあります。 緊急事態またはドライブがない場合。 遮断弁と制御弁は、これらの装置を利用して、所定の特性に従って制御し、欧州の気密規格に従って弁を密閉します。 遮断弁これは、調整用のプロファイル部分と、「閉」位置でシートに密着するシール面を備えたプランジャーの特別な設計によって保証されます。

コントロールバルブをパイプラインに接続するには、すべて 既知の方法（フランジ、カップリング、フィッティング、ピン、溶接） ただし、パイプラインへの溶接は鋼製のバルブにのみ使用されます。

ほとんどの制御バルブは設計が遮断バルブと非常に似ていますが、独自の特有の機能もあります。

作動媒体の流れの方向に応じて、制御バルブは次のように分類されます。 ストレートバルブ - このようなバルブは、作動媒体の流れの方向が変わらないパイプラインの直線部分に取り付けられます。 角度 - 流れの方向を 90 度変更します。

- 入口パイプと出口パイプがあり、作動媒体の流れを調整する役割を果たします。 - 異なるパラメーターを持つ 2 つの媒体の流れを 1 つに混合したり、媒体の流れを分離したりするために、パイプラインに接続するための 3 つのパイプ (入口 2 つと出口 1 つ) があります。

制御バルブ間の主な違いは、制御バルブの設計にあります。 記事も参照してください。制御弁の動作原理について説明します。 それらの種類、マーキング、サポートパイプラインへの設置方法を学びます。

記事の内容

バルブの分類と適用範囲

制御バルブは、パイプラインを循環する媒体の圧力を変更するための最も一般的なタイプの継手です。 このような設計は、工業用および家庭用の給水システム、ガス供給、石油とガスを輸送するパイプラインで使用されます。

バルブはボディの形状により以下の種類に分けられます。

• ウォークスルー - 作動媒体の移動方向を変更せず、パイプラインの直線部分に取り付けられます。
• angular - パイプラインの方向を 90 0 だけ変更します。
• – ハウジングには 3 つのパイプ (入口 2 つ、供給 1 つ) が装備されており、2 種類の作動媒体を 1 つの流れに混合するために使用されます。

分類は、パイプラインにバルブを固定する方法に従っても実行され、それに応じて継手がどのように取り付けられるかが決まります。 溶接、フランジ、カップリングまたは継手。 で 家庭用最も一般的なのは、ねじ接続を使用してパイプに接続するカップリング構造で、業界ではフランジ付き (特殊なインサート プレートを介してボルトとナットで接続) および溶接継手が使用されます。

設計上の特徴と動作原理

例として、図に示すデザインのフランジ タイプのコントロール バルブを考えてみましょう。

この図は、次のアセンブリ コンポーネントを示しています。

• B – バルブ本体。
• F – 継手をパイプラインに固定するためのフランジ。
• P – シールブロック。バルブの気密性を確保し、輸送された媒体が本体の外に漏れるのを防ぎます。
• S – バルブアクチュエータをバルブ機構に接続するロッド。
• T – ロックユニットとして機能するプランジャー。
• V – 通過穴（シート）。圧力を調整するときにシャットオフプランジャーが入ります。

バルブの動作原理は非常に単純です。ロッドはアクチュエーターから発せられる力をプランジャーに伝達し、オリフィスの断面を下げて変化させます。その結果、オリフィスを通過する液体またはガスの量が変化します。バルブが減少します。 これにより、パイプライン内の圧力レベルが低下し、作動媒体の移動速度が増加します。 接触部が完全に密閉されていれば、プランジャが通過孔を完全に塞ぐとシステム内の圧力はゼロになります。

コントロールバルブ使用時の特長（動画）

コントロールバルブの種類

規制機関の設計に応じて、フィッティングは次のように分類されます。

• サドル;
• 携帯電話;
• 膜;
• スプールバルブ

シートバルブには 1 つまたは 2 つのシートがあります。 シングルシート継手には貫通穴が 1 つあり、このような構造は小さな直径（最大 150 mm）のパイプラインに取り付けられます。 2 シート バルブにはバランスの取れたプランジャーという利点があり、次のようなシステムで使用できます。 圧力6.5MPaまで、直径300mmまで。 遮断プランジャーは棒状、円盤状、または で作ることができます。

ケージ型継手では、ゲートは穴内で移動する中空円筒の形状、つまりガイド装置と通路ユニットとして同時に機能するケージを備えています。 シリンダー自体には放射状の穴があり、パイプラインで実行されます。 ケージ継手の設計上の特徴により、バルブ動作中の騒音と振動が最小限に抑えられます。

