Pennod 9: Valveau Rheoli Llif

Yr Oriffis

Mae oriffis yn agorediad sydd yn fychan o ran maint mewn llwybr llif rhewl. Mae'r llif trwy oriffis yn cael ei heffeithio gan sawl ffactor, ac mae'r tri brif un yn:

1. Maint oriffis
2. Gwahaniaeth gwasanaethol ar draws yr oriffis
3. Tymheredd y rhewl

Effaith maint yr oriffis ar llif

Mae maint yr oriffis yn rheoli'r llif trwyddo. Enghraifft bobdydd cyffredin yw'r cnap o'r taflogell garddfodd — os yw'r agorediad yn fach, mae'r dŵr yn dod allan fel sgyfaint neu lliw. Os yw'r agorediad yn fwy, mae'n dod yn gynllun llif cryf. Mewn y ddau achos, mae'r oriffis yn y cnap yn cyfyngu cyfeiriad llif y dŵr — mae'r llif trwy'r oriffis yn cael ei benderfynu gan faint yr agorediad.

Ffigur 9-1: Cleffi rheoli llif mewn cylch. Mae'r cleff yn rheoli llif i'r silindr. Mae'r llif ychwanegol o'r pompa yn mynd dros y cleff rhyddhad. Mae'r llif a gyfyngir yn dod yn egni potensial (cyflymder) ar yr oriffis.

Twnnell Pwysiedig

Mae gorlif sefydlog yn cynnwys agorediad o faint nad yw'n bosib ei addasu. Y rhagfyr enghreifftiau mewn technoleg hydrolig yw'r twll a gafodd ei borio mewn plug tyllau neu falf gwirio, neu'r falf rheoli llif sydd wedi ei osod yn y ffabrig.

Gorlif newidiol

Yn aml iawn mae angen gorlif newidiol yn lle un sefydlog, gan ei fod yn fwy addas. Mae falfau gat, falfau bêl a falfau meddal yn rhagfyr enghreifftiau o gorlifion newidiol.

Gwyl Llwyfan

Mae llif trwy falf gat yn mynd yn syth o dan y llinell. Mae maint y gorlif yn newid drwy droi'r llyswr i agor neu gau'r gat yn y llwybr llif. Er nad yw falfau gat yn cael eu cynllunio ar gyfer rheoli llif, gellir eu defnyddio fel dyfeisiau cyfyngu llif mewn rhai systemau mesur llif anghywir.

Ball Valve

Nid yw llif trwy falf bêl yn syth — mae'n troi 90°. Mae'r gorlif yn y sedd a'r plug conigol neu'r plug bêl ar y llwybr tro. Mae maint agored y gorlif yn cael ei addasu drwy newid safle'r plug bêl.

Ventil Gwellt

Mae'r llif trwy foliadau gafael yn gwneud hefyd tro o 90°, cyn mynd drwy orffwysiad. Mae'r orffwysiad hwn yn cynnwys y bylchfa rhwng barriad valf â beniad wedi'i gynhwyso a sedd y valf. Mae maint yr orffwysiad yn newid trwy addasu safle'r wyneb conig o ran sedd y valf. Oherwydd bod threadiadau'r addasiad ar barriad y valf yn anhebyg a'r tip yn gynhwyso, mae maint yr orffwysiad hwn yn newid yn araf. Mewn systemau hydrolig, mae'r valf gafael yn yr orffwysiad amrywiol a ddefnyddir fwyaf aml yn y systemau hyn.

Ffigur 9-2: Mathau o orffwysiad amrywiol. Mae'r valf gafael (isaf) yn y rhagfyr a ddefnyddir fwyaf aml mewn systemau hydrolig — mae'r pen cynhwyso a'r threadiadau anhebyg yn caniatáu addasiad llif yn uniongyrchol iawn a graduol.

Cymhwysiad valf gafael mewn cylchred

Mae'r enghraifft o gylchred yn defnyddio bompsiad o 5 gpm (18.95 Lpm) sydd â disgleirdeb positif, valf rhyddhad, valf cyfeiriadol, orffwysiad amrywiol (valf gafael), a silindr hydrolig â arwynebedd piston o 3 in² (19.35 cm²). Os yw'r valf rhyddhad wedi'i osod ar 500 psi (34.48 bar) ac mae'r bompsiad yn darparu 5 gpm:

Gyda'r valve glunio'n cyfyngu'r llif i 2 gpm yn unig (7.58 lpm), cyflymder y rôd = 2 × 19.25 ÷ 3 = 13 trwyddau/ munud (3.96 m/ munud). Mae'r valve gwaredu yn cyfyngu gwasanaeth y pwysedd i 500 psi (34.48 bar) trwy gyfeirio'r 3 gpm sydd ar ôl (11.37 lpm) i'r tangos.

Agor orwedd y valve glunio

Mae troi'r valve glunio allan yn cynyddu'r orwedd — mae rhagor llif yn mynd trwy at y silindr, hyd at lefel pwysedd y valve gwaredu. Mae cyflymder y rôd yn cynyddu.

Cau orwedd y valve glunio

Mae troi'r valve glunio i mewn yn lleihau'r orwedd. Mae llai o llif yn mynd i mewn i'r silindr, felly mae cyflymder y rôd yn lleihau.

Effaith y gwahaniaeth pwysedd ar llif

Mae llif trwy orwedd yn cael ei heffeithio gan y gwahaniaeth pwysedd. Oherwydd bod pwysedd yn energei potensial mewn system hydrolig, yr hwyaddau'r gwahaniaeth pwysedd ar draws orwedd, yr hwyaddau'r llif trwyddo.

Enghraifft bob dydd — matten awyr

Ar ôl diwrnod yn y traeth neu ar leoliad campio, rydych chi'n tynnu'r plug o barcud awyr a lledaenu ac yn gadael i'r awyr ddianc yn rhydd. Oherwydd y gwahaniaeth rhwng y pwysedd mewnol/acwrol yw bach, mae'r barcud yn cyrraedd yn araf. Gwasgu'r barcud yn gryf — mae'r pwysedd mewnol yn codi yn erbyn y pwysedd amgylchynol, mae'r gwahaniaeth yn cynyddu, ac yn llifo'r awyr allan yn gynt.

Gwasgu tiwb o ffwng dannedd yn gynhwysol — mae faint bychan yn dod allan. Gwasgu'n gryf — mae mwy o ffwng dannedd yn cael ei bwlio allan ac efallai y bydd yn mynd ar lawr y llawr. Os byddwch chi'n camgymeru ar y tiwb o ffwng dannedd, mae'r gwahaniaeth rhwng y pwysedd o fewn i'r tiwb a'r pwysedd amgylchynol yn fwy na phan fyddwch chi'n ei wasgu â llaw, felly mae mwy o ffwng dannedd yn dod allan yn gynt.

Effaith y gwahaniaeth pwysedd ar llif ymbell ffon yn gylchred

Yn y cylch a ddangosir, mae'r gafal rhagfynu'n cyfyngu llif y bomp o 5 gpm (18.95 Lpm) i 3 gpm (11.37 Lpm). Gosodiad y gafal ryddhad: 500 psi (34.48 bar). Gwrthiant llwyth: 200 psi (14 bar). Mae gwasanaeth y gafal rhagfynu yn hafal i osodiad y gafal ryddhad: 500 psi (34.48 bar). O'r 500 psi (34.48 bar) hyn, mae 200 psi (14 bar) yn gwrthsefyll gwrthiant y llwyth; mae'r gwahaniaeth pwysedd sydd ar ôl, sef 300 psi (21 bar), yn yrru 3 gpm (11.3 lpm) trwy'r gafal rhagfynu, gan gynhyrchu cyflymder y rôd o 19.25 troedfedd/munud (5.87 m/munud). Mae'r 2 gpm (7.58 lpm) sydd ar ôl yn mynd trwy'r gafal ryddhad i'r tangen.

Uwchogi gosodiad y gafal ryddhad

Gan gadw pwysedd y llwyth a gosodiad y gafal rhagfynu'n annewydd, mae uwchogi gosodiad y gafal ryddhad i 600 psi (41.38 bar): mae gwasanaeth y gafal rhagfynu yn dod yn 600 psi (41.38 bar). O'r rhain, mae 200 psi (14 bar) yn gwrthsefyll y llwyth; mae gwahaniaeth pwysedd o 400 psi (28 bar) nawr yn yrru 4 gpm (15 lpm) trwy'r gafal rhagfynu. Mae cyflymder y rôd yn codi i 26 troedfedd/munud (7.92 m/munud).

Mae pwysedd y llwyth yn codi

Adfer y gwerthfach ryddhad yn ôl i 500 psi (34.48 bar) gyda'r gwerthfach wedi ei chadw'n annewydd. Mae'r llwyddiant yn cynyddu: mae gwasanaeth y llwyddiant yn codi i 400 psi (28 bar). Mae gwasanaeth mewnbyd y gwerthfach yn dal i fod yn 500 psi (34.48 bar), ond nawr dim ond gwahaniaeth o 100 psi (6.9 bar) sydd yn yrru llif trwy'r gwerthfach — dim ond 1 gpm (3.79 lpm). Mae cyflymder y ruddyn yn gostwng i 6 ft/am (30 mm/s). Mae'r 4 gpm (15 lpm) sydd ar ôl yn mynd dros y gwerthfach ryddhad.

Mae hyn yn dangos bod llif trwy werthfach gweithredol yn newid â phob amrywiad gwasanaeth ar naill ai ochr o'r agorediad. I fesur llif trwy werthfach gweithredol yn uniongyrchol, rhaid diddymu neu gydbwysio'r amrywiadau hynny o wasanaeth.

Gwerthfach Rheoli Cyflymder (Gwerthfach Rheoli Llif â Chydbwysiad Gwasanaeth)

O'r enghreifftiau uchod, mae unrhyw newid gwasgedd ar naill ai'r ochr chwith neu'r ochr dde o'r orffwysyn yn effeithio ar llif y gafaelyn igel, gan newid cyflymder y weithredwr. I fesur llif trwy orffwysyn yn uniongyrchol, anogaethir y newidiadau gwasgedd hyn. Mae gafaelyn igel yn gafaelyn rheoli llif nad yw'n cydbwysio — mae'n dda i fesur llif as long as mae'r gwahaniaeth gwasgedd yn aros yn gyson ac mae'r igel yn cael ei ganolrhoi'n iawn. Ar gyfer rheoli llif sydd yn uniongyrcholach, dylid defnyddio gafaelyn rheoli llif sydd wedi'i gydbwysio â gwasgedd (gafaelyn rheoli cyflymder). Mae hwn yn rheolydd llif sydd yn cydbwysio am newidiadau gwasgedd upstream a downstream o'r orffwysyn.

Gall gafaelynnau rheoli cyflymder (gafaelynnau rheoli llif sydd wedi'u cydbwysio â gwasgedd) eu rhannu i ddau fath: math 'meter-in' a math 'bypass'.

Adeilad gafaelyn rheoli cyflymder 'meter-in'

Mae gafaelyn rheoli cyflymder 'meter-in' sydd wedi'i gydbwysio â gwasgedd yn cynnwys corff gafaelyn â phortiau mewnol a allanol, gafaelyn igel, spool cydbwysio, a chwynn ychwanegol.

Sut mae'r math 'meter-in' yn gweithio

I ddeall sut mae'r math 'meter-in' yn gweithio, rydym yn dadansoddi ei weithrediad cam wrth gam. Pan fo'r spool cywiro yn llawn wedi symud i ochr A, mae pob olew pwysedd sydd yn dod i mewn yn cyrraedd y ffoliant igel. Gwerthir olew pwysedd sydd yn dod i mewn mor o hyd â'r spool cywiro yn symud yn ychydig tuag at ochr B. I gadw'r llwybr llif agored, mae'r spool cywiro'n cael ei bwysleisio gan y sprind tuag at ochr A. Mae pwysedd mewnbylch y ffoliant igel yn cael ei sain drwy groesiad rheoli mewnol i ben A'r spool cywiro — pan mae'r pwysedd yn codi uwch na chrychau'r sprind, mae'r spool yn symud tuag at ochr B.

Os yw'r oriffis gafaelyn-needl yn cael ei addasu fel na thrinir llif y pomp cyfan trwyddo, mae gwerth pwysedd mewnbyd y gafaelyn-needl yn codi i lefel y gafaelyn rhyddhad. Pan mae pwysedd mewnbyd y gafaelyn-needl yn codi uwchben grym y sprind cylchdroi, mae'r cylchdroi yn symud tuag at B, gan rheoli llif mewnbyd. Pan mae llif trwy oriffis y cylchdroi yn hafal i llif allbwn y pomp, mae pwysedd mewnbyd y gafaelyn-needl yn sefydlu ar werth pwysedd y sprind. Er enghraifft, gyda gwerth sprind o 100 psi (6.89 bar) a gosodiad rhyddhad o 500 psi (34.48 bar): pwysedd mewnbyd yw 500 psi (34.48 bar); wrth i olew llifo trwy oriffis y cylchdroi, trosiwyd 400 psi (28 bar) i boer, gan lleihau pwysedd mewnbyd y gafaelyn-needl i 100 psi (6.89 bar). Mae hyn yn golygu nad oes unrhyw effaith gan bwysedd mewnbyd y gafaelyn rheoli llif ar bwysedd mewnbyd y gafaelyn-needl, oherwydd gweithredu'r cylchdroi, ac mae pwysedd mewnbyd y gafaelyn-needl yn cael ei chadw ar 100 psi (6.89 bar).

Ffigur 9-5: Valve rheoli cyflymder mewn (sydd â chydbwysedd gwasgedd). Mae'r sylwedd sydd â chydbwysedd yn cadw'r gostwng gwasgedd ar draws y valve glanhau'n gyson, anhebriadol o newidion mewnbyr neu allbyr y wasgedd — gan ddarparu llif union a chyson.

Ar gyfer y cylchred valve glanhau cynharach, nid yw'r gwahaniaeth gwasgedd ar draws yr agorfa valve glanhau ond half y stori — rhaid hefyd cydbwysedd y wasgedd i lawr llif y valve glanhau. Mewn geiriau eraill, rhaid cadw gwahaniaeth gwasgedd gyson. I gyrraedd hyn, caiff y wasgedd i lawr llif y valve glanhau hefyd ei heintio drwy groesiad rheoli i'r cwlwm ysgafn cydbwysedd sylwedd. Nawr mae dwy nerth yn gweithio ar ochr A'r sylwedd cydbwysedd: nerth yr ysgafn a gwasgedd olew i lawr llif.

Os yw grym y gwanwyn = 100 psi (6.89 bar), bydd y gwahaniaeth pwysedd y valf glinhog yn cael ei gyfyngu i fod yn uwch na'r pwysedd lawr-llif gan 100 psi (6.89 bar). As long as the relief valve is set high enough, the needle orifice pressure differential always equals the spring pressure value. Gan wneud hynny, mae'r gwahaniaeth pwysedd sydd yn gorfodi llif trwy'r valf glinhog yn gyson — nid yw'n cael ei effeithio gan amrywiadau yn y pwysedd uwch-llif neu lawr-llif.

Valf rheoli cyflymder mewn cylch

Mewn cylchred, gosodir y ffigur rheoli cyflymder mewn ar 3 gpm (11.37 Lpm). Gwelyr gwarant 500 psi (34.48 bar), gwasanaeth llwyth 200 psi (13.79 bar). Cylchyn yn y cymhwyso = 100 psi (6.89 bar). Mae'r bomps yn ceisio gyrru'r 5 gpm cyfan (18.95 lpm) trwy'r foli wedi'i gweithredu gan yr igel, gan achosi i'r pwysedd mewnbyd y foli wedi'i gweithredu gan yr igel godi. Ar 300 psi (21 bar), mae'r cylchyn cymhwyso yn symud a thrawsleihau'r llif, gan wneud i'r pwysedd mewnbyd rheoli llif godi i lefel y gwelyr gwarant, sef 500 psi (34.48 bar). O'r 500 psi (34.48 bar) hyn, defnyddir 200 psi (13.79 bar) i groesi'r llwyth; defnyddir 100 psi (6.89 bar) i gyrru llif trwy'r foli wedi'i gweithredu gan yr igel; a throsi'r 200 psi (13.79 bar) sydd ar ôl o'r 500 psi i bŵer termol wrth i'r llif drechu'r orffwysiad cylchyn cymhwyso. Mae'r llif yma yn 3 gpm (11.37 Lpm) a'r cyflymder rôd yn 19 troedfedd/am funud (97.83 mm/s).

Uwchdroi pwysedd y llwyth a lefel y gwelyr gwarant

Os yw gwasanaeth y llwyth i godi i 400 psi (27.58 bar) neu os yw'r rheoliad yn cael ei ailosod i 600 psi (41.38 bar), bydd yna dal 100 psi (6.89 bar) yn gyrru llif trwy'r foliant igel. Gwerthoedd fel hyn yn sicrhau bod llif allbwn i'r silindr yn aros yn gyson ar 3 gpm (11.37 Lpm) chwaith, o bosibl i'r rheoliad gael ei osod yn uchel iawn i symud y spool cydweddol.

Adeiladu foliant rheoli cyflymder math y bryd-drosglwydd

Mae foliant rheoli cyflymder math y bryd-drosglwydd yn cynnwys corff y foliant â phortiau mewnbyw, allbyw a dychweliad, foliant igel, spool cydweddol a gwifren sydd dan bwysedd.

Sut mae math y bryd-drosglwydd yn gweithio

Mae'r spool cydweddol yn y foliant hwn yn agor ac yn cau llwybr bryd-drosglwydd i'r dychweliad tancau. Mae'r spool cydweddol dan bwysedd gwifren i'w cau (safle is). Os yw grym y gwifren yn 100 psi (6.89 bar), bydd y pwysedd mewnbyw i'r foliant igel yn cael ei fynd i ben ar 100 psi (6.89 bar). Pan mae llif trwy'r foliant yn cael ei anfon yn llawn i'r tancau olew yn ei sefyllfa wreiddiol. Dan weithrediadau arferol, mae'r spool cydweddol dan bwysedd gwifren yn y safle caeedig.

Mae gwasgedd mewnbydd y falf igl yn cael ei deimlo drwy gylchred rheoli mewnol i ben y spool cydbwysedd. Pan mae'r wasgedd yn codi uwch na gwefrydd y sprind, mae'r spool cydbwysedd yn gweithio fel falf rhyddhad — yn agor y cylchred amheibio, gan fynd â gwasgedd mewnbydd y falf igl i 100 psi (6.89 bar). Nid oes gwasgedd mewnbydd sefydlog y falf igl yn sicrhau llif sefydlog — os bydd gwasgedd islaw'r llif yn newid, mae'r gwahaniaeth gwasgedd ar draws yr orffwysedd igl yn newid, ac yn achosi newid yn llif.

I gydbwysio hyn, rhedir gwasgedd y falf igl islaw'r llif drwy gylchred rheoli i'r gogwydd sprind sydd dan y spool cydbwysedd. Nawr mae gan ochr A'r spool cydbwysedd dau ryddwerth: grym y sprind a gwasgedd olew islaw'r llif. Os yw'r sprind = 100 psi (6.89 bar), bydd gwasgedd mewnbydd y falf igl yn cael ei fynd i 100 psi (6.89 bar) uwch na gwasgedd islaw'r llif. Gwerthoedd y gwahaniaeth gwasgedd ar draws yr orffwysedd igl yn hafal i 100 psi (6.89 bar) — sefydlog — chwaith hyd nes bod y falf rhyddhad wedi'i osod yn uchel iawn iawn.

Falf rheoli cyflymder math amheibio mewn cylch

Set o werthu rheoli cyflymder math ymyl-gorffwys yn cael ei osod ar 3 gpm (11.37 Lpm). Gwarediad: 500 psi (34.48 bar), llwyth: 200 psi (13.79 bar), cychwynnau = 100 psi (6.89 bar). Mae'r bomp yn ceisio gyrru'r 5 gpm cyfan (18.95 Lpm) trwy'r gafaelyn iglynnol. Mae'r sblint cydbwysedd yn agor y llwybr mynd o amgylch, gan fynd i'r aghaid â phresiwn mewnbyd y gafaelyn iglynnol ar 300 psi (20.68 bar). O'r 300 psi hwn: mae 200 psi (13.79 bar) yn gwrthsefyll y llwyth, ac mae 100 psi (6.89 bar) yn gyrru 3 gpm (11.37 Lpm) trwy'r gafaelyn iglynnol. Mae'r 2 gpm sydd ar ôl (7.58 Lpm) yn mynd o amgylch trwy agorediad y sblint cydbwysedd yn ôl i'r tangen.

Ffigur 9-8: Cylchred rheoli cyflymder math ymyl-gorffwys. Mae'r sblint cydbwysedd yn mynd o amgylch llif y bomp sydd yn eu harbed yn uniongyrchol i'r tangen yn hytrach na'i anfon dros y werthu gwarediad. Mae hyn yn fwy effeithlon o ran ynni na'r math 'mewn-mesur' oherwydd nad yw'r llif ar bedwar yn teithio drwy'r pwysedd llawn o'r system.

Uwchdroi pwysedd y llwyth a lefel y gwelyr gwarant

Os yw gwasgedd y llwyth yn codi i 400 psi (27.58 bar) neu os yw'r gwasgedd yn cael ei ailosod i 600 psi (41.38 bar), mae 100 psi (6.89 bar) dal yn gwneud y llif drwy'r foliant iglen. Gwerth allbwn i'r silindr yn aros yn gyson ar 3 gpm (11.37 Lpm) chwanegol nes bydd y gwasgedd wedi'i osod yn uchel iawn i agor y spool cydbwysedd.

Effaith Cyflwr Tymheredd ar Llif Trwy Orffwys

Fel y nodir yn y dechrau o'r penod hwn, y tri ffactor prif sydd yn effeithio ar llif trwch (orifice flow) yw maint y drwch, y gwahaniaeth pwysedd, a thymheratur olew. Pan mae tymheratur olew yn newid, mae ei wiffrdod yn newid hefyd — pan mae gwyffrddod olew yn newid, mae llif trwch hefyd yn newid. Ar gyfer trwchau sefydlog neu foliadau gynffon, nid yw newidiadau llif sydd oherwydd tymheratur fel arfer yn sylwadwy oherwydd bod maint y drwch a'r gwahaniaeth pwysedd yn gyffredinol yn fawr iawn o'i gymharu â'r effeithiau ar wiffrdod. Fodd bynnag, ar gyfer ceisiadau sydd angen rheoli llif yn eithaf uniongyrchol, rhaid ystyried effeithiau tymheratur. Mae'r fath foliadau rheoli cyflymder — gan gynnwys y mathau sydd yn rheoli llif i mewn (meter-in) a'r mathau sydd yn mynd o amgylch (bypass-type) — yn addas yn gyffredinol ar gyfer ceisiadau hydrolig diwylliannol arferol.

Ar gyfer ceisiadau sydd angen rheoli llif yn eithaf uniongyrchol — naill ai oherwydd newidiadau tymheratur naill ai dim — gall defnyddio foliad rheoli llif sydd wedi'i gydbwysio erbyn tymheratur. Mae'r math hwn hefyd yn cydbwysio'r effeithiau tymheratur.

Fformiwlâu Allweddol — Penod 9