Басқару клапандарындағы «Өлі жолақты» талдау

Өлі жолақтар үлкен өлшемдегі процестердегі ауытқулардың негізгі себебі болып табылады. Басқару клапандары үйкеліс, ауа қозғалысы, катушканың бұралуы, күшейткіштердегі немесе сырғымалы клапандардағы өлі жолақ сияқты әртүрлі себептерге байланысты аспаптық контурдағы өлі жолақтың негізгі көзі болып табылады.

Өлі жолақ жалпы құбылыс болып табылады және кіріс сигналының бағыты өзгерген кезде тексерілетін процесс айнымалысының өзгеруіне мүмкіндік бермейтін контроллер шығыс мәнінің ауқымын немесе енін білдіреді. Жүктеменің бұзылуы