手動ドライブを装備できるシート バルブやケージ バルブとは異なり、ダイヤフラム バルブはいずれかの油圧ドライブのみを使用して製造されます。 その中のシャッターは弾性ゴム膜（あまり一般的ではありませんが、フッ素樹脂膜）です。 ドライブはリモートでも内蔵でも構いません。

膜の柔軟性により圧力調整に誤差が生じる可能性があるため、バルブには追加ユニット、つまり膜をドライブに接続するロッドの空間位置を制御するポジショナーが装備されています。 膜構造の利点としては、化学的に攻撃的な環境や腐食に対するゴムシールの耐性が挙げられ、これにより化学産業のパイプラインや石油製品を輸送するラインでこのような継手の使用が可能になります。

スプールバルブは、シャッター（スプール）を一定角度回転させることで作動媒体の圧力レベルを調整し、通過孔を部分的に開閉します。 動作原理によれば、このような継手はエネルギー産業に似ており、エネルギー産業で最もよく使用されます。

スプールバルブの利点は、貫通穴内の流体圧力が遮断要素の動きに対する抵抗を実質的に持たないため、バルブを制御する際に最小限の力で済むことです。 ただし、このような設計は、シートが閉じているときに作動媒体を遮断する完全な気密性を保証する方法ではないため、高圧のパイプラインでは実際には使用されません。

マーキング

制御弁の技術要件は次のとおりです。 規制文書 GOST No. 12893「単座、複座およびケージ制御弁」。 GOSTの規定に従って、すべてのバルブには統一されたタイプのマーキングが付いています。 21時10分、その中で:

• 21 – 継手のタイプ (圧力調整器には 21 と 19 の数値命名法があります)。
• h – 本体材質 (h – 鋳鉄、c – 炭素鋼、b – 真鍮または青銅、tn – チタン、p – プラスチック);
• 10 – ドライブの種類 (この場合 – 機械式、6 – 空気圧、7 – 油圧)。
• NZ – シール面製造用の材料、ステンレス鋼。

国内の主要なバルブメーカーは、Avangard 社 (Stary Oskol Valve Plant) です。 外国企業の中では、デンマーク）とFAR（イタリア）に注目します。

コントロールバルブは遮断弁の一種です。 さまざまな技術システムのパイプラインを通って輸送される気体または液体の媒体の流れを制御するように設計されています。

1. 制御弁と遮断弁 - 主要パラメータ

コントロールバルブ。 主な品種

ロシアでは伝統的に次のタイプに分類されます。

規制
制御バルブは幅が広く、作動媒体の流れを最小レベルから最大レベルまで常に調整するために積極的に使用されます（調整は公称オリフィスをブロックすることによって実行されます）。 前者の場合、バルブは完全に閉じられ、後者の場合、バルブは完全に開いて、液体または気体媒体の妨げられない流れ、したがって最大流量が保証されます。

シャットオフ
遮断バルブ (遮断バルブとも呼ばれる場合もあります) は流れを個別に調整し、液体 (気体) の自由通路を提供するか、実際には 2 つの位置を遮断します。 これに合わせて、 閉位置遮断バルブは小さな漏れを許容し、そのような接続の完全な気密性について話すことは不可能であり、必要に応じて他の遮断装置がシステムに取り付けられるか、他の設計ソリューションが使用されます。 もし プロセス少量の漏れが存在する場合や、たとえば短時間遮断が発生した場合に、制御バルブでシステムを使用する場合 似たようなタイプかなり許容範囲です。

遮断と調整
遮断バルブと制御バルブは、最初の 2 つのタイプの中間位置を占め、前者と後者の利点を組み合わせているため、非常に多用途になります。

興味深いことに、西洋諸国ではすべての制御弁が 6 つのクラスに分類されており、番号が大きいほど閉位置での動作中の漏れレベルが低くなります。 伝統的な最後の 3 つ ロシアの分類遮断弁または遮断および制御弁として分類されます。 海外メーカーに製品を供給する際の選択を容易にするため、 ロシア市場互換性のある類似物を提供するモデルの選択に関する特別な推奨事項を発行します。これにより、実行が可能になります。 必要な条件締め付けの程度に応じて。

制御および遮断制御バルブ。 主なパラメータ

継手の主な特徴は、依然としてその通路の公称直径です。 これは、入口パイプと出口パイプの内部寸法と等しいです（場合によっては、これらの寸法が互いに等しくない場合があります）。 この条件付き直径のそれぞれの値は、輸送される液体の可能な最大流量の特定のレベルに対応します（また、このパラメータは、作動媒体の密度、圧力差、およびその他のパラメータに大きく依存します）。

個々のモデルの比較を簡素化し、設計段階で技術的な計算を実行するために、条件付きという用語が使用されます。 帯域幅。 標準条件（温度20度、差0.1MPa）において、開位置のバルブを通過する水の量を意味します。

