Beszabályozás kézi beszabályozó szelepekkel I. rész

• 
• 

Részletek

2010. március 19. péntek, 00:00

 

A hidraulikai beszabályozás – a beszabályozó szelepek felépítését tekintve – két nagy csoportra osztható:

• statikus, más néven kézi beszabályozás,

• dinamikus, más néven automatikus beszabályozás.

Statikus, más néven kézi beszabályozás

A statikus, vagy kézi beszabályozás esetében a hidraulikai elosztóhálózatok meghatározott pontjaira olyan kézi beszabályozó szelepeket vagy egyéb fix fojtóelemeket építenek be, amelyek a beszabályozás után állandó kv értékkel rendelkeznek, így biztosítva az elosztóhálózatokban, ill. a szabályozó körökben a megfelelő térfogatáram elosztást.

A kézi beszabályozáshoz szükséges eszközök:

• kézi beszabályozó szelepek vagy egyéb fix fojtó elemek,

• mérőműszer (mérőkomputer),

• beszabályozási módszer.

A statikus, vagy kézi beszabályozás elsősorban állandó térfogatáramú rendszerekben alkalmazható, ill. olyan változó térfogatáramú hálózatokban, amelyekbe szabályozott fordulatszámú szivattyúk valamint nyomáskülönbség stabilizáló szelepek vannak beépítve.

Kézi beszabályozó szelepek

A jó minőségű kézi beszabályozó szelepek igen fontos jellemzője, hogy a kézi kerék működése holtjáték-mentes, ezzel biztosítva a kézi kerék és a szeleptányér állandó és pontos kapcsolatát. A kézi kerék pozíciója pontosan és biztonságosan legyen leolvasható, például az 1. ábrán látható digitális kijelzés segítségével. Elavult konstrukciójú beszabályozó szelepeknél, a kézi kerék beállítása sokszor egy vonalkázott, álló skála és egy fel-le mozgó jelzés segítségével olvasható le. Ebben az esetben, ha a skálát nem megfelelő szögben és távolságból olvassuk le, a parallaxis hiba miatt téves kézi kerék állást állapítunk meg A kézi beszabályozó szelepek másik fontos jellemzője, hogy nagyobb méretű szelepek esetében a szeleptányér nyomáskülönbség kiegyenlített, ezáltal a szelep könnyen mozgatható és beállítható (2. ábra). A hibadiagnosztika egyik alapvető eszköze az ún. zárási nyomáskülönbség mérés. Ha a kézi beszabályozó szelepet nem, vagy csak igen nehezen lehet elzárni, akkor a zárási nyomáskülönbség mérés igen nehézzé vagy lehetetlenné válik.

A jó minőségű kézi beszabályozó szelepek jellemzője a megfelelő anyagkiválasztás, például cink-kiválás mentes sárgaréz ötvözet használata az „általános” sárgaréz ötvözet helyett.

A kézi beszabályozó szelepek beépítése és mérési pontossága A kézi beszabályozó szelepek a rendszer előre menő és visszatérő vezetékébe egyaránt beépíthetők. A szelep előtt általában 5 d, a szelep után 2 d egyenes csőszakaszt kell biztosítani az örvénymentes áramlás, és ezáltal a pontos mérés érdekében (d = a csővezeték külső átmérője).

A beszabályozó szelepek beépítéséhez szükséges „védőtávolságot” a 3. ábra szemlélteti. A kézi beszabályozó szelepek általában függőleges és vízszintes csővezetéki ágba is beépíthetők, a szelepen feltüntetett áramlási irány szerint. Szereléskor ügyelni kell a mérés során szükséges biztonságos megközelítésre, ill. a mérőkomputer szelepre való szabad csatlakoztatásának biztosítására. A kézi beszabályozó szelepek mérési pontossága a teljesen nyitott és a félig nyitott helyzet között a legjobb, ezért a megfelelő mérésipontosság elérése érdekében a kézi beszabályozó szelepeket úgy kell kiválasztani, hogy az előbeállítási érték szerinti kézi kerék állás lehetőleg a teljes nyitás és az 50%-os zárás között legyen.

A kézi beszabályozó szelepek kavitációja

A beszabályozó szelepen áthaladó folyadék sebessége a szeleptányér és a szelepülék között hirtelen megemelkedik, aminek következtében a statikus nyomás lecsökken. Amennyiben a szelep bármely pontján a folyadék hőmérsékletéhez tartozó telítési nyomásnál alacsonyabb nyomás alakul ki, lokális forrás kezdődik: gőzbuborékok keletkeznek. A szeleptányér és a szelepülék között keletkezett buborékok a folyadékkal tovább sodródnak a szelep kilépő csonkja felé, ahol a folyadék sebessége lecsökken, ill. a statikus nyomás megemelkedik. Amikor a statikus nyomás ismét eléri az adott folyadékhőmérséklet telítési nyomását, a buborékok hirtelen elpattannak, ami igen erős hullámokat és vibrációt hoz létre, jelentősen roncsolva a szelep belső alkatrészeit (4. ábra). A kavitáció jelentősen csökkenti a szelep élettartamát, és kellemetlen zaj forrása lehet.

Az 5. ábra a szelepen belüli statikus nyomásváltozást mutatja. Amennyiben a folyadék hőmérsékletéhez tartozó telítési nyomás értéke pv1-gyel egyenlő, a szelepben kavitáció lép fel. Amennyiben az aktuális telítési nyomás értéke pv2, kavitációs jelenséggel nem kell számolni. A kavitációt kiváltó okok:

• alacsony belépő statikus nyomás,

• túl nagy fojtás, nagy nyomásesés a szelepen,

• magas folyadék hőmérséklet,

• nem megfelelő szelepkialakítás.

A kavitáció kockázata nagymértékben függ a szelep kialakításától. Gyakorlati szabályként fogadható el, hogy ülékes szelepek és 90 oC alatti vízhőmérséklet esetén a szelepen, a szelep előtt lévő statikus nyomás felénél többet ne fojtsunk, ill. a szelep csonkjánál a folyadék sebessége ne lépje túl a 2 m/s-ot.

Nyomáskülönbség és térfogatáram mérés

A nyomáskülönbség és térfogatáram mérő műszereknek választéka igen nagy (6. ábra). A műszerek általában két részből állnak: nyomáskülönbség- távadóból és kijelző/számítógép egységből. A műszerek a kézi beszabályozó szelepeken kialakuló nyomáskülönbségből és a szelep aktuális kv értékéből számítják ki a szelepen áthaladó térfogatáramot. A korszerű nyomáskülönbség és térfogatáram mérő műszerek kijelző egysége már egy speciális számítógépnek tekinthető, amely a térfogatáram mérésen kívül egyéb más – pl. adatgyűjtő, hidraulikai méretező, komputeres beszabályozó – funkciókkal rendelkezik.

A jó minőségű műszereknek az alábbi tulajdonságokkal kell rendelkezniük:

• a nyomáskülönbség távadó gyorsan és biztonságosan legyen csatlakoztatható a kézi beszabályozó szelep mérőcsonkjaihoz,

• a nyomáskülönbség-mérési hiba 3 és 200 kPa érték között 1%-on belül legyen, ill. a műszer egy évnél nem régebbi kalibrációs lappal rendelkezzen,

• a nyomáskülönbség minimum 0,5 és 200 kPa között legyen mérhető,

• minden mérés előtt a nyomáskülönbség távadó automatikus „0” kalibrációval rendelkezzen,

• a számítógép egység a térfogatáram folyamatos mérésére legyen alkalmas, ezzel folyamatos adatgyűjtést is lehessen végezni,

• a számítógép egység közvetlenül kommunikáljon a személyi számítógéppel, onnan, ill. oda adatokat tudjon olvasni,

• a számítógép egység és a nyomáskülönbség távadó egység között kábelmentes – lehetőleg rádiófrekvenciás – összeköttetés legyen,

• egy számítógép egység több nyomáskülönbség- távadóval tudjon egyszerre kommunikálni,

• a számítógép és a nyomáskülönbségtávadó egységhez hőmérséklet távadót lehessen csatlakoztatni,

• a nyomáskülönbség-távadó és a számítógép egység nagy kapacitású, gyorsan feltölthető akkumulátorokkal rendelkezzen,

• mindkét egység megfelelő védettséggel rendelkezzen a freccsenő víz ellen,

• a műszer automatikus „glikol” korrekcióval rendelkezzen