การป้องกันแรงกระแทกของน้ำขณะปิดวาล์ว

แรงดันกระแทกในท่อที่เกิดจากการปิดวาล์วเป็นความเสี่ยงที่พบได้บ่อย เนื่องจากการปิดวาล์วจะลดการไหลของน้ำลงอย่างมากจน “ปิดกั้น” เส้นทางของน้ำ ในบล็อกสั้น ๆ นี้ เราจะมาดูปัญหาและแนวทางแก้ไขที่แนะนำ

ปัญหา:

แรงดันกระแทกของน้ำที่เกิดจากการปิดวาล์วอย่างรวดเร็ว

• วาล์ว: IR-2″-100 ซีรีส์ สั่งงานโดยแรงดันภายนอก (ไม่ได้ระบุการใช้งานเฉพาะ)
• แรงดันใช้งาน: 50 เมตร / 73 psi
• แรงดันสั่งการ: ไม่ได้ระบุ
• การไหล: 4 ลิตร/วินาที (14.4 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง) / 63.4 แกลลอนต่อนาที
• ความเร็วการไหล: 2ม./วินาที / 6.5 ฟุต/วินาที  

สาเหตุที่เป็นไปได้:

จากข้อมูลที่มีอยู่ สันนิษฐานว่าการกระแทกเกิดจากหนึ่งหรือทั้งสองสาเหตุต่อไปนี้:

•  แรงดันสั่งการสูงกว่าแรงดันขาเข้าของวาล์วมาก
• คำสั่งนิวแมติก 

โซลูชัน:

เราขอเสนอให้เพิ่ม คุณสมบัติ #49 (การป้องกันแรงดันขาเข้าสูงขึ้นขณะปิด) ในวงจรควบคุมที่แสดงในภาพประกอบด้านล่างนี้:

ไพล็อตจะจำกัดการไหลเข้าสู่ห้องควบคุมเมื่อแรงดันขาเข้าสูงขึ้นจนใกล้จุดตั้งค่า (และจะตัดการไหลทั้งหมดหากแรงดันสูงกว่าจุดตั้งค่า)

คุณสมบัติและประโยชน์: 

• ความเร็วในการปิดแบบไดนามิก ตอบสนองต่อการเพิ่มขึ้นของแรงดัน (แรงดันขาเข้าสูงขึ้น = การจำกัดการไหลผ่านไพล็อตมากขึ้นและความเร็วในการปิดช้าลง)
• หยุดการปิดวาล์วชั่วคราว หากแรงดันขาเข้าสูงกว่าจุดตั้งค่า (ไพล็อตจะตัดการไหลของแรงดันสั่งการชั่วขณะจนกว่าแรงดันขาเข้าจะกลับมาอยู่ในค่าที่อนุญาต)
• การปิดวาล์วจะกลับมาทำงานต่อ เมื่อแรงดันขาเหนือลดต่ำกว่าจุดตั้งค่า
• ความเร็วในการปิดที่ไม่ถูกจำกัด ตลอดช่วงการเคลื่อนที่ส่วนใหญ่ของแอกชูเอเตอร์ – ส่งผลกระทบต่อระยะเวลาการปิดโดยรวมเพียงเล็กน้อย (ตราบใดที่แรงดันขาเข้ายังคงอยู่ในค่าปกติ ความเร็วในการปิดจะไม่ถูกจำกัด แตกต่างจากโซลูชันที่ใช้วาล์วเข็มซึ่งจะจำกัดการไหลโดยไม่คำนึงถึงความผันผวนของแรงดัน)
• ลดความเสี่ยงของการอุดตันในวงจร (สำหรับปริมาตรการเคลื่อนที่ของห้องควบคุมที่เล็ก – โซลูชันที่ใช้วาล์วเข็มจะมีช่องทางการไหลที่แคบมาก ซึ่งอาจอุดตันได้ด้วยอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าตัวกรองทางเข้าวงจร ไพล็อตจะลดช่องทางการไหลเฉพาะเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น และจะเปิดช่องทางอีกครั้งเมื่อแรงดันคงที่ เพื่อชะล้างอนุภาคที่ติดค้างออกจากวงจร)

 ข้อควรพิจารณาในการตั้งค่า: 

• ในวงจรสามทางที่มีการควบคุมระยะไกล – ค่าตั้งไพล็อตควรสูงกว่าความดันสถิตสูงสุดทางขาเข้า (เพื่อให้วาล์วเปิดได้) – หากไม่เป็นเช่นนั้นควรเพิ่มอุปกรณ์เสริมในวงจรควบคุม
• การตั้งค่าไพล็อตควรต่ำกว่าความดันที่กำหนดของระบบ (ซึ่งกำหนดโดยองค์ประกอบที่มีระดับความดันต่ำที่สุดที่ติดตั้งอยู่ก่อนวาล์ว)

 วงจรควบคุม:

สามารถทำได้โดยใช้ไพล็อต 3 แบบที่แตกต่างกัน ซึ่งทั้งหมดติดตั้งระบบตรวจวัดระยะไกล:

1. PC-2-R: ลดแรงดันสองทางพร้อมเซนเซอร์ตรวจจับระยะไกล
2. #2PB-R: ไพล็อตลดแรงดันแบบสองทางพร้อมเซนเซอร์ตรวจจับระยะไกล
3. PC-S-R: เซอร์โวไพล็อต 2/3 ทาง พร้อมเซนเซอร์ตรวจจับระยะไกล 

วงจรด้านล่างนี้แสดงวิธีแก้ปัญหาโดยใช้ PC-2-R หรือ #2PB-R พร้อมการควบคุมแบบภายในหรือระยะไกล (แรงดันสั่งงานเป็นแบบภายนอกทั้งสองกรณี)

สนใจเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีที่ วาล์วควบคุมการไหล รักษาอัตราการไหลสูงสุดตามที่ตั้งไว้ให้คงที่ ไม่ว่าจะมีความต้องการเปลี่ยนแปลงหรือแรงดันในระบบแปรผันหรือไม่? อ่านบล็อก เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวาล์วและการประยุกต์ใช้การควบคุมการไหลในระบบชลประทาน