Fagartikkel

Reguleringsventilen 2

For å regulere kor mykje vatn som skal tilførast tanken, bruker vi ein reguleringsventil. Slike ventilar skal vere stabile og justere strøyminga på ein god måte over ei lang tid. Store krav blir derfor stilte til presisjon og driftssikkerheit.

Reguleringsventil. Bilde. — Bilete: Reidar Nornes / CC BY-SA 4.0

Regulering av vass-straummen til tanken

Ventilblokk. Illustrasjon. — Ventilblokk med innløp på venstre side. Bilete: Reidar Nornes / CC BY-SA 4.0

Reguleringsventilar består av to eller tre hovuddelar: Sjølve ventilen som opnar og lukkar for væskestraumninga og ein ”motor” (aktuator) som sørgjer for den fysiske bevegelsen. I tillegg kan det være en ventilstiller (positioner) for å oppnå meir nøyaktig styring av ventilen.

Ventilblokka

Reguleringsventilen i denne prosessen skal kunne endre straumninga jamnt frå å tette heilt til å opne for maksimal straumning. Vi vel derfor ein vanleg seteventil med lineær karakteristikk. Ventilens dimensjonar må passe til prosessen, det vil seie straumningsmengde og trykk (prosessens karakteristikk) samt røyr- og flensdimensjon.

Membranmotor

Som ”motor” for sjølve ventilen vel vi ein pneumatisk membranaktuator (membranmotor. Aktuatoren blir også kalla for forstillingsmekanisme.)
Når signalet går til minimum eller forsvinn, ønskjer vi at ventilen skal stengje. Ventil/membranaktuator må då vere av typen: Fail Close.

Ventilstiller

For å oppnå stor presisjon og repeterbarheit, vel vi å bruke ein elektropneumatisk ventilstillar (positioner). Denne sørgjer for at ventilen opnar og lukkar i same grad som det elektriske styringssignalet blir endra. Dette skjer ved at han føler posisjonen til ventilen (vandringen) og samanliknar den med det tilførde styresignalet. Dersom det er differanse mellom signal og posisjon, aukar eller minkar ventilstillaren lufttrykket inn til membranaktuatoren, og posisjonen blir justert.

Kalibrere ventilstillaren

Justering eller kalibrering av reguleringsventilar. Les meir.

For å sikre at reguleringsventilen opnar og regulerer strøyminga rett i forhold til styresignalet, må han kontrollerast og eventuelt kalibrerast. Sidan vi her har ventilstillar på ventilen, er det den det er mest aktuelt å justere.

For den valde reguleringsventilen må vi ha følgjande utstyr for å kontrollere/kalibrere ventilstillaren:

- Trykkluft (lufttilførsel) ca 1,5 bar (avhengig av aktuatoren sin bench set)
- Loop-kalibrator (eventuelt et mA-meter og variabel straumkjelde)

7-punkt sjekk

For ventilar er det spesielt viktig at han begynner å opne ved rett straum, og at han er stengd ved minste styresignal (4 mA). Dette er grunnen til at det blir brukt ein 7-punkt sjekk ved kontroll/kalibrering av ventilar. For å ta med dei ”motsette” ventilane som stengjer ved maks. styresignal, er det teke med tette testpunkt ved både nedre og øvre signalgrense. Standardiserte sjekkpunkt er: 3,8 – 4,0 – 4,2 – 12 – 19 – 20 – 21 me

Loop-kalibratorar har normalt eit eige val (meny) for å teste ventilar med desse verdiane.

På ventilspindelen er det ei anordning for å lese av spindelvandringa (stillingsindikator). Avlesningspresisjonen på denne er ikkje særleg god.

Ved 3,8 og 4,0 mA skal ventilen vere stengd, og det skal ikkje vere bevegelse i ventilspindelen (ventilen) ved skifte mellom desse verdiane. Ved 4,2 mA skal ventilen akkurat begynne å opne. Ved 12 mA 50 % vandring av ventilspindelen, og ved 20 mA 100 % vandring (heilt open). Ved 21 mA skal spindelen bevege seg ytterlegare, men ventilen opnar likevel ikkje meir, han er allereie heilt open.

Det kan vere vanskeleg å oppnå presis opning/lukking. I dei fleste tilfelle er det viktigast at ventilen er heilt stengd ved 4 mA. At styrestraumen må aukast noko over 4,2 mA før ventilen opnar, kan i mange tilfelle aksepterast.

For at reguleringsventilen skal fungere optimalt, er det viktig at ventilen, aktuatoren og spesielt ventilstillaren er korrekt montert etter fabrikanten si tilråding

Reduksjonsventil

Trykkluft blir oftast produsert med trykk 6 – 7 bar. For å skaffe lågare trykk kan vi bruke ein reduksjonsventil, for eksempel 1,5 bar til reguleringsventilen/ventilstillaren.

Sløyfekalibrator. Foto. — Sløyfekalibrator. Bilete: Reidar Nornes / CC BY-SA 4.0

Før vi kan begynne med måling og innstilling, må loop-kalibratoaren innstillast på aktuelt område: Brytarane skal setjast på OUT og IN. Område-val: VALVE 4-20 mA.

Tips:

På kalibratoaren kan du velje "step" eller "trinnlaus" utgang. Dette blir gjort ved å trykkje "raskt" på *, du byter då mellom desse to alternativa. Ved å halde inne *- tasten (ca. 1sek) vil du kunne velje mellom ulike område/"karakteristikkar" for utgangen. Bla med piltastane.

Eksempelvis Lineær 4-20mA (5 step), Lineær 0-20mA (5 step), Flow (5 step) og Valve (7 step). Med eit "raskt" trykk på * vel du område.

Å kalibrere ventilstillaren skjer slik:

Lufttilførsel blir kopla til ventilstillaren (ca 1,5 bar)
Kople frå ein (eller begge) ledningane i eksisterande straumsløyfe (dersom ho er kopla til anlegget)
Loop-kalibratoren blir kopla til koplingspunktet på ventilstillaren
Styrestrømmen skal setjast til 20 mA (loop-kalibrator)
Justeringsskruane for Span justeres for 100 % vandring (heilt open ventil)
Styrestraumen skal setjast til 4 mA (loop-kalibrator)
Justeringsskruen for Zero skal justerast for rett vandring ved overgang stengd/open ventil (3,8 – 4,0 – 4,2 mA)

Gjenta punkt 4 til 7 til du har et godt resultat.

Dokumentasjon

For å dokumentere at justeringa er rett, gjennomfører vi ein 7-punkt sjekk der vi fyller ut kalibreringskort.

Nødavstengningsventil med inngang frå ventilstiller og utgang til membranaktuator. Foto. — Nødavstengningsventil (ESD). Bilete: Reidar Nornes / CC BY-SA 4.0

Naudavstengning

I enkelte anlegg blir også reguleringsventilen brukt som naudavstengingsventil, som regel i samband med eit alarmsystem (ESD). For å få dette til set vi inn ein ekstra elektrisk styrt pneumatisk 3-2 ventil. Denne slepp lufta ut ved alarm slik at membranaktuatoren mister trykket, og reguleringsventilen stengjer. Det mest effektive er å plassere denne ekstra styreventilen mellom ventilstillaren og membranaktuatoren.

Alternativ til ventilstillar

Om ein ønskjer ei billigare løysing, kan ein sløyfe ventilstillaren og heller bruke ein I/P-omformar. Denne omformar straumsignalet (4-20 mA) frå regulatoren til eit standardisert pneumatisk signal, som styrer lufta til membranaktuatoren. Løysningen krev at membranaktuatoren har ein bench set som tilsvarer signaltrykket (0,2 – 1 bar). Sida ein da ikkje har tilbakemelding om ventilposisjonen, vil denne løysningen normalt ha ei mindre nøyaktig regulering.

Det finst også Smarte ventilar, også kalla digitale eller digitalt styrte ventilar. Desse har innebygd elektronikk i ventilstillaren som les av ventilen sine bevegelsar i forhold til påtrykt signal. Smarte reguleringsventilar kan også kommunisere med anna utstyr, og på den måten kan ein oppnå ei betre regulering og ei automatisk overvaking av ventilen sin tilstand.

Dei mest vanlege alternative ventiltypane er:

Aksielle bevegelse

Enkeltseteventil
Dobbeltseteventil
Burventil

Dreiebevegelse

Spjeldventil
Kulesgmentventil

Vedlikehalde og kalibrere ventilen

Ventilseta og ventilpluggen blir slitte over tid. Korrodering kan også oppstå. Derfor er ventilpluggen ofte laga slik at han kan reparerast. Eventuelt kan både sete og plugg skiftast. Pakningane rundt spindelen blir også så slitte og må skiftast med nye. Mange faktorar har betydning for pakningane si levetid.

Membranen og fjørene i aktuatoren blir også slitte. Membranen kan skiftast. Fjørene kan ofte til ein viss grad justerast eller skiftast.

Vedlegg

Kalibreringskort reguleringsventil

Filer

Relatert innhald

Ekstern

Reguleringsventilar

Nettside hos sigumfagerberg.no