技術理論: 技術的…実践的…興味深い自動化産業ソリューション
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コントロールバルブの概要と選択ガイド
コントロールバルブは、工業プロセスにおける流体の流れを制御する上で重要な役割を果たします。バルブの開度を調整することで、プロセス要件を満たすように液体、ガス、蒸気の流れを正確に制御できます。この記事では、さまざまな種類のコントロールバルブ、コンポーネント、機能、アプリケーションシナリオ、バルブアクセサリを体系的かつ専門的に紹介します。
目次
コントロールバルブの基礎
このセクションでは、制御バルブの定義とシステム内での機能について理解を深めるために、制御バルブについて簡単に説明します。
制御弁 バルブの開度を変更することで流体の流れを調節し、パイプライン内の流体を正確に制御するために使用される重要なデバイスです。産業プロセス制御システムで重要な役割を果たし、温度、圧力、液面などのパラメータを調節してシステムの安定した動作を確保するために使用できます。
制御ループの仕組み。
制御ループは、システム内の変数を感知し、それを事前設定された値と比較し、制御バルブを使用して流体の流れを調整してシステムを望ましい状態にすることで機能します。この調整プロセスは、フィードバック制御、フィードフォワード制御、またはその両方の組み合わせによって実行でき、システムが変化に迅速かつ正確に応答することを保証します。
制御弁の種類
制御弁にはさまざまな種類があり、設計と用途に応じて主に次のカテゴリに分類されます。
遮断弁:
このバルブは通常、流体の流れを調節するために使用されます。円錐形または球形のフラップがあり、手動または自動で操作してバルブの開閉度を調整できます。
プラグバルブ:
プラグ バルブは構造と操作が簡単なため、通常、急速な開閉を必要とする用途で使用されます。バルブ フラップは、流体の通過を制御するために回転するディスクに似ています。
ボールバルブ:
ボール バルブは回転する球体を使用して流体の流れを制御します。 急速な開閉が特徴で、通常は流体の急速な遮断が必要なシステムで使用されます。
調節弁:
これらのバルブは、流体の流量、圧力、または温度を正確に調整するために特別に設計されています。調整バルブには通常、システム要件に応じてバルブの位置を動的に調整するコントロールが装備されています。
バタフライバルブ:
バタフライ バルブは、流体の逆流を防ぐために使用され、流体を一方向に通過させるフラップを備えています。このタイプのバルブは通常、逆流防止が必要なシステムで使用されます。
電動バルブ:
これは、電気モーターまたはソレノイド機構によって制御され、遠隔操作または自動操作が可能なバルブのクラスです。電動バルブは通常、高度な自動化を必要とするシステムで使用されます。
これらは、一般的なタイプの制御バルブの一部に過ぎません。実際には、さまざまな産業用途や流体制御のニーズに合わせて特別に設計されたバルブも存在します。
制御弁部品
制御弁 通常、流体の流れ、圧力、または温度を正確に制御するために連携して動作するいくつかの主要コンポーネントで構成されます。次に、一般的な制御バルブのコンポーネントをいくつか示します。
バルブ本体:
バルブ本体は、制御バルブのメイン筐体で、バルブとその他の主要コンポーネントが収納されています。バルブ本体の形状と構造は、バルブの種類と目的によって異なります。
バルブ：
バルブは、回転、持ち上げ、またはスイングによって流体のオン/オフまたは流れを調節する制御バルブの可動部分です。バルブの設計は、バルブの種類によって異なります。
バルブシート:
シートはバルブの固定部分で、バルブが閉じているときにバルブ内に収まり、バルブが完全に密閉されていることを確認します。良好な密閉はバルブの適切な動作に不可欠です。
バルブステム:
ステムは、バルブを制御装置（アクチュエータなど）に接続する部分であり、アクチュエータの動きをバルブに伝達してバルブを開閉する役割を果たします。
アクチュエータ:
アクチュエータは制御バルブの動力部分であり、外部信号（手動、電気、空気圧、油圧）の入力に応じてバルブの動きを駆動します。アクチュエータの種類には、電気アクチュエータ、空気圧アクチュエータなどがあります。
位置フィードバック装置:
位置フィードバック装置は、バルブの実際の位置を測定し、フィードバック信号を制御システムに送信して、バルブが所定の位置に到達し、正確な流体制御が行われるようにするために使用されます。
バルブカバー:
ボンネットはバルブ本体の上部にあり、通常はステムシールが入っています。これにより、動作中にバルブが漏れないようにします。
シール：
シールは、バルブが閉じているときに流体の漏れを防ぐために使用されます。通常、シールはシート、バルブ、ボンネットの間に配置されます。
これらのコンポーネントの組み合わせと相乗効果により、コントロール バルブは工業プロセスにおける流体制御タスクを確実に実行できます。コントロール バルブの種類によって、コンポーネントの構成と動作原理が異なる場合があります。
アクセサリー
制御バルブ継手は特定の用途やニーズに応じて異なりますが、一般的な制御バルブ継手は次のとおりです。
ハンドホイール: 手動で操作する制御バルブの場合、ハンドホイールは、流体の流れや圧力を調節するためにバルブを手動で回転させるために使用される一般的な部品です。
ハンドル： ハンドルは、ハンドホイールと同様に、通常は小型または軽量のバルブで手動操作に使用されるアクセサリです。
手動操作装置: 電気式または空気圧式の制御バルブの場合、手動操作装置を使用すると、電源または空気源に障害が発生した場合にバルブを手動で操作できるため、システムの信頼性が確保されます。
アクセサリブラケット: 位置フィードバック装置やその他の計測機器などのアクセサリを取り付けるためのブラケット。
位置インジケーター: バルブの位置を視覚的に表示し、オペレーターがバルブの状態を視覚的に把握できるようにします。
シールキット: バルブのシール性能を確保するためにバルブを保守および修理するための交換用シールとシール材が入ったキット。
コネクタ: フランジ、ねじコネクタなど、制御バルブを配管システムに接続するために使用されるアクセサリ。
ヒーターまたは断熱ジャケット: 寒冷環境でバルブが凍結するのを防いだり、高温環境で流体の温度を維持したりするために使用されます。
シールド: 腐食、粒子状物質、悪天候などの外部環境から制御バルブを保護するために使用されます。
ファイアシールド: 火災条件下での動作が必要なアプリケーションには、追加の防火対策を施してください。
配管継手: 制御弁を配管システムに接続するために使用されるエルボ、T 字継手などの配管アクセサリ。
これらの継手の選択は、制御弁の種類、適用環境、および必要な機能によって異なります。制御弁の設置と保守を行う際、継手を正しく選択して使用することは、弁の性能とシステム動作の安定性を確保する上で重要な要素です。
バルブの代表的な用途
制御弁 制御回路の重要な部分であり、工業プロセスにおける重要な制御要素であり、空気圧アクチュエータ、電動アクチュエータ、または油圧アクチュエータのコンポーネントとバルブで構成され、流体の流量や温度、または上流圧力と下流圧力または液面を調整するために使用されます。石油、化学、製薬、繊維、製紙、石油精製、石油とガス、鉄鋼冶金などの業界で広く使用されています。
アプリケーションに最適なタイプの流量制御バルブを理解する
最も適切なタイプのフロー制御バルブの選択を理解することは、業界にとって重要です。市場にはさまざまなフロー制御バルブがあり、その一部は複雑な設計と圧力や温度の変化に自動的に適応する機能からフロー制御バルブと呼ばれています。これらのバルブの構造はさまざまですが、共通の目的は、流量計、センサー、トランスミッターからの信号に基づいて流体の流量または圧力を調整することです。適切なタイプのバルブを選択するときは、産業分野、流体の特性、自動調整の必要性など、アプリケーションの特定のニーズを考慮する必要があります。
基本的なコントロールバルブの用語と説明
コントロール バルブの分野ではいくつかの基本的な用語が使用されていますが、これらの用語を理解することは、コントロール バルブを理解して操作するために不可欠です。次に、一般的なコントロール バルブの用語とその説明を示します。
バルブ本体：流体が通過する通路を含むバルブの主要部分。バルブ本体の設計と形状は、バルブの性能と適用範囲に直接影響します。
バルブフラップ: 制御バルブの可動部分。通常はディスクまたは円筒形で、流体の通過または流れを調節するために使用されます。
シート: バルブが閉じているときにバルブの密閉性能を確保するために、バルブのフラップと接触する部分。通常は耐摩耗性の材料で作られています。
アクチュエータ: バルブの位置を制御するために使用されるデバイス。信号に応じて自動または手動で操作できます。一般的なアクチュエータの種類には、電動アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータがあります。
位置フィードバック: アクチュエータが正確な位置制御を実現できるように、バルブの位置を検出してフィードバックするために使用されるデバイス。
流量特性: バルブが開いているときの流量とバルブ位置の関係を表す特性。一般的な流量特性には、等パーセント (EQ%)、線形、高速開放などがあります。
故障位置: 制御システムに障害が発生したときにバルブが取る所定の位置。通常は、開いているか、閉じているか、または現在の位置を保持します。
デッドバンド: 信号を受信した後に制御バルブの実際の位置を変更する必要がある最小範囲。デッドバンドは制御システムの不安定性につながる可能性があります。
バルブストローク: バルブが閉じた状態から完全に開いた状態までの移動距離。バルブストロークを調整すると、流体の流れが変化します。
閉ループ制御: 制御システムでフィードバックを使用して、所望の流量または圧力を維持するようにバルブの位置を調整します。
全体的に、コントロール バルブの選択と計算には考慮すべき要素が多数あり、上記は網羅的なリストではありません。このコンテンツを最新の状態に保つよう努めますが、その間、特定の計算式やサイズ情報が必要な場合は、当社が提供するリソースを自由にダウンロードしてください。詳細はダウンロード ページに記載されています。
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