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「问答」连载40-装车阀用两段阀还是数控电液阀?

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「问答」连载40-装车阀用两段阀还是数控电液阀?

陈亮

装车阀用两段阀还是数控电液阀?

概述

定量装车系统用于炼油厂、化工厂及油库等很多场合,相信大家都并不陌生,一般一套装车控制系统主要由计算机(或批量控制器)、流量计、装车控制阀、静电接地、鹤管、溢油开关及相关监控系统构成,其中装车阀就扮演了很重要的一个角色,国内装车用控制阀基本经过了从一段阀→气动两段阀→数控电液阀的发展阶段,目前均已比较成熟,今天就来一起来认识下气动两段阀和数控电液阀。

原理及构成

1、气动两段阀:气动两段式切断阀顾名思义是一种能实现两步开或两步关动作的切断阀,该阀由气动单作用或双作用执行机构和阀体、阀位回讯开关、电磁阀等构成。该阀可以在打开或关闭过程中停顿一次,能够根据系统要求精确控制流量,例如阀门先打开一小开度,开始装车,当流量接近设定值时,阀门关闭到小流量状态,当达到设定值时阀门全部关闭,小流量可以在0-45%之间现场设定,比如5%,8%,10%,15%等,最终达到精确控制。其原理图可以参考下图:

「问答」连载40-装车阀用两段阀还是数控电液阀?

2、数控电液阀:数控电液阀与批量控制器配合,可对流量进行无极多段调节控制。是一种活塞结构电液阀,适应范围广,具有优异的恒流与多段控制功能。电液阀由一个主阀和两个电磁阀组成,主阀响应速度的控制是两个柱塞阀,安装于主阀的入口和出口。通过两个柱塞阀细微调节主阀的启闭速度,调整这些装置(柱塞阀)以控制流入和流出活塞上方介质的流量,达到主阀启闭速度能基于介质的粘度及压力调整的目的。常开(N.O)和常闭(N.C)电磁阀分别安装在主阀的进油回路和出油回路中,用于控制主阀的动作,当两电磁阀通电时,进油孔(上游阀)回路关闭,先导孔(下游阀)回路打开,活塞上腔泄压,活塞上行,主阀打开。反之,活塞下行,主阀关闭。在主阀开启和关闭过程中,可将流量(流速)信号及阀塞位置信号传送给计算机,经过计算机处理后发出相应的指令,控制两个电磁导阀的通、断电状态,使活塞的上下腔的液压差产生变化,从而将活塞控制在所需的开启度上,实现对管道介质流量的控制。

如果嫌文字看起来费劲,那就直接看下图,通过该控制时序图可以直观看到这是一个低流速开阀,高流速保持,关闭前降低流速、最后完全关闭的过程。

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如果用流量曲线图来表示,接近于下图

「问答」连载40-装车阀用两段阀还是数控电液阀?

看完以上原理和结构构成,再来看看两个好基友的真身(以国产阀为例,支持国产)。

1、某国产品牌气动两段式装车球阀

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2、某外资品牌数控电液阀

「问答」连载40-装车阀用两段阀还是数控电液阀?

结构图(注:数字控制阀除下图活塞式,还有膜片式,工作原理和活塞式类似)

「问答」连载40-装车阀用两段阀还是数控电液阀?

已关闭或正在关闭位置——常闭电磁阀闭合。常开电磁阀断开。Y口(P3)到Z口(P2)关闭。X口(P1)和Y口(P3)压力处于平衡状态。主阀弹簧提供差动力,关闭阀门,并使其保持关闭状态。

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开启位置 – 常闭电磁阀断开。常开电磁阀闭合。Y口(P3)与Z口(P2)连通。X口(P1)被常开电磁阀关闭。活塞(P1)底部的压力高于P3的压力+弹簧力;(P1-P2)等于或大于弹簧力。因此,(P1)压力把阀门推开。

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控制位置 – 常闭电磁阀闭合。常开电磁阀闭合。Y口(P3)到Z口(P2)关闭。X口(P1)到Y口(P3)关闭。 注:介质无法从活塞(Y口)流出或向活塞(Y口)流入。活塞在液压作用下锁定在该位置上,直到批控器根据要求命令阀门打开或关闭,以保持所需的流速。

应用

装车阀必须用两段阀和数控电液阀吗?当然不是。比如使用调节球阀在一些非重要场合也是可以的,那么疑问来了,很多常见的或重要场合装车阀为何一定要选用两段阀和数控阀呢?那就让我们来看看他们究竟有何过人之处。

过人之处1:可分两段或多段开关阀门

过人之处2:防止突然开关,保护管道,保护仪表和设备,避免或减轻水击现象。

过人之处3:通过粗调、细调效果,使得装车精度大大提高。

过人之处4:发油速度快。

以上提到了“水击”这个词,简单介绍下: 在装车过程中,由于控制阀的突然开关,容易造成管道中的压力在一瞬间会突然升高,产生很高的压力峰值,这种现象称为“水击”或“水锤”现象。“水击”产生的压力峰值往往要比正常工作压力高好几倍,且常伴有巨大的振动和噪声,使液压系统产生温升,有时会使一些液压元件或管件损坏,并使某些液压元件(控制阀、流量计等)产生误动作,导致设备损坏。

两者PK

说了这么多,通过了解到以上知识,回到之前的问题,这两种阀各自有分别有何优缺点呢,到底在使用时两者之间如何选择呢?下面通过下表做一下直观对比。

「问答」连载40-装车阀用两段阀还是数控电液阀?

实际选用时需要注意问题

1、轻质油品(汽油、柴油、石脑油、苯、甲苯、二甲苯、溶剂油等)采用数控电液阀可以实现阀门开度控制和阀门开关速度的控制,实现高精度装车并减小和避免水击,建议优选使用。

2、对于化学品装车,由于数控阀是靠介质本身压力驱动主阀活塞动作,如果采用此阀门可能会出现由于该阀门上的电磁阀进介质使内部渗透或膨胀导致的控制关闭不严而泄露的情况发生。

3、在丙烷、丁烷、液化石油气等液化烃产品的充装过程中,当管路压力出现波动时,数控阀的阀芯也可能出线波动,万一形成共振,由于阀门动作完全依靠自身压力,此时阀门会因为震荡而严重影响控制精度,此工况下建议优选两段式装车阀。

4、其它粘度较大、强腐蚀、强溶剂、含颗粒等产品装车时,建议优选气动两段式装车阀。

结束语

以上就是对这两种最常用的装车阀的介绍,小伙伴们是不是都了解了并知道如何选择了呢?当然整个装车控制系统的控制精度光靠选好装车阀也是不行的,这需要工艺、仪表、设备等各专业的相互配合和深入考虑。

现场图

中国石化XXX炼化公司汽车装车用气动两段球阀。

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中国石油XXX炼化公司汽车装车用数控电液阀

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汽车装车现场图片

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