Поток должен быть обуздан

Сергей Баранов, генеральный директор компании «Кизельманн Рус»

Современное пищевое производство — высокоавтоматизированный механизм, в котором максимальное количество технологических процессов должно выполняться «в потоке». Времени на простой нет. Именно в этих стесненных временных условиях на передний план выходят гигиенические регулирующие клапаны, позволяющие подстроиться под не поддающееся регулировке оборудование, например, под фасовочные автоматы.

Когда речь заходит о гигиенических регулирующих клапанах, которые предназначены для регулировки расхода продуктов и которые должны хорошо промываться безразборной мойкой, всегда будет возникать вопрос: насколько точно они регулируют? Конечно, однозначного ответа быть не может, если не считать общей фразы «настолько, насколько это вам необходимо».

Какие же бывают регулирующие клапаны? Их можно разделить на две подгруппы: поворотные клапаны и седельные клапаны.

Регулирующий клапан «Кизельманн» с пневматическим приводом и электропневматическим позиционером

К первой подгруппе относятся клапаны-бабочки и шаровые клапаны. Последние, в силу сложной для промывки конструкции, практически никогда не используются на пищевых производствах. Ко второй подгруппе относятся дросселирующие клапаны (конструкция их такова, что они не могут полностью перекрыть поток жидкости, поэтому в рамках данной статьи тмы их рассматривать не будем), а также клапаны с диафрагменным, поршневым или электрическим приводами.

Принцип работы регулирующих клапанов понятен абсолютно всем — клапан частично открывается или закрывается, тем самым ограничивая поток жидкости. За текущее положение клапана отвечает оператор, если клапан оборудован ручным приводом, или позиционер, в случае оснащения клапана автоматическим приводом. По сути своей, позиционер является одним из ключевых компонентов регулирующего клапана, который позволяет управлять клапаном настолько точно, насколько это требуется производству. Для пищевых производств очень важна методика измерения позиционером расстояния перемещения штока клапана. Бесконтактная методика измерения, очевидно, будет лучше. В случае, когда позиционер физически привязан к штоку клапана, есть вероятность того, что точность регулирования клапана будет со временем снижаться в силу достаточно высокой вибрационной нагруженности трубопроводов.

Конструкция клапана-бабочки проста и понятна всем. Конструктивные особенности клапана-бабочки оставляют диапазон для регулировки потока, когда диск бабочки находится в диапазоне от 30º до 60º; это не позволяет ему обеспечить высокую точность регулирования. Поэтому максимальная точность регулировки будет менее 5 %. То есть, принимая во внимание эту информацию, можно сказать, что регулирующие клапаны-бабочки могут использоваться в тех местах технологических линий, где точность регулирования не играет критической роли. В активе этого клапана, безусловно, остается его цена.

Точность регулирования седельной техники много выше, чем у клапанов-бабочек. Для седельных регулирующих клапанов стандартный диапазон точности регулировки — от 10,0 до 0,1 %. Какой же регулирующий клапан будет точнее? С поршневым или диафрагменным приводом? Ответ вполне очевиден: диафрагменные приводы намного точнее, чем поршневые. Причина абсолютно проста: точность перемещения седла ьклапана зависит от перемещения штока привода, который напрямую зависит от работы исполнительного механизма. Площадь диафрагмы больше, чем у поршня линейного привода, поэтому и точность перемещения штока в диафрагменном приводе будет выше.

Какие бывают характеристики регулирования? Во-первых, это равнопроцентная характеристика, когда изменение хода поршня клапана соответствует равнопроцентному увеличению скорости потока. В активе данного свойства — сохранение точности регулирования во всем его диапазоне. Во-вторых, это линейная характеристика регулирования, где с изменением перемещения поршня клапана происходит линейное изменение скорости потока. К недостаткам данной методики регулирования относится уменьшение точности трегулирования по мере увеличения хода поршня. Вне зависимости от того, какая характеристика регулирования выбрана, регулирование потока будет осуществляться с потерей давления.

В каталогах компаний-производителей, и компания «Кизельманн» здесь не является исключением, как правило, в характеристиках клапана указывается параметр Kv. Что он означает? Ответ очень прост: при прохождении указанного цифрой значения после букв Kv объема потока жидкости через клапан, рабочее давление потока снизится на 1 бар.

Итак, при выборе регулирующего клапана необходимо определиться с точностью или погрешностью его регулирования, характеристикой регулирования, рабочими давлениями продукта в линии, типом позиционера и типом его управляющих сигналов, а также с диапазоном потоков, подлежащих регулировке. Поэтому работа с серьезным производителем или поставщиком оборудования должна начинаться с заполнения опросного листа.