主なデザインの特徴

調整可能なバルブは 3 つの主要部分に分かれています。

• スロットルアセンブリ。
• バルブ本体。
• ドライブ。

1 つ目はバルブ本体自体の内部にあります。 制御要素はロッドに直接取り付けられたシートとプランジャーで構成されます。 サドル自体には、設計の観点からいくつかの設計オプションがあります (本体自体にねじ込む、本体と一体にする、またはスリーブでプレスする)。

プランジャーはカバー内にあるガイドに沿って移動し、カバーと本体の間にガスケットが取り付けられてシールされます。 バルブステム自体は、いくつかのバネ仕掛けのフッ素樹脂リングで構成される特別なスタッフィングボックスアセンブリを介して引き出されます。 手動、電動、空気圧、またはその他のアクチュエータがバルブ カバー自体に取り付けられています。 後者はバルブステムと組み合わせることで、非手動タイプのアクチュエータを使用する場合、制御本体を組み込みやすくなります。 自動システムそしてその作業をリモートで管理します。

スロットル アセンブリは、システム全体の主要な調整体および遮断要素です。 流れ領域と作動媒体の流れのパラメータの調整を保証するのは彼です。

ブッシング、プランジャ、シートの具体的な組み合わせは、次の使用条件によって決まります。

• 管理された環境の種類。
• 温度;
• 圧力レベル;
• 粘度;
• スループットの量。
• 異物の固形不純物の存在など。

流体の流れの方向。

ほとんどの場合、遮断弁と制御弁の通常の動作に使用されます。 大きな役割液体作動媒体の正しい方向への供給に役割を果たします。 本体に記された矢印によって決まります。 作動媒体がプランジャーの底部から供給されるような方法でバルブに液体または気体が供給される場合、この方向は「バルブ下」とも呼ばれます。 それ以外の場合、遮断および遮断バルブへの供給は「ゲートへ」と呼ばれることがよくあります。

表 1. 制御バルブと遮断バルブ。 基本 技術仕様

表2. 調節弁の条件付き容量

調整可能なバルブ。 アクチュエーター(AM)

IMを備えた遮断弁アクチュエータは、使用される遮断要素のロッドとともに初期制御信号をアクチュエータの動きに直接変換するように設計されています。 後者は、バルブ、バタフライ バルブ、ボール、またはその他の要素である可能性があります。

動作原理と、必要な力を与えるために必要なエネルギーの種類に応じて、既存の制御用のアクチュエータと 遮断弁次のグループに分けられます。

• 空気圧式。
• 電気;
• 油圧;
• 組み合わせた;
• マニュアル。

空気圧アクチュエータ

圧縮空気をベースにしたIMは、遮断弁や制御弁に取り付けられ、ロシアの状況では非常に積極的に使用されています。 50 ～ 60 年前の産業オートメーション システムの大部分は圧縮空気の使用に基づいていたため、これは伝統によるものです。 同時に、このような規制機関は、その背景にはあるものの、高い信頼性と修復性を備えています。 最新のシステムマイクロプロセッサをベースにしたものはやや時代遅れに見えます。 さらに、制御流量空気圧システムは非常に大きく、圧縮空気を準備するための設置が必要です。 同時に、システム内に理論上の火花の確率さえ存在しないため、爆発性のエリアや粉塵の多い作業場でそのような機器を使用することができます。

ドライブのタイプに応じて、すべての空気圧アクチュエータは次のグループに分類されます。

• 膜;
• ピストン;
• ロータリー;
• 回転中。

ダイヤフラムアクチュエータ

膜アクチュエータの概略図。

1 - 規制機関。 2 - ロッド。 3 - 春。 4 - 膜。 5 - オイルシール

調整弁に接続されている出力ロッドの動きは圧力による力を利用して発生し、バネ力の増加により戻りが発生します。 制御信号は密閉されたヘッドに入り、そこでは剛性のあるメンブレンが配置されています。 中央部。 圧縮空気の圧力の作用により、メンブレンに力がかかり、その力はバネによって均等化されます。 その結果、ロッドの総ストロークは制御圧力の値によって直接決定されます。 スプリングの全体的な剛性と予圧縮により、公称ストロークで特定の範囲の力が形成されます。

流量制御膜MMはバルブとともに市場に供給されます。 この機構の特徴は膜が自動的に垂直方向に移動することであるため、設計に応じてバルブは常閉 (NC) と常開 (NO) に分けられます。

調整可能なバルブ用のダイヤフラム アクチュエータの大きな利点は、線形特性に近いことであり、これにより流体の流れの調整がより正確になります。 これに合わせてエリア内でも 最高値圧力に応じて 2 ～ 15% の範囲のヒステリシス ゾーンがあります。 最後のパラメータの具体的な値は、膜自体の有効面積、スプリングのパラメータ、および圧力降下によって異なります。 このようなゾーンを減らすために、追加のパワーアンプ (ポジショナー) がバルブ IM に取り付けられ、力または変位補償回路に従って動作できます。

電気信号を使用してバルブを制御することが計画されている場合は、特別なポジショナーが膜アクチュエーターに取り付けられ、受信した信号を制御空気パルスに変換します。

ピストン空気圧アクチュエータ - ロッドの直線ストロークを 300 mm 以内に確保する必要がある場合、同様のアクチュエータが調整可能なバルブに取り付けられます。 全体の精度を高め、実際の動的特性を改善するために、ポジショナーも使用されます (この場合、ピストンドライブ自体はフォロワーと呼ばれます)。

構造的な観点から見ると、機構全体はブラケットに取り付けられたシリンダーであり、ロッド付きのピストンが配置されています。 動きは、特別な方法でピストンに対して配向されたドライブとスプリングからピストンに伝達されます。 寿命を延ばすために、シリンダーの内面には 特殊コーティング摩擦を減らすために。

動作中、制御システムからの入力信号はアクチュエータに直接送られ、バルブピストンに作用します。 同時に、スプリングは圧縮空気による圧力の増加に対する抵抗を生み出すため、ロッドの全体的な動きは取り付けられたスプリングの剛性レベルによって決まります。

表 4. ピストン空気圧ドライブの主なパラメータ

このドライブは、ロッドにトルクを作用させる必要がある場合にパイプライン継手を制御するために使用されます。 実際、このようなシステムは、パワーエレメントが特殊な断熱チャンバー内で供給された圧縮空気の下で動く花びらであるため、ピストン空気圧式のサブタイプの 1 つと考えることができます。 一種のピストンの動きはロック要素の駆動シャフトに直接伝達され、必要な位置を提供します。

さらに、ドライブには、遮断バルブと制御バルブの個別制御またはアナログ制御を提供し、ソース シャフトの現在位置のアラームを備えたブロックを装備することができます。 粉塵の多い場所などにも設置できる防爆タイプも市販されています。

空気圧ロータリードライブの主な特性を次の表に示します。

表 5. PPR タイプのロータリー空気圧アクチュエータの主な技術的特徴

さらに

その他のタイプのアクチュエータ

電動アクチュエータは、特別なドライブまたはギア付きモーターを使用してシステム全体を制御します。 その利便性は、長距離から制御できることにあり、これは拡張システムに便利で、設置コストを最小限に抑えることができます。

油圧アクチュエータは原理的には空気圧アクチュエータと似ていますが、ここでの違いは作動媒体として液体を使用することです。 後者は、適切な気密性を確保し、水力発電所やその他の設備を購入する必要があるため、不便です。

制御弁は、パイプラインを通って送られる液体および気体物質の圧力を制御するために使用されます。 制御バルブを使用すると、パイプラインへの作動流体の流れを連続的または個別に調整できます。

作動媒体の流れを正確に分配することが特に重要なシステムでは、圧力制御ユニットが必要です。

これは、たとえば暖房ネットワークに特に当てはまります。室内環境はパイプやラジエーターに入る冷却剤の量に依存するためです。 バルブ内部の穴の断面積が減少または増加すると、パイプラインのスループットはそれぞれ減少または増加します。

この問題は、制御弁を使用して液体または気体が通過するパイプの容量を常に変更することで解決されます。

目的に応じて、制御弁には主に 3 つのタイプがあります。

• 双方向スルー - 液体または気体の流れを制御する目的のみに使用され、パイプラインの直線部分で使用されます。
• 双方向コーナー – 圧力を調整し、パイプラインの転換点で使用される方向を変更します。
• 3 パス - 2 種類の作動流体を共通の流れに混合するか、1 つの流れを 2 つに分割します。

最も単純な制御バルブはストレート バルブで、次の部品で構成されます。

• 内部に通路穴を備えた T 字型の本体。
• パイプの端にあるフランジまたはねじ山。
• バルブの気密性を維持するシールアセンブリ。
• ゲート - バルブ調整本体。
• ロッド - バルブの位置を変更するために使用される部品。

作動媒体の流れは、通路開口部に対するバルブの位置を移動させるときに通路開口部のサイズを変えることによって調整される。

調節弁の用途に応じて、設計の一部変更や新たな要素の追加を行っております。

注意してください！ 作動媒体の流れを完全に停止できるように変更された遮断弁と制御弁があります。 この場合、バルブは閉位置でその部品が密閉されるように作られています。

コントロールバルブのメリット

このタイプの調整器は、家庭用および工業用の水道およびガス供給システム、暖房ネットワーク、石油パイプラインで使用されます。

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