Si vous vous promenez dans l'atelier de l'usine chimique, vous verrez certainement des tuyaux équipés de vannes à tête ronde, qui sont des vannes de régulation.
Vanne de régulation pneumatique à membrane
Le nom de la vanne de régulation vous permettra de mieux comprendre son fonctionnement. Le mot clé « régulation » signifie que sa plage de réglage peut être ajustée arbitrairement entre 0 et 100 %.
Les personnes prudentes remarqueront qu'un dispositif est suspendu sous la tête de chaque vanne de régulation. Ceux qui le connaissent savent qu'il s'agit du cœur de la vanne de régulation : le positionneur de vanne. Ce dispositif permet de régler le volume d'air entrant dans la tête (film pneumatique) et de contrôler précisément la position de la vanne.
Les positionneurs de vannes comprennent les positionneurs intelligents et les positionneurs mécaniques. Nous nous intéressons aujourd'hui à ce dernier, le positionneur mécanique, identique à celui illustré sur l'image.
Principe de fonctionnement du positionneur de vanne pneumatique mécanique
Schéma structurel du positionneur de vanne
L'image illustre les composants du positionneur de vanne mécanique pneumatique, un par un. L'étape suivante consiste à voir son fonctionnement.
L'air comprimé provient de la station de compression. Un détendeur-filtre à air est placé devant l'entrée du positionneur de vanne pour purifier l'air comprimé. L'air provenant de la sortie du détendeur-filtre entre par le positionneur de vanne. La quantité d'air pénétrant dans la membrane de la vanne est déterminée par le signal de sortie du contrôleur.
Le signal électrique émis par le contrôleur est de 4 à 20 mA, et le signal pneumatique de 20 à 100 kPa. La conversion du signal électrique en signal pneumatique est réalisée par un convertisseur électrique.
Lorsque le signal électrique émis par le contrôleur est converti en signal de gaz correspondant, ce signal converti agit sur le soufflet. Le levier 2 se déplace autour du point d'appui, et sa partie inférieure se déplace vers la droite et se rapproche de la buse. La contre-pression de la buse augmente et, après avoir été amplifiée par l'amplificateur pneumatique (le composant avec le symbole inférieur sur l'image), une partie de la source d'air est envoyée vers la chambre à air de la membrane pneumatique. La tige de soupape entraîne le noyau de soupape vers le bas et ouvre automatiquement et progressivement la vanne. La pression diminue. À ce moment, la tige de rétroaction (la tige pivotante sur l'image) reliée à la tige de soupape descend autour du point d'appui, entraînant l'extrémité avant de l'arbre vers le bas. La came excentrique qui lui est reliée tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, et le galet tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et se déplace vers la gauche. Tendez le ressort de rétroaction. Comme la partie inférieure du ressort de rétroaction étire le levier 2 et se déplace vers la gauche, elle atteint un équilibre de force avec la pression du signal agissant sur le soufflet, de sorte que la vanne est fixée à une certaine position et ne bouge pas.
Grâce à cette introduction, vous devriez avoir une certaine compréhension du positionneur mécanique de vanne. Si possible, il est préférable de le démonter une fois en fonctionnement et d'approfondir la position et le nom de chaque pièce. Cette brève présentation des vannes mécaniques est donc terminée. Nous approfondirons ensuite nos connaissances pour mieux comprendre les vannes de régulation.
élargissement des connaissances
Extension des connaissances 1
La vanne de régulation pneumatique à membrane illustrée est de type fermé à air. Certains se demandent pourquoi.
Tout d’abord, regardez la direction d’entrée d’air du diaphragme aérodynamique, ce qui est un effet positif.
Deuxièmement, regardez le sens d’installation du noyau de la valve, qui est positif.
La source de ventilation de la chambre à air à membrane pneumatique est la suivante : la membrane appuie sur les six ressorts qu'elle recouvre, forçant ainsi la tige de soupape à descendre. La tige de soupape est reliée au noyau de soupape, lequel est installé vers l'avant, de sorte que la source d'air amène la soupape en position fermée. On parle alors de vanne à fermeture pneumatique. Un défaut d'ouverture signifie que lorsque l'alimentation en air est interrompue en raison d'une construction ou de la corrosion du tuyau d'air, la vanne se réinitialise sous la force de réaction du ressort et s'ouvre à nouveau complètement.
Comment utiliser la vanne d'arrêt d'air ?
Son utilisation est envisagée sous l'angle de la sécurité. C'est une condition nécessaire pour choisir d'allumer ou d'éteindre la climatisation.
Par exemple, le ballon de vapeur, l'un des composants principaux de la chaudière, et une vanne de régulation du système d'alimentation en eau doivent être fermés à l'air. Pourquoi ? Par exemple, si l'alimentation en gaz ou électrique est soudainement interrompue, le four continue de brûler violemment et de chauffer continuellement l'eau dans le ballon. Si le gaz est utilisé pour ouvrir la vanne de régulation et que l'énergie est interrompue, la vanne se fermera et le ballon brûlera en quelques minutes sans eau (combustion sèche). Ceci est très dangereux. Il est impossible de réparer rapidement une défaillance de la vanne de régulation, ce qui entraînera l'arrêt du four. Des accidents peuvent survenir. Par conséquent, pour éviter une combustion sèche, voire un arrêt accidentel du four, une vanne de coupure de gaz doit être utilisée. Même si l'énergie est interrompue et que la vanne de régulation est complètement ouverte, l'eau est continuellement alimentée dans le ballon de vapeur, mais cela n'entraînera pas de combustion sèche dans celui-ci. Il est encore temps de réparer la défaillance de la vanne de régulation et le four ne sera pas arrêté directement pour y remédier.
