REGULACIONI VENTILI

1. Uvod

U praksi se često dešava potreba za mešanjem dve struje medijuma u cilju stabilizacije temperature, koncentracije reagensa. razblaživanja osnovne sredine, održavanja kvaliteta... Takvi zadaci se mogu resiti pomoću dva ventila, kroz koje se u mesni rezervoar dopremaju struje sastavnih medijuma. Ovakva postrojenja su glomazna, složena i skupa u eksploataciji. U ovom slučaju moraju odjednom da se koriste dva regulaciona ventila. Osim toga, ovakva postrojenja predviđaju i rezervoar što dodatno poskupljuje konstrukciju.

Druga mogućnost je konšćenje mesnog ventila, u kojem se neposredno mešaju dve struje. Njihova primena daje visoki efekat ekonomičnosti na račun toga, što se umesto dva ventila i posebne mešalice, primenjuje samo jedan ventil. Umanjenje broja elemenata znatno uvećava trajnost postrojenja.

Takođe postoji mogućnost mešanja fluida i van trokrakog ventila, kada se upotrebljavaju trokraki regulacioni ventili koji razdeljuju jednu struju fluida u dve struje. Takvi ventili se zovu trokraki razdelni ventili. Razdelni ventili su slični mesnim ventilima, uz manje konstruktivne izmene.

Trokraki regulacioni ventili mogu da se upotrebe i kao takozvani prebacivački ventili za usmeravanje strujanja fluida sa jednog cevovoda na drugi.

2. Regulacioni ventili

Regulišući ili izvrsni ventili su oni delovi regulacionog kola, koji na osnovu signala regulatora menjaju protok. Regulišući ventil treba da zadovoljava u slučaju punog opterećenja i da omogući što lineamiju zavisnost između regulišuće veličine i zadane vrednosti regulišuće veličine. Suština regulacije se sastoji u menjanju površine protočnog preseka radne materije i pada pritiska. Osnovni element regulacionog ventila je pečurka, oblikovana tako da u svakom svom radnom položaju u odnosu na sedište daje tačno određenu površinu protočnog preseka radne materije, za koju se pri poznatom protoku, odnosno padu pritiska, zna pad pritiska, odnosno protok radne materije.

2.1. Podela regulacionih ventila

Osim što se regulacioni ventili razlikuju po nominalnom prečniku i nominalnom pritisku, postoje još sledeće podele:

2.1.1. Podela regulacionih ventila prema obliku izrade

Regulacioni ventili se prema obliku izrade dele na:• dvokrake ventile • trokrake ventile kao mešačke ili razdelne.

2.1.2. Podela regulacionih ventila prema materijalu kućišta

Materijali od kojih se izrađuju kućišta regulacionih ventila su:• sivi liv• čelični liv• čelici za kovanje• čelici otporni na koroziju

Kućišta mogu biti izrađena i od bronze i mesinga, a u novije vreme i od visokokvalitetnih čelika.

2.1.3. Podela regulacionih ventila prema načinu povezivanja

Prema načinu povezivanja regulacioni ventili se dele na:• ventile sa prirubnicama • ventile sa navojem • ventile za spajanje zavarivanjem

2.1.4. Подела регулационих вентила према начину покретања

Према начину покретања регулациони вентили се деле на:• вентиле са пнеуматским погоном• вентиле са електричним погоном,• вентиле са електрохидрауличким погоном,• вентиле са комбинованим погоном.

2.2. Trokraki regulacioni ventili

Trokraki ventili mogu biti izvedeni kao mešački ili kao razdelni ventili. Mešački ventili imaju dve ulazne struje i jednu izlaznu, dok razdelni imaju jednu ulaznu a dve izlazne struje (slika 2.11). Krak ventila, kroz koji prolazi ukupan protok obeležava se sa AB, a druga dva kraka sa A i B. U trokrakim ventilima ukupan protok ostaje uvek približno konstantan u zavisnosti od hidrauličkog kola

Slika 2.11 Principi rada trokrakog regulacionog ventila

2.2.1. Namena trokrakih regulacionih ventila

Trokraki regulacioni ventili se primenjuju u raznim termodinamičkim procesima kao što su grejni ili rashladni sistemi, a služe za regulaciju temperature ili regulaciju protoka radnog medijuma. Najčešća upotreba je za regulaciju temperature medijuma kao Što su:

• rashladna voda• topla voda• vrela voda• suvozasićena vodena para• pregrejana vodena para• termalna ulja

• rashladni medijumi.

Dozvoljeni protočni medijumi su dati odgovarajućim podacima za ventil u katalogu proizvođača. Za ventile u postrojenjima za grejanje i klimatizaciju protočni medijum je naravno voda, ili u datom slučaju vodena para. Voda može biti veoma različito dobijena. Obična voda iz gradske mreže u većini slučajeva može da se koristi bez prethodne pripreme, i to kada ona ostaje da kruži u zatvorenom sistemu i kada posle nekog vremena hemijski odreaguje. Međutim, ako u kružnom opticanju dolazi do gubitka vode, pa se zbog toga sistem stalno dopunjuje, onda se ta voda mora prethodno hemijski pripremiti.

Trokraki regulacioni ventili se upotrebljavaju u postrojenjima u kojima neki njihov deo mora, ili treba, da se snabdeva konstantnim protokom. Taj deo postrojenja leži na priključku AB ventila.

Tipična upotreba razdelnog ventila je u povratnom vodu grejne mreže. Kod ovog kola vod u kojem je proizvođač toplote predstavlja deo postrojenja sa konstantnim protokom. Regulacioni otvor A u ovakvom kolu reguliše dotok ka potrošaču toplote. Količina toplote koja nije potrebna se vodi na obilazni (by-pass) vod, koji je priključen na by-pass otvor 3 i tako zaobilazi potrošača.

Kada je u kolu mešni ventil, protok ostaje konstantan u delu kola sa potrošačem toplote. Dovod toplote se reguliše promenom temperature vode. Pritom hladnija voda teče preko by-pass otvora B kroz obilazni vod. Ovde regulacioni otvor A reguliše protok od proizvođača toplote ka potrošaču.

Tip ventila koji treba da se koristi u nekom postrojenju, zavisi od izabranog hidrauličkog kola.

3. Karakteristične veličine regulacionih ventila

Za izbor i pravilan rad regulacionih ventila, moraju biti poznate promene protoka pri bilo kom hodu ventila. Za opisivanje ovog odnosa uveden je niz karakterističnih veličina:

3.1. Hod ventila

Hod ventila predstavlja poziciju pečurke, merenu pravolinijski od zatvorenog položaja. Nominalni hod ventila je hod pn potpuno otvorenom ventilu, definišan za svaku seriju ventila i odgovara vrednosti datoj u katalogu proizvođača. Relativni hod ventila je odnos između hoda za određeni otvor i nominalnog hoda. Označavaju se na sledeći način:

• H.mm , hod ventila• Hl00,mm. nominalni hod ventila• H/H100,-, relativni hod ventila

3.2. Karakteristična veličina protoka (kv -vrednost) i odnos podešavanja ventila

Po definiciji se upravljački sistem završava neposredno iza pogonskog mehanizma. Na osnovu toga se može reći da je veličina podešavanja, koja predstavlja ulaznu veličinu regulacionog procesa, identična hodu ventila. Izlazne veličine regulacionog procesa se dobijaju preko protoka. On zavisi od otpora strujanju ventila pri standardnom prečniku i standardnom padu pntiska kroz ventil. Otpor strujanju zavisi od konstrukcije i izrade ventila. Iz ovog razloga može da se desi da se pri istim uslovima protok razlikuje kod ventila različitih proizvođača, pa čak i kod svakog pojedinačnog primerka istog proizvođača.

Ocenjivanje nekog ventila uslovljava se ustanovljavanjem stanja jednoobraznog strujanja, koje obuhvata i pad pntiska kroz ventil, kao i podatke o protočnom medijumu.

Slika 3.1 Predviđena i izmerena karakteristična krivaProtok pri ovim standardizovam uslovima naziva se karakteristični protok ventila, odnosno kv

-vrednost. Pritom je od posebnog značaja kv -vrednost pri potpuno otvorenom ventilu, tj. pri nominalnom hodu. Za seriju ventila nekog proizvođača razlikuju se predviđena i stvarna kv

-vrednost pojedinačnog primerka. koja se samo merenjem može utvrditi. Ova efektivna vrednost se označava sa kv100. Na slici 3.1 prikazana je zavisnost između kv -vrednosti i kvs -vrednosti. Tačne definicije glase:

• kv,m3/h. protok vode pri temperaturi između 5 i 30°C pri proizvoljnom, upravo posmatranom hodu ventila, i padu pritiska kroz ventil od 1op bar∆ =

• kvs, m3/h, predviđena kv-vrednost za neku seriju ventila pri nominalnom hodu H100 (kataloška vrednost za svaki tip ventila).

kvs – vrednost su klasifikovane prema DIN 323 i odgovaraju pojedinačnim nominalnim prečnicima prema tabeli 3.1. Vrednosti u prvoj koloni su standardne, a ostale su redukovane vrednosti, koje mogu biti različite od navedenih, a mogu biti i posebne po želji naručioca.

• Kv100, m3/h, kv-vrednost određenog ventila pri nominalnom hodu H100. Njeno odstupanje od zadate kvs-vrednosti ne srne iznositi više od ±10%.

• kv/kvs,-, relativna kv-vrednost.

Proizvođači isporučuju regulacione ventile sa raznim kv -vrednostima za svaki nominalni prečnik. Uobičajene kv-vrednosti se kreću između 0,25 i 500 m3/h.

Tabela 3.1 kvs-vrednosti za nominalne prečnike cevi [7]DN.mm kVs, m3/h15 4 2,5 1,6 1 0,63 0,4 0,25 0,16 0,120 6,3 4 2.525 10 6,3 432 16 10 6,340 25 16 1050 40 25 1665 63 40 2580 100 63 40100 160 100 63125 250 160 100

150 360 250 160

Karakter promene protoka kroz ventil u oblasti tačke zatvaranja ventila je od naročitog značaja za stabilnost sistema za regulaciju. Zato se još definiše:

• kvo, m3/h, predstavlja minimalan protok kroz ventil, a dobija se preko presečne tačke karakteristične krive sa predviđenom ky-vrednosti i ordinatne ose.

Sa slike 3.1 može da se vidi da je predviđena karakteristična kriva definisana određenim nagibom. Nagib izmerene karakteristične krive delimično odstupa od nagiba izmerene karaktenstične krive. Ovo odstupanje ne srne da prelazi određenu toleranciju minimalno u opsegu hoda između H10 i H100, tako da karakteristična kriva ne odstupa više od 30% od navedenog osnovnog oblika. J okolini tačke zatvaranja, od H0 do H10 ova tolerancija nagiba se kod većine ventila ne može ostvariti. Iz ovog razloga se još definiše:

• kvr,m3/h, najmanja kv-vrednost pri kojoj se još uvek ostvaruje tolerancija nagiba. Ova vrednost se kod trgovačkih ventila kreće između 1 i 3% kvs-vednosti.

• ln vs

vo

kn

k= ,-, karakteristika nagiba

kVr -vrednost se određuje grafičkim putem i predstavlja tačku sa maksimalnim odstupanjem.

Vrednosti kvs, kvo i kvr se dovode u korelaciju i pritom se dobijaju sledeće vrednosti:

vsvo

vo

kS

k=

vsV

Vr

kS

k=

gde su:• Sv0 - teorijski odnos podešavanja• Sv - stvarni odnos podešavanja

Uobičajene vrednosti odnosa podešavanja se kreću između 25 i 50. Veliki odnos podešavanja kazuje da se nagib karakteristične krive može održati pri širem opsegu hoda ventila. Stoje veći odnos podešavanja, to je povoljnija stabilnost regulacije. Stabilnost regulacije zavisi, između

ostalog, od nagiba karakteristične krive. Na slikama 3.3 i 3.4 prikazane su karaktenstične krive za

različite odnose podešavanja. Slika 3.3 Istoprocentna karakteristična kriva sa odnosom podešavanja 40:1 [4]

3.3. Zapreminski protok i nominalni prečnik

Pod zapreminskim protokom podrazumeva se onaj protok koji je neophodan za određivanje nominalne snage proizvođača toplote. Ova vrednost je merodavna za proračun ventila i za slučaj primene razdelnog ventila u sistemima za grejanje određuje se prema sledećoj jednačini:

3100 , /NQV m h

c ϑ ρ=

⋅∆ ⋅gde su:

V100, m3/h, zapreminski protok medijumaQN, kW, nominalna snaga proizvođača toplotec, kJ/(kg-K), specifični toplotni kapacitet medijuma

ϑ∆ , K , temperaturska razlikaρ , kg/m3. gustina protočnog medijuma

Nominalni prečnik je veličina kojom se označavaju cevovodi. Veličine ventila odgovaraju ISO 6708, prema kojem su nominalni prečnici dati kao u tabeli 3.2. Ovi prećnici su štandardizovani Širom sveta i označavaju unutrašnji prečnik cevi.

Tabela 3.2 Nominalni prečnici prema JUS C.B6.005DN, mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150DN," 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4 5 6

3.4. Proračun kv -vrednosti za zadato strujanje

U nekom hidrauličkom kolu, ugrađeni regulacioni ventil se obično ne opstrujava pri uslovima koji su usvojeni pri njegovom izboru. Pad pritiska kroz ventil nije jednak 1 bar, medijum ne mora da bude voda, a pogotovo ne mora da bude na temperaturi između 5 i 30°C, što znači da protočni medijum ima drugačiju gustinu od one zahtevane jednoobraznim uslovima.

Pri proticanju kroz neko suženje nastaju gubici pritiska p∆ , koji su proporcionalni kvadratu zapreminskog protoka i gustini medijuma:

Za strujanje kroz isto suženje pri utvrđenim jednoobraznim uslovima sledi:

Deljenjem ovih jednačina dobija se izraz za proračun ky -vrednosti:

Ako je protočni medijum voda, izraz se može dodatno uprostiti, pošto se gustina ρ neznatno

razlikuje od gustine oρ

Ove jednačine omogućavaju da se neko proizvoljno strujanje preračuna u strujanje pri jednoobraznim uslovima i obrnuto.

Kod gasova se umesto zapreminskog posmatra maseni protok zbog kompresibilnosti medijuma. Povećanjem pada pritiska raste i maseni protok, sve dok se ne dostigne kritični pad pritiska, a od tada maseni protok ostaje konstantan. Jednačina za kritični pad pntiska glasi:

3.5. Maksimalna dozvoljena temperatura medijuma

Dozvoljena temperatura medijuma data je odgovarajućim podacima u katalogu proizvođača ventila. Dozvoljeni opseg temperatura zavisi u suštini od materijala ventila. Međutim, taj opseg može biti i širi kada je dovoljno da se od visoke temperature zaštite zaptivač i pogonski mehanizam. U takvim slučajevima vrši se orebravanje. Pri temperaturama medijuma koje su bliske tački očvršćavanja. postoji opasnost da se vreteno ventila zamrzne. Zamrznuto vreteno može u vrlo kratkom roku da uništi zaptivač. Zbog toga se za određene tipove ventila nudi zaptivač sa rezervoarom glicerina. To je mala posuda na vretenu ventila, koja se pri puštanju u rad puni glicerinom i time štiti vreteno od zamrzavanja do temperature -10°C, pa i niže.

3.6. Nominalni pritisak i dozvoljeni radni pritisak

Maksimalni pritisak, pri kojem se ventil srne upotrebiti, označava se kao nominalni pritisak. Kod materijala od gvožđa, za temperaturski opseg od -10 do 120°C, on odgovara dozvoljenom radnom pritisku. Nominalni pritisci su standardizovani prema tabeli 3.3.

• p, bar, nominalni pritisak

Tabela 3.3 Nominalni pritisci prema JUS C.B6.006PN, bar 2,5 6 10 16 25 40

Dozvoljeni radni pritisak je maksimalni pritisak pri radu koji deluje na regulacioni element. On zavisi od materijala ventila i temperature medijuma. Dozvoljeni radni pritisci su standardizovani prema

promeni radne temperature. Nominalni pritisak koji je dozvoljen za neku temperaturu uzima se iz kataloga proizvođača.

• Pdoz,, bar, dozvoljeni radni pritisak

3.7. Pad pritiska kroz ventil i pritisak zatvaranja

Pad pritiska kroz ventil zavisi od protoka, odnosno hoda ventila. Pritisak zatvaranja označava pad pntiska kroz ventil, pri kojem ventil još uvek može bezbedno da se zatvori.

• 100Vp∆ ,bar, pad pritiska pri potpuno otvorenom ventilu

• 0Vp∆ ,bar. pad pritiska pn potpuno zatvorenom ventilu

• Sp∆ ,bar, pritisak zatvaranja

3.8. Gubici usled nezaptivenosti na sedištu

Gubici usled nezaptivenosti na sedištu daju se u procentima kVS -vrednosti. Oni zavise od tolerancija sedišta i pečurke ventila, kao i pritisne sile pogonskog mehanizma. Ventili sa gubitkom usled nezaptivenosti do 0,05% od kvs -vrednosti smatraju se zaptivenim. Kod razdelnog ventila se zahteva zaptivenost regulacionog otvora A, dok se za by-pass otvor B retko zahteva takva zaptivenost. U tabeli 3.4 dati su po klasama maksimalni gubici usled nezaptivenosti na sedištu.

4. Karakteristične krive

4.1. Osnovni teorijski oblici karakteristične krive

Osnovni oblik karakteristične krive predstavlja matematičko opisivanje jedne Čisto teorijske karakteristične krive. Načelno su mogući svi proizvoljni oblici karakteristične krive. U oblasti grejne i klimatizacione tehnike se iz praktičnih iskustava i težnje ka što racionalnijoj izradi, izrađuju samo standardni oblici. Najčešći standardni oblici su:

• linearna karakteristična kriva• istoprocentna karakteristična kriva

4.1.1. Linearna karakteristična kriva

Slika 4.1 Teorijski oblik linearne karakteristične krive

Prema definiciji linearne karakteristične krive, nekoj promeni hoda ventila odgovara ista promena kv-vrednosti. Na primer, pri promeni hoda sa 20 na 40% menja se kv/kvs -vrednost sa 0,215 na 0,411 što odgovara promeni od 0,196. Promena hoda sa 60 na 80% ima isto tako promenu kv/kvs

-vrednosti od 0,196 tj. sa 0,607 na 0,803. Na slici 4.1 je prikazana ova karakteristična kriva. Unošenjem ove krive u linearan koordinatni sistem dobija se prava linija.

U presečnoj tački linearne karakteristične knve sa ordinatnom osom dobija se kvo -vrednost, koja iznosi 0,01 do 0,02 odnosno 1 do 2%. Ovim se prikazuje teoretska minimalna otvorenost ventila, koja potiče od tolerancija pri obradi sedišta i pečurke ventila.

4.1.2. Istoprocentna karakteristična kriva

Slika 4.2 Teorijski oblik istoprocentne karakteristične krive

Istoprocentna karakteristična kriva se definiše tako da istoj promeni hoda ventila odgovara ista procentualna promena pojedine kv -vrednosti. Na primer, pri promeni hoda ventila sa 20 na 40%. kv/kvs-vrednost se menja sa 0,085 na 0,159 što odgovara promeni od 0,074 odnosno 87%. Promeni hoda ventila sa 60 na 80% odgovara promena kv/kvs -vrednosti od 0,26 tj. sa 0,30 na 0,56 što takođe iznosi 87%. Na slici 4.2 je prikazana takva karakteristična kriva. Unošenjem ove krive u linearni koordinatni sistem dobija se parabola, dok se unošenjem u koordinatni sistem sa logaritamskom podelom dobija prava linija.

4.1.3. Istoprocentno-linearna karakteristična kriva

Ovde se načelno radi o istoprocentnoj karakterističnoj krivoj sa faktorom nagiba ngl=3 i pritom pripadajućoj kvo -vrednosti od 5%. Da bi se ispravio nedostatak relativno malog odnosa podešavanja zbog velike kVo -vrednosti. kod ovog tipa karakteristične krive se donji opseg od 0 do 33% linearizuje. Time postaje moguće da se kvo -vrednost smanji na 1 do 2% kao kod linearne karakteristične krive. Na slici 4.3 je prikazana takva karakteristična kriva.

Slika 4.3 Teorijski oblik istoprocentno-linearne karaktenstične knve

4.2. Osnovni stvarni oblici karakteristične krive

Osnovnom karakterističnom krivom se označava stvarna karakteristična kriva nekog ventila, tj. efektivni odnos između hoda ventila i protoka pri konstantnom padu pritiska kroz ventil od 1 bar. Osnovna karaktenstična knva srne da odstupa, iz proizvodnih razloga, samo unutar definisanih granica teorijske karakteristične krive, kao što je prikazano na slici 4.4.

Odnos hoda ventila prema protoku može se podesiti prilagođavanjem proporcionalnosti pogonskog mehanizma. Takva prilagođavanja mogu da se izvedu pomoću bregaste ploče u pogonskom mehanizmu, preko odgovarajućeg profilisanja pečurke ventila i pomoću linearizovanja regulacionog signala kod elektronskih sistema. Povećana odstupanja karakteristične krive od osnovnog teonjskog oblika u okolini tačke zatvaranja ventila naznačuju se kvr-vrednostima.

4.2.1. Osnovne karakteristične krive kod protočnih ventila

Slika 4.4. pokazuje stvarne i teorijske karakteristične krive kod protočnih ventila.

Slika 4.4 Odstupanje stvarne karakteristične krive od teorijskog oblika [5]

4.2.2. Osnovne karakteristične krive kod trokrakih ventila

Ukupan protok kod trokrakih ventila sastoji se od dva dela: struje kroz regulacioni otvor i struje kroz by-pass otvor. Ukupan zapreminski protok veoma zavisi od karakteristike ventila Pv.

Protok u regulacionom otvoru A, načelno se menja obrnuto proporcionalno protoku kroz by-pass otvor B. Za regulacioni i by-pass otvor moguće su proizvoljne karakteristične krive. Na slici 4.5 prikazane su četiri najčešće kombinacije.

Slika 4.5 Najčešće kombinacije karakterističnih krivih

4.3. Radna karakteristična kriva - karakteristika ventila

4.3.1. Odstupanje radne karakteristične krive od osnovnog oblika

U nekom hidrauličkom kolu, tj. u nekoj mreži sa proizvođačem toplote, pumpom, cevnom mrežom, prenosnikom toplote i armaturom, ventil se ugrađuje sa određenom osnovnom karakterističnom krivom. Pri tome pad pritiska kroz ventil ni u kom slučaju nije jednak nominalnom pritisku od 1 bar, već je pad pritiska kroz ventil deo ukupnog pada pritiska u ovom kolu, kojem pumpa stoji na raspolaganju.

Posmatranjem rada pumpi može da se ustanovi da se gubici pritiska u pumpi i mreži menjaju približno kvadratno sa protokom. Ovo takođe važi i za pad pritiska kroz ventil. Zbog ove okolnosti, da bi važila osnovna karakteristična kriva, uslov je da bude nepromenljiv pad pritiska preko celokupnog opsega hoda ventila. Usled zavisnosti protoka od hoda i promene pada pritiska kroz ventil, radna karakteristična kriva prilično odstupa od osnovne karakteristične krive.

4.3.2. Radna karakteristična kriva trokrakih ventila

Kod trokrakih ventila ukupan pad pritiska se ne menja kao kod protočnih ventila. U ovom primeru se posmatraju zavisnosti u okviru nekog kružnog kola sa razdelnim ventilom. Kod trokrakih ventila odnos između hoda ventila i pritiska pumpe ne zavisi u istoj meri kao kod protočnih ventila. Odnosi mogu da se predstave svaki sa po jednom jednačinom pri potpuno otvorenom i potpuno zatvorenom ventilu.

Slika 4.6 Osnovno hidrauličko kolo sa trokrakim regulacionim ventilom

Pri potpuno otvorenom ventilu (V100) je regulaciona grana merodavna za pad pritiska. U by-pass grani nema protoka, pa samim tim ni pada pritiska, što za posledicu ima da na by-pass otvoru B vlada isti pritisak kao u mesnoj tački M {slika 4.6a). Ukupan pad pritiska može da se predstavi jednačinom:

gde su:

• ukp∆ , bar, ukupni pad pritiska

• AVABp −∆ , bar, pad pritiska kroz ventil

• Cp∆ , bar, pad pritiska kroz cevovod (regulacionu granu)

• PTp∆ , bar, pad pritiska kroz potrošač toplote

Pri potpuno zatvorenom ventilu (V0) je by-pass grana merodavna za pad pritiska. Ovde važi slično kao pri hodu H100, tj. na regulacionom otvoru A vlada isti pritisak kao u mesnoj tački M (slika 4.6b). Ukupan pad pritiska može da se predstavi jednačinom:

gde su:

• ukp∆ , bar, ukupni pad pritiska

• AVABp −∆ , bar, pad pritiska kroz ventil

• Cp∆ , bar, pad pritiska kroz cevovod (by-pass granu)

• PVp∆ , bar, pad pritiska kroz prigušni ventil

Odavde može da se vidi, da pri hodu Hn u trokrakom ventilu ne vlada više pritisak pumpe Po, jer u svakom slučaju postoji neki protok kroz by-pass ili regulacioni otvor. Kod pravilno uravnoteženog postrojenja, pad pritiska u grani AB-A-M mora biti isti kao u grani AB-B-M, pa se zato ova vrednost koristi za proračun karakteristike ventila. Da bi se ostvario uslov istih protoka u obe grane, u by-pass grani se ugrađuje prigušni ventil.

Odnos pada pritiska kroz ventil i ukupnog pada pritiska zove se karakteristika ventila:

Kao sledeće se razmatraju odnosi u zavisnosti od ukupnog protoka. Za kola sa trokrakim ventilima postoji još jedan zahtev, da isti protoci budu kroz oba otvora za celokupan opseg hoda ventila. Jednačina glasi:

gde su:

• ( ) hmHVuk /, 3, ukupan protok kroz ventil (protok kroz otvor AB)

• ( ) hmHVA /, 3 , protok kroz otvor A ventila

• ( ) hmHVB /, 3 , protok kroz otvor B ventila

Sledeća posmatranja tri najčešće korišćena izvođenja ventila pokazuju u kolikoj meri ovaj zahtev može da bude održan, nakon što su ispunjeni prethodno pomenuti uslovi da se postignu identične karakteristične krive u obe grane cevovoda. U sledećim posmatranjima polaziće se uvek od jednakih odnosa podešavanja za oba otvora.

Sledeće slike pokazuju osnovne karakteristične krive odgovarajućeg tipa ventila, protok kroz oba otvora, kao i ukupan protok za tri karakteristike ventila Pv=0,3, Pv=0,5 i Pv=0,9:

a) Identične kVs -vrednosti za oba otvora, istoprocentna karakteristična kriva, otvor B je komplementaran

Kod ovog tipa ventila se jasno vidi da je ukupni protok, koji zavisi od karakteristike ventila Pv, znatno veći od V100 (slika 4.7). Kod ove konstrukcije ventila postoje povoljni odnosi samo u okolini PV=1.

Slika 4.7 Uticaj karakteristike ventila na ukupan protok [5]

b) Različite kvs -vrednosti za oba otvora, istoprocentna karaktenstična kriva, otvor B je komplementaran

Slika 4.8 Uticaj karakteristike ventila na ukupan protok [5]

Većina ovakvih ventila ima u otvoru B kvs-vrednost koja iznosi oko 70% kvs-vrednosti u otvoru A. Kod ovog tipa ventila ukupni protok, koji zavisi od karaktenstike ventila PV, može da bude veći ili manji od V100 (slika 4.8). Kod ovakve konstrukcije ventila postoje povoljni odnosi u okolini Pv=0,5.

c) Identične kvs -vrednosti za oba otvora, istoprocentna karakteristična knva za otvor A, linearna karakteristična kriva za otvor B, otvor B je komplementaran

5. Izbor trokrakog regulacionog ventila

Regulacioni ventil je u isto vreme element procesne opreme, koji mora da se projektuje zajedno sa vodovima, pumpama, aparatima i uređajima na koje se priključuje, i element regulacionog kola, koji mora da zadovoljava uslove regulacije i da po karakteristikama odgovara dinamici procesa, karakteristikama memog instrumenta i karakteristikama regulatora i pogonskog mehanizma. Zbog toga je proračun i izbor ventila relativno složen proces usko vezan za projektovanje procesa, opreme i merno-regulacinog sistema. Postupak pri izboru regulacionog ventila može da se podeli u nekoliko koraka:

• određivanje nominalnog prečnika

• proračun kv-vrednosti• izbor tipa pečurke• izbor kvs -vrednosti• izbor karakteristične krive• izbor nominalnog pritiska i materijala kućišta• izbor zaptivača vretena• određivanje serije ventila• izbor pogonskog mehanizma

5.1. Određivanje nominalnog prečnika

Nominalni prečnik se određuje preko brzine strujanja na ulazu u armaturu. Preporučene brzine strujanja su:

• za tečnosti 2,5 m/s• za gasove 20 m/s• za suvozasićenu vodenu paru 25 m/s• za pregrejanu vodenu paru 50 m/s

Jednaćina za izračunavanje zapreminskog protoka glasi

Sređivanjem jedinica dobija se jednačina za izračunavanje nominalnog prečnika:

gde su:• Du,mm. unutrašnji prečnik cevi• V, m3 /h, ukupni zapreminski protok medijuma• w, m/s, brzina strujanja medijuma

Bira se prvi veći nominalni prečnik.

5.2. Proračun kv -vrednosti

Za proračun kv -vrednosti potrebni su radni podaci. U tabeli 5.1 date su jedna čine za proračun kv-vrednosti.

Tabela 5.1 Jednačine za proračun

gde su:• V, m3/h, ukupan zapreminski protok tečnosti • ps-, bar, pritisak zasićenja• ρ , kg/m3, gustina tečnosti• p∆ , bar, pad pritiska kroz ventil• Gs, kg/h, maseni protok suvozasićene pare• p1, bar, pritisak na ulazu u armature• p2, bar, pritisak na izlazu iz armature• G, kg/h, maseni protok pregrejane pare• V2, m3/kg, specifična zapremina pregrejane pare na pritisku p2 i temperaturi T1

• V`, m3/kg, specifična zapremina pregrejane pare na pritisku p1/2 i temperaturi T1

• VN, m3/h, zapreminski protok gasa pri normalnim uslovima (T=273 K, p= 101325 Pa)• T, K, temperatura gasa na ulazu u armaturu

5.3. Izbor tipa pečurke

Izbor tipa pečurke zavisi od toga da li je ventil mešački ili razdelni. One mogu biti različito izvedene, a najčešće su sledeće:

• mesna pečurka (slika 5.1)• mesna pečurka sa zaptivačem od mekog materijala (slika 5.2)• razdelna pečurka (slika 5.3)

Me š na pečurka – koristi se za mešanje dve struje (standardno izvođenje)

Slika 5.1 Mešna pečurka

Mešna pečurka sa zaptivačem od mekog materijala – koristi se: za mešanje dve struje do 250°C

Razdelna pečurka - razdeljuje jednu struju medijuma u dve struje

Slika 5.3 Razdelna pečurka

Izvođenje sedišta i pečurke određuje kvs -vrednost i oblik karakteristične krive, kao i propustljivost na sedištu ventila. Sedište i pečurka se izrađuju od Čelika otpornih na koroziju. Ovi elementi se oblažu zbog velikih opterećenja, tj. zbog pada pritiska, kavitacije, naglog pokretanja i mogućeg prisustva čvrstih čestica u medijumu.

5.4. Izbor kVs -vrednosti

Iz tabele 5.2 se biraju kvs -vrednosti na osnovu proračunate kv -vrednosti, odnosno prva veća vrednost. Posebno su date vrednosti za mesnu i razdelnu pečurku, kao i dimenzije sedišta i hod ventila. Pri izboru regulacionog ventila poželjno je proveriti minimalnu radnu tačku. Za dobru kontrolu, minimalna kvs -vrednost ne srne biti manja od odnosa podešavanja pečurke.Tabela 5.2 kvs-vrednosti trokrakih ventila tipa BR 450 / 451 i BR 423 / 463 [4]

5.5. Izbor karakteristične krive

Linearna karakteristična kriva (slika 5.4) se upotrebljava ako se pad pritiska na regulacionoj armaturi ne menja, tj. ne zavisi od hoda ventila. Ako se pak promenom hoda ventila menja pad pritiska, bira se istoprocentna karakteristična kriva (slika 5.5). Izbor linearne ili istoprocentne karakteristične knve zavisi od karakteristika procesa i od veličine promena opterećenja. Uopšteno može da se kaže da kod linearnih procesa i malih promena opterećenja, odnosno protoka kroz ventil, treba izabrati linearnu karakterističnu krivu. Kod nelinearnih procesa i velikih promena opterećenja, bolje je izabrati istoprocentnu karakterističnu krivu, kod koje sa povećanjem opterećenja raste i osetljivost

Deblje izvučena istoprocentna karakteristična kriva je u praksi industrijskih uređaja proverena karakteristična kriva, koja se stalno vodi na nulu. Ova karakteristična kriva dozvoljava takođe i pri kapacitetu ispod 5% upotrebljivu regulaciju, sve dok se regulaciona garnitura ne ošteti stranim telom. Ukoliko se izričito ne zahteva, regulacioni ventili se isporučuju sa približnom karakterističnom krivom.

5.6. Izbor nominalnog pritiska i materijala kućišta

Nominalni pritisak i materijal kućišta se biraju na osnovu:• maksimalnog radnog pritiska• maksimalne radne temperature• mehaničke i hemijske čvrstoće materijala

Matenjal kućišta mora da se izabere tako da zadovoljava mehaničku i hemijsku čvrstoću. Zbog uticaja radne temperature menja se Čvrstoća materijala, pa se zbog toga vrše poboljšanja određenim legurama. Tako se pri visokim temperaturama koriste čelici otporni na toplotu.

5.7. Izbor zaptivanja vretena

Pogodno zaptivanje vretena se bira na osnovu• maksimalnog radnog pritiska• maksimalne radne temperature• otpornosti zaptivača prema medijumu

Kod termalnih ulja se isključivo upotrebljava zaptivač u obliku meha sa sigurnosnom zaptivnom čaurom.

5.8. Određivanje serije ventila

Serija ventila zavisi od sile na pečurki, kao i neophodnog hoda pečurke. Izračunavanje sile na pečurki se vrši pomoću jednačine:

gde su:

• regF , kN, sila na pečurki pri regulaciji

• maxF , kN, maksimalna sila na pečurki

• regp∆ , bar, pad pritiska preko pečurke pri regulaciji

• maxp∆ , bar, maksimalan pad pritiska preko pečurke

• As, mm2, površina sedišta

• Fµ , kN, sila trenja na vretenu

Sila trenja na vretenu se izračunava prema jednačini:

gde su:• dv, mm, prečnik vretena• Hµ ,-, trenje klizanja

Pogonski mehanizam treba da se izabere tako da može da savlada maksimalnu silu na ventilu. Princip rada i osobine pogonskih mehanizama su opisane u poglavlju 5.9. Dinamičke sile na pečurki nisu uzete u obzir pri proračunu.

Kod regulacionih ventila sa nastrujavanjem na pečurku, mora se zbog dinamičkih sila kod tečnosti uzeti u obzir još i dužina cevovoda, odnosno brzina strujanja.

5.9. Izbor pogonskog mehanizma i određivanje vremena regulisanja

Pogonski mehanizmi pretvaraju upravljački signal, koji dolazi od npr. pozicionog regulatora, u podizanje, odnosno spuštanje pečurke ventila. Pogonski mehanizmi koji se isporučuju uz ventile su pneumatski, električni, elektrohidraulički, a mogu da budu i kombinovani sa ručnim pogonom.

Za pneumatsko ili elektropneumatsko upravljanje koriste se pneumatski pogonski mehanizmi. Tu se radi o membranskom pogonskom mehanizmu sa pokretnom membranom i oprugama. Ovi mehanizmi se odlikuju malom konstruktivnom visinom, velikom silom podešavanja, kao i velikom brzinom upravljanja.

Pneumatski pogonski mehanizmi se isporučuju sa raznim opsezima radnog pntiska. Razvijeni su za radne pritiske do bar i ostvaruju minimalno trenje na vretenu. Oni su pogodni za upotrebu u eksplozivnim sredinama i imaju konstrukcijom uslovljen sigurnosni položaj. Pri kvaru, ili nestanku energije za pokretanje, regulacioni ventil se u potpunost zatvara ili otvara, tj. zatvara u potpunosti otvor A ili otvor B. Neki pneumatski pogonski mehanizmi omogućuju neposrednu dogradnju pozicionog regulatora ili davača graničnog impulsa. Pneumatski pogonski mehanizmi se mogu opremiti i dodatnim ručnim pogonom.

6. Primeri izbora trokrakog regulacionog ventila

Primer 6.1: Izvršiti izbor trokrakog regulacionog ventila u sistemu toplovodnog grejanja ako su dati sledeći radni podaci:

• snaga proizvođača toplote: Q = 25 kW• temperaturska razlika medijuma u razvodnom i povratnom vodu: ϑ∆ = 15 °C

• pad pritiska kroz ventil: Vp∆ = 0,2 bar.

Rešenje:

Nominalni zapreminski protok je:

gde je:

• c = 4186 J

kg K⋅ - specifični toplotni kapacitet vode (usvojena vrednost)

• p = 1000 3

kg

m, gustina vode (usvojena vrednost)

Zbog malog odstupanja za inženjerske potrebe dovoljno je uzeti ove vrednosti.

Prečnik cevovoda je:

gde je:

• w = 2m

s, usvojena brzina strujanja medijuma

Karakteristična veličina protoka je:

Treba usvojiti prvu veću standardnu karakterističnu veličinu protoka kvs iz tabele proizvođača, tako da ona odgovara nominalnom prečniku. Može se usvojiti i neka od redukovanih karakterističnih veličina protoka, ukoliko ih proizvođač nudi. U tabeli 6.1 date su karakteristične vrednosti ventila tipa BR 485.

Standardna vrednost kvs = 4 m3/h odgovara nominalnom prečniku DN 15, a redukovana odgovara nominalnom prečniku DN 20. Pojedini proizvođači predlažu da se izračunata kv -vrednost uveća za 10 do 30% zbog tolerancija samog procesa, odnosno protoka. Takođe pojedini proizvođači preporučuju da je bolje izabrati premali nego preveliki ventil, da ne bi češće radio u donjem opsegu hoda, čak i po cenu toga da manji broj dana u godini ventil ne zadovoljava potrebe za količinom toplote koja je potrebna potrošaču. Za ovaj slučaj ukoliko se izabere ventil sa linearnom karakterističnom krivom hod ventila pri regulaciji bi bio 80,14%, a ukoliko se izabere ventil sa istoprocentnom karakterističnom krivom hod ventila pri regulaciji bi bio 94,6%. Ako bi se usvojio ventil sa standardnom vrednošću od 6,3 m3/h, hod ventila bi bio 50,2% za linearnu karakterističnu krivu, odnosno 83,24% za istoprocentnu, što je manje povoljno. Prečnik ventila ne utiče na regulaciju, pa se bira ventil DN 15 sa kvs = 4 m3/h. Potrebna sila pogonskog mehanizma iznosi 300 N.

Iz kataloga proizvođača [4] bira se ventil:ARI BR 485, DN 15, materijal kućišta je sivi liv, nominalni pritisak je PN 16, spajanje na cevovod može biti pomoću navoja ili prirubnicom, a pogonski mehanizam raspolaže silom od 0,85 kN.

Iz kataloga proizvođača [7] bira se ventil:

LDM RV 111 R 3311 16/130-15 , prečnika DN 15, nominalni pritisak je PN 16, materijal kućišta je sivi liv, spajanje na cevovod može biti pomoću navoja ili prirubnica, ili zavarivanjem, a pogonski mehanizmi koje nudi proizvođač su LDM, odnosno Siemens (Landis & Staefa) koji raspolažu silom od 0,3 kN.

Stvarna brzina strujanja iznosi

Primer 6.2: Izvršiti izbor trokrakog regulacionog ventila u sistemu toplovodnog grejanja ako su dati sledeći radni podaci:

• temperatura radnog medijuma: t = 90 °C• pritisak koji vlada u sistemu: p = 6 bar

• natpritisak koji ostvaruje pumpa: pp∆ = 0,35 bar

• pad pritiska kroz potrošač toplote: PoTp∆ = 0,2 bar

• pad pritiska kroz cevovod: cp∆ = 0,1 bar

• nominalni zapreminski protok: V = 5 m3/h

Rešenje:

Pad pntiska koji pumpa treba da savlada je:

Karakteristična veličina protoka iznosi:

Standardna karakteristična veličina protoka se može uzeti za 10 do 30% veća od izračunate:

Prečnik cevovoda je

gde je:

• w = 2 m

s, usvojena brzina strujanja medijuma

Iz tabele 6.1 usvaja se kvs -vrednost od 25 m3/h, koja odgovara nominalnom prečniku DN 40, dok kao redukovana vrednost odgovara nominalnom prečniku DN 50, Što je prevelika vrednost, jer se za nju dobijaju premale brzine strujanja medijuma. Potrebna sila pogonskog mehanizma iznosi 300 N.

Iz kataloga proizvođača [4] bira se ventil:ARI BR 485, DN 40, materijal kućišta je sivi liv, nominalni pritisak je PN 16, spajanje na cevovod može biti pomoću navoja ili prirubnicom, a pogonski mehanizam raspolaže silom od 0,85 kN.

Iz kataloga proizvođača [7] bira se ventil:LDM RV 111 R 3311 16/130-40 , prečnika DN 15, nominalni pritisak je PN 16, materijal kućišta je sivi liv, spajanje na cevovod može biti pomoću navoja ili prirubnica, ili zavarivanjem, a pogonski

mehanizmi koje nudi proizvođač su LDM, odnosno Siemens (Landis & Staefa) koji raspolažu silom od 0,3 kN.

Stvarna brzina strujanja iznosi:

Primer 6.3: Izvršiti izbor trokrakog regulacionog ventila ako je protočni medijum suvozasićena vodena para i ako su dati sledeći radni podaci:

• snaga proizvođača toplote: Q = 132 kW• pritisak suvozasićene vodene pare: p = 3,2 bar

• pad pritiska kroz ventil: Vp∆ = 0,2 bar

Rešenje:

Maseni protok suvozasićene vodene pare je:

gde je:

• r = 2157 kJ

kg, toplota promene faze na pritisku zasićenja p = 3,2 bar

Prečnik cevovoda je:

gde je:

• v = 0,5701 3m

kg specifična zapremina suvozasićene vodene pare

• w = 30 m

s, preporučena brzina strujanja suvozasićene vodene pare

Karakteristična veličina protoka iznosi:

Prva veća standardna karaktenstična veličina protoka iznosi kvs= 16 m3/h. Njoj odgovara nominalni prečnik DN 32, a kao redukovanoj vrednosti odgovara joj prečnik DN 40. Kako je prečnik DN 32 premali zbog prevelike brzine strujanja, bira se prečnik ventila DN 40. Standardna karakteristična vrednost za nominalni prečnik DN 40 je kvs = 25 m3/h, međutim za nju bi hod pri regulaciji iznosio 47,48% za linearnu karakterističnu krivu, a 81,9% za istoprocentnu, što nije povoljno. Za redukovanu vrednost kvs = 16 rn3/h pri istom nominalnom prečniku DN 40, hod pn regulaciji iznosi 75,23% za linearnu, odnosno 93,06% za istoprocentnu karakterističnu krivu, pa se usvaja ova vrednost. U ovom slučaju zbog više radne temperature treba izabrati sferoidni gvozdeni liv za materijal kućišta. Potrebna sila pogonskog mehanizma iznosi 529 N.

Iz kataloga proizvođača [4] bira se ventil:ARI BR 450, DN 40, materijal kućišta je sferoidni gvozdeni liv, nominalni pritisak je PN 16, spajanje na cevovod je pomoću prirubnica, a pogonski mehanizam raspolaže silom od 2,2 kN.

Iz kataloga proizvođača [7] bira se ventil:

LDM RV 214 ECI 1413 L1 16/220-40 . prečnika DN 15. nominalni pritisak je PN 16. materijal kućišta je sferoidni gvozdeni liv, spajanje na cevovod je pomoću pnrubnica, a pogonski mehanizmi koje nudi proizvođač raspolažu silom od 1 kN, od vise proizvođača.

Stvarne brzine strujanja iznose 27.74 m/s na ulazu, odnosno 29.65 m/s na izlazu iz armature.

7. Rukovanje, montaža i puštanje u rad

7.1. Rukovanje

7.1.1. Skladištenje

Skladištenje treba da bude na suvom i čistom mestu. a temperatura u skladištu treba da bude između -20 i 65°C. Prevlaka ventila je osnovna boja koja služi za zaštitu od korozije pri transportu i skladištenju i ne srne da se ošteti. U vlažnim prostorijama neophodno je sredstvo za sušenje, odnosno grejanje, radi sprečavanja kondenzacije.

7.1.2. Transport

Temperatura pn transportu treba da bude između -20 i 65C. Ventil treba da se zaštiti od spoljašnjih sila kao što su udar ili vibracije. Prevlaka ventila ne srne da se ošteti.

7.1.3. Rukovanje pre montaže

Ukoliko su na pnrubnicama zaštitne kape, njih treba skinuti pre ugradnje. Potrebna je zaštita od atmosferskog uticaja kao što je vlažnost. U tom slučaju neophodno je sredstvo za sušenje. Pravilnim rukovanjem treba da se spreče moguća oštećenja.

7.2. Montaža ventila i priključci

7.2.1. Ugradnja regulacionog ventila

Pri ugradnji regulacionog ventila mora da se vodi računa o sledećem:

• potreban prostor pri ugradnjiMesto za ugradnju treba da bude pristupačno. Na tom mestu mora da postoji dovoljno prostora za održavanje i da može da se otvori poklopac pogonskog mehanizma.

• čišćenje cevovodaDa bi se garantovalo dobro pnključenje regulacionog ventila, potrebno je da se cevovod ispere pre montaže. Ovim se sprečava da nečistoća, kao što su rđa, okalina ili zrnce vara, ošteti sedište, odnosno pečurku ventila. Da bi se ventil zaštitio od zaprtjanja, ispred njega na cevovod treba da se instalira odvajač nečistoća.

• pravac strujanja

Kod mešnih ventila je izlaz obeležen sa AB, dok je kod razdelmh ventila ulaz obeležen saAB.

• položaj pri ugradnji

Položaji ventila koji su mogući (slika 7.1) pri ugradnji su:1. vertikalni ugradm položaj sa pogonskim mehanizmom okrenutim nagore2. vodoravni ugradni položaj

U tabeli 7.1 su date dozvoljene mase pogonskog mehanizma pri vodoravnom ugradnom položaju regulacionog ventila bez dodatnog oslonca

Tabela 7.1 Dozvoljene mase pogonskog mehanizma pri vodoravnom ugradnom položaju [4]DN, mm 15÷32 40÷65 80÷100 125÷150mdoz, kg 20 25 35 40

• naprezanje tela ventila

Pogodnim merama moraju da se spreče moguće zatezne i pritisne sile na telo ventila.

• postavljanje cevovoda

Za besprekoran rad regulacionog ventila potrebno je da ispred njega bude prav cevovod u dužini većoj od petostrukog nominalnog prečnika, a na toj deonici ne srne da bude grananja cevovoda i strujanje treba da ostane neporemećeno. Iza ventila cevovod treba da bude takođe prav i duži od desetostrukog nominalnog prečnika, a da na njemu nema grananja cevovoda i da je strujanje neporemećeno.

• zaštita od toplote

Da bi se pogonski mehanizam zaštitio od previsoke temperature potrebno je da se cevovod izoluje. To treba da se učini pre prvog puštanja u rad.

7.2.2. Montaža pogonskog mehanizma

Pogonski mehanizam je obično već montiran i postavljen na ventil. Pri zameni, rekonstrukciji ili okretanju pogonskog mehanizma, treba da se pročita uputstvo za rukovanje pogonskim mehanizmom. Kod ventila sa zaptivačem u obliku meha ne srne da se okreće vreteno ventila da ne bi došlo do oštećenja zaptivača. Pri demontaži pogonskog mehanizma može da se desi da vreteno ventila bude potisnuto na gore usled pritiska medijuma.

7.2.3. Električni priključak

Električni priključak treba da bude izveden prema uputstvu za rukovanje pogonskim mehanizmom. Treba da se vodi računa o bezbednosnim propisima za električne priključke. Pre priključivanja treba da se uporede vrsta, napon i frekvencija električne struje sa onim podacima koji se nalaze na pločici sa oznakom tipa.

7.2.4. Pneumatski priključak

Za svaki pneumatski pogonski mehanizam treba da se predvidi reduktor pntiska, da bi se izbegao obostrani uticaj pogona. Stvaranje kondenzata mora da se izbegne, pa se zbog toga upotrebljava osušeni kompnmovani vazduh. Posebni pozicioni regulaton zahtevaju suvi vazduh sa odstranjenim uljem.

7.3. Puštanje u rad

Regulacioni ventili su već podešeni za rad i bili su podvrgnuti ispitivanju funkcionalnosti. Zato dodatno podešavanje pogonskog mehanizma nije potrebno. Pn puštanju u rad treba izvršiti sledeće:

• ispitivanje zaptivenosti vretena• ispitivanje parametara regulacionog ventila• ispitivanje regulacije

7.3.1. Ispitivanje zaptivenosti vretena

Kod zaptivača vretena od čistog grafita može da bude neophodno pritezanje presovane zaptivke. Svi ostali zaptivači ne zahtevaju održavanje zbog prednapregnutog kompleta opruga. Prejako stezanje zaptivača od čistog grafita vodi ka prejakim silama trenja koje škode funkciomsanju regulacionog ventila.

Sve dok je armatura pod pntiskom i temperaturom, ne smeju se otpuštati ili pritezati zavrtnjevi na poklopcu.

7.3.2. Ispitivanje parametara regulacionog ventila

Regulacioni ventil treba da radi u normalnom radnom stanju sa 70 do 100% hoda. Ako se ne postiže maksimalan protok treba da se proveri:

• da li je ventil otvoren 100%• da li su svi zaporni ventili otvoreni i da li su Čisti odvajači nečistoća• da li se predviđeni podaci slažu sa stvarnim radnim podacima

Ako ventil radi pri maloj dužini hoda, da bi se izbeglo prevremeno habanje regulacione armature, ventil treba prilagoditi stvarnim radnim parametrima. Preduzimanje mera treba razmotriti sa proizvođačem.

7.3.3. Ispitivanje regulacije

Regulacija mora biti bezuslovno ispitana na stabilnost. Regulacioni ventil treba, u idealnom slučaju, da se zaustavi nakon dostizanja zadanih vrednosti. Nestabilna regulacija (stalno korak napred - korak nazad) vodi ka prevremenom habanju. U ovom slučaju treba stupiti u kontakt sa proizvođačem.

Kod upotrebe električnih pogonskih mehanizama treba se pridržavati pauze od minimalno 200 ms pri promeni smera između koraka premeštanja. Minimalno vreme odašiljanja struje ne treba da prelazi 50 ms.

Da bi se izbeglo prevremeno habanje regulacionog ventila, moraju da se spreče oscilovanja u oblasti tačke zatvaranja.

8. Servis i održavanje

8.1. Zamena zaptivača vretena

Na slikama 8.1 do 8.3 prikazana su tri najčešća izvođenja zaptivanja. Pre zamene zaptivača treba da se izvrši demontaža armature opisana u poglavlju 8.3.

8.1.1. Izvođenje sa manžetom

PTFE manžete se sastoje od jednog podložnog, četiri zaptivna i jednog pntisnog prstena. Ovakvo zaptivanje vretena je samopodešavajuće preko ugrađene pntjsne opruge. Pri nezaptivenosti vretena dolazi do habanja zaptivača i tada mora da se zameni.

Pre zamene PTFE manžete potrebno je da se izvrši demontaža armature opisana u poglavlju 8.3.

9. Zaključak

Trokraki regulacioni ventili su veoma važni elementi procesne opreme. Koriste se kao mesački ili razdelni ventili, koji mogu biti sa mešačkim ili razdelnim dejstvom. Trokraki regulacioni ventili se primenjuju u raznim termodinamičkim procesima kao što su grejni i rashladni sistemi, ili u hemijskoj procesnoj industriji, a služe za regulaciju temperature ili regulaciju protoka radnog medijuma.

Ovim radom su obuhvaćene i karakteristične veličine regulacionih ventila, kao Što su hod ventila, karakteristična veličina protoka (kv -vrednost) i pad pritiska kroz ventil, kao i osnovni teorijski i stvarni oblici karakterističnih krivih.

Proračun i izbor regulacionog ventila je relativno složen proces, koji je usko vezan za projektovanje procesa, opreme i memo-regulacionog sistema. Pravilan izbor ventila je od velikog značaja za dobru i pouzdanu regulaciju procesa. Na proračun i izbor ventila utiču radni pritisak, maksimalna temperatura u sistemu, kao i protok radnog medijuma. U zavisnosti od toga da li je ventil mesni ili razdelni. potrebno je izabrati pečurku ventila, koja može biti različito izvedena, sa linearnom ili i stop roče ntnom karaktenstičnom krivom. Posebna pažnja treba da se posveti izboru kvs -vrednosti. kao i nominalnim prečmcima kojima ona odgovara. Na osnovu radnih podataka i vrste medijuma, potrebno je izabrati materijal kućišta i način zaptivanja vretena. Na kraju treba izabrati senju ventila, na osnovu maksimalne sile na pečurki, i iz kataloga odabrati odgovarajući pogonski mehanizam, kao i način njegovog pokretanja.

Da ne bi došlo do oštećenja ventila, potrebno je pravilno rukovanje, ugradnja i puštanje u rad. Neke vrste zapbvača zahtevaju održavanje, pa je potrebna redovna kontrola. Pn radu se mogu javiti smetnje, koje se mogu ispraviti pomoću uputstva ili uz konsultacije sa proizvođačem, a ponekad je potrebno zameniti zaptivač, pečurku, vreteno ili sedište ventila, koji spadaju u rezervne delove.

U ovom radu nije obrađen nivo buke, a samo su pomenuti periferni uređaji i regulacioni ventili protočnog tipa, što i nije bila tema ovog rada.