パネウマチック弁制御閥の構造,原理,選択,設置用

空気圧ダイヤフラム制御弁は、空気圧ダイヤフラムアクチュエータと制御弁で構成されています。空気圧ダイヤフラム制御弁の主な構成部品には、エアチャンバー、ダイヤフラム、スラストプレート、スプリング、プッシュロッド、調整ナット、バルブ位置スケール、バルブステム、バルブプラグ、バルブシート、パッキンボックス、バルブボディ、バルブカバー、ブラケットが含まれます。

空気圧ダイヤフラム制御弁の動作は、レギュレータからの信号圧によって駆動され、空気圧アクチュエータのエアチャンバーに入力されます。これにより推力が生成され、接続されたプッシュロッドを介してバルブプラグを押し、対応する変位（ストロークとして知られています）が発生します。バルブプラグの位置の変化は、バルブの流量面積を変更し、それによって媒体流量を調整する目的を達成します。

空気圧ダイヤフラム制御弁は、バルブプラグとバルブボディ（バルブシートを含む）の2つの主要部分で構成されています。具体的な使用要件に応じて、さまざまな構造形式があります。空気圧ダイヤフラム制御弁の主なタイプには、シングルシートグローブバルブ、ダブルシート制御弁、高圧アングル型制御弁があります。

1. シングルシートグローブバルブ
   • 特徴: 低リークですが、シングルシートプラグにかかる流体推力によるアンバランス力は大きいです。
   • 用途: 低リーク、小口径、バルブ間の低差圧を必要とする用途に適しています。
2. ダブルシート制御弁
   • 特徴: バルブボディには上部と下部のプラグが含まれています。2つのプラグにかかる流体からの推力は反対方向に作用し、大部分が相殺され、アンバランス力は最小限に抑えられます。これにより、バルブ間の差圧を高くすることができます。ただし、バルブボディ内の複雑な流路により、高差圧下での激しい浸食損傷を受けやすくなります。高粘度流体、懸濁粒子を含む流体、または繊維状媒体には適していません。さらに、製造上の制限により、2つのプラグが同時に閉じない場合があり、シャットオフ時に大きなリークが発生する可能性があります。この問題は、材料の熱膨張係数の違いにより、高温または低温の用途で悪化します。
3. 高圧アングル型バルブ
   • 特徴: バルブボディは直角に設計されており、流路が単純で抵抗が少ないです。高速流体からの浸食を受けにくいです。
   • 用途: 特に高差圧、高粘度流体、および懸濁粒子を含む流体に適しています。また、気液混合相やフラッシングまたはキャビテーション状態にも対応できます。このバルブ設計は、コークス化、固着、目詰まりなどの問題を回避するのに役立ちます。

空気圧ダイヤフラム制御弁には、エアオープンとエアクローズの2つの形式があります。選定は、信号圧が失われ、バルブが開いたまままたは閉じたままになる場合の潜在的な危険性を考慮して、生産プロセスの安全性と運用要件によって異なります。

• プロセスがバルブを閉じた状態でより安全な場合は、エアオープンバルブが選択されます。信号圧が失われた場合、バルブは閉じます。
• 逆に、プロセスがバルブを開いた状態でより安全な場合は、エアクローズバルブが選択されます。信号圧が失われた場合、バルブは開きます。

自動制御システムの設計において空気圧ダイヤフラム制御弁を選択する際には、流量特性に特別な注意を払う必要があります。典型的な理想的な流量特性には、リニア流量特性、等パーセント流量特性（対数流量特性）、クイックオープニング流量特性、および放物線流量特性が含まれます。

• 同じ相対的な開度の変化の下で、流量の相対的な変化は低流量では大きく、高流量では小さくなります。
• 欠点: 小さな開口部（低負荷）では、調整性能が低く、制御が難しく、振動が発生することがよくあります。
• 用途: 小さな開口部または大きな負荷変動のあるシステムには適していません。比較的安定した一貫した負荷のあるシステムで最適に使用されます。

• 低負荷では、調整効果は弱く、高負荷では、調整効果は強くなります。閉位置付近では、調整は穏やかで安定しており、全開位置付近では、調整は強く効果的です。
• 利点: ある程度、調整品質を向上させます。
• 用途: 大きな負荷変動のあるシステムに適しています。全負荷と部分負荷の両方の条件下で効果的な調整を提供します。

• 流量特性: システムの負荷変動と調整要件に基づいて選択します。リニア特性は安定したシステムに適しており、等パーセント特性は大きな負荷変化のあるシステムに最適です。
• バルブサイズ: 流体特性に基づいてCV値を計算し、技術仕様から適切なバルブサイズを選択します。適切なCV値の選択は、流量制御システムの最適な性能を保証します。
• CV値の定義: パイプライン内の一定圧力下で、単位時間内にバルブを通過する媒体の体積流量または質量流量を指します。これは、バルブの最大流量能力を表します。バルブのCV値は、テストと計算によって決定する必要があります。

• 流量係数（CV値）: 中国ではKV値として知られており、CV値は、制御弁を含む工業用バルブの重要なパラメータおよび技術指標です。CV値の正確な計算と選択は、パイプライン流量制御システムの適切な機能の確保に不可欠なステップです。

制御弁の適切な設置は、設置、分解、およびメンテナンスの容易さに影響を与えるだけでなく、制御弁が自動制御システムで効果的に機能できるかどうかを決定します。設置中は、次の点を考慮する必要があります:

• 設置の向き

  制御弁は、水平パイプラインに垂直に設置する必要があります。水平または傾斜設置が必要な特別なケースでは、パイプラインの振動によるバルブの固着や不完全な動作などの問題を軽減するために、サポートベースを追加する必要があります。

• 環境への配慮

  ダイヤフラムの経年劣化を防ぎ、制御弁の耐用年数を延ばすために、高温、高振動、および高腐食性の環境から離して設置する必要があります。

• メンテナンスの容易性

  制御弁は、メンテナンスと検査を容易にするために、地面または床の近くに設置する必要があります。分解を容易にするために、バルブと地面（または床）の間に十分なクリアランスを確保する必要があります。直動式エアオープンバルブの場合、バルブプラグをバルブボディの底部から取り外す必要があるため、パイプラインの設置中に十分な垂直スペースを考慮する必要があります。

• バイパスとバイパスバルブの設置

  制御弁またはシステムの故障の場合の生産の中断と安全上の危険を防ぐために、一般的にバイパスとバイパスバルブを設置する必要があります。ただし、腐食性媒体が制御弁に漏れるのを防ぐために、バイパスバルブを制御弁の真上に直接設置しないでください。

さらに、制御弁の前後にシャットオフバルブを設置する必要があります。高温、高圧、凍結、または粘性媒体の場合は、ドレンバルブも設置する必要があります。

• バルブボディ内壁検査

  高圧差および腐食性環境で使用されるバルブの場合、内壁は媒体の衝撃と腐食を受けやすくなります。耐圧性と耐食性の確認に重点を置いてください。

• バルブシート検査

  バルブシートの摩耗と、シートを固定するために使用される内部ネジを検査します。腐食によりシートが緩んでいないか確認してください。

• バルブプラグ検査

  バルブプラグは可動部品であり、媒体によって大きく浸食されます。特に高圧条件下では、キャビテーションが摩耗を加速させます。メンテナンス中にプラグを徹底的に検査してください。

• ダイヤフラムとOリング検査

  ダイヤフラムとOリングシールの経年劣化、ひび割れ、または損傷を確認してください。

• パッキン検査

  パッキンの適切なフィットを確認し、経年劣化または劣化していないか確認してください。