Grâce aux exemples ci-dessus, vous devriez maintenant avoir une compréhension préliminaire de la manière de choisir les vannes de régulation d'ouverture d'air et les vannes de régulation de fermeture d'air !
Expansion des connaissances 2
Ces petites connaissances concernent les changements dans les effets positifs et négatifs du localisateur.
La vanne de régulation illustrée est à action positive. La came excentrique possède deux côtés AB : A représente l'avant et B le côté. À ce stade, le côté A est orienté vers l'extérieur, et tourner le côté B vers l'extérieur constitue une réaction. Par conséquent, le passage du sens A au sens B sur l'image constitue un positionneur mécanique de vanne à réaction.
L'image présente un positionneur de vanne à action positive, dont le signal de sortie est de 4 à 20 mA. À 4 mA, le signal d'air correspondant est de 20 kPa et la vanne de régulation est entièrement ouverte. À 20 mA, le signal d'air correspondant est de 100 kPa et la vanne de régulation est entièrement fermée.
Les positionneurs de vannes mécaniques présentent des avantages et des inconvénients
Avantages : contrôle précis.
Inconvénients : En raison de la commande pneumatique, si le signal de position doit être renvoyé à la salle de commande centrale, un dispositif de conversion électrique supplémentaire est nécessaire.
Extension des connaissances trois
Questions liées aux pannes quotidiennes.
Les défaillances lors du processus de production sont normales et font partie intégrante de celui-ci. Mais pour maintenir la qualité, la sécurité et la quantité, les problèmes doivent être traités rapidement. C'est pourquoi il est important de rester dans l'entreprise. Nous aborderons donc brièvement plusieurs phénomènes de défaillance rencontrés :
1. La sortie du positionneur de vanne ressemble à une tortue.
N'ouvrez pas le capot avant du positionneur de vanne ; écoutez le bruit pour vérifier si le tuyau d'alimentation en air est fissuré et cause une fuite. Cela peut être constaté à l'œil nu. Écoutez également pour détecter tout bruit de fuite provenant de la chambre d'admission d'air.
Ouvrez le couvercle avant du positionneur de vanne ; 1. Si l'orifice constant est bloqué ; 2. Vérifiez la position du déflecteur ; 3. Vérifiez l'élasticité du ressort de rétroaction ; 4. Démontez la vanne carrée et vérifiez le diaphragme.
2. La sortie du positionneur de vanne est ennuyeuse
1. Vérifiez que la pression de la source d'air est dans la plage spécifiée et que la tige de rétroaction n'est pas tombée. C'est l'étape la plus simple.
2. Vérifiez si le câblage de la ligne de signal est correct (les problèmes qui surviennent ultérieurement sont généralement ignorés)
3. Y a-t-il quelque chose coincé entre la bobine et l'armature ?
4. Vérifiez si la position correspondante de la buse et du déflecteur est appropriée.
5. Vérifiez l'état de la bobine du composant électromagnétique
6. Vérifiez si la position de réglage du spiral est raisonnable
Ensuite, un signal est entré, mais la pression de sortie ne change pas, il y a une sortie mais elle n'atteint pas la valeur maximale, etc. Ces défauts sont également rencontrés dans les défauts quotidiens et ne seront pas abordés ici.
Extension des connaissances quatre
Réglage de la course de la vanne de régulation
Lors de la production, une utilisation prolongée de la vanne de régulation peut entraîner une course imprécise. En général, une erreur importante se produit lors de l'ouverture d'une position donnée.
La course est comprise entre 0 et 100 %. Sélectionnez les valeurs maximales de réglage : 0, 25, 50, 75 et 100, toutes exprimées en pourcentage. Pour les positionneurs de vannes mécaniques en particulier, il est nécessaire de connaître les positions des deux composants manuels internes, à savoir la position zéro et la plage de réglage.
Si nous prenons comme exemple la vanne de régulation d'ouverture d'air, ajustez-la.
Étape 1 : Au point de réglage du zéro, la salle de contrôle ou le générateur de signaux fournit 4 mA. La vanne de régulation doit être complètement fermée. Si elle ne peut pas être complètement fermée, effectuez le réglage du zéro. Une fois le réglage du zéro terminé, ajustez directement le point à 50 % et ajustez l'étendue de mesure en conséquence. Dans le même temps, veillez à ce que la tige de rétroaction et la tige de vanne soient verticales. Une fois le réglage terminé, ajustez le point à 100 %. Ensuite, effectuez plusieurs ajustements à partir des cinq points compris entre 0 et 100 % jusqu'à ce que l'ouverture soit précise.
Conclusion : du positionneur mécanique au positionneur intelligent. D'un point de vue scientifique et technologique, le développement rapide des sciences et des technologies a réduit l'intensité de travail du personnel de maintenance de première ligne. Personnellement, je pense qu'un positionneur mécanique est idéal pour exercer ses compétences pratiques et acquérir des compétences, surtout pour les nouveaux utilisateurs d'instruments. En bref, le positionneur intelligent peut comprendre quelques mots du manuel d'utilisation et d'un simple geste. Il ajustera automatiquement tout, du réglage du zéro au réglage de la portée. Attendez simplement la fin de la lecture et nettoyez la scène. Vous n'aurez plus qu'à partir. Pour les modèles mécaniques, de nombreuses pièces doivent être démontées, réparées et remontées par vos soins. Cela améliorera sans aucun doute vos compétences pratiques et vous impressionnera davantage par sa structure interne.
Qu'il soit intelligent ou non, il joue un rôle prépondérant dans l'ensemble du processus de production automatisé. Une fois qu'il est en marche, il est impossible de l'ajuster et le contrôle automatisé devient inutile.
Date de publication : 31 août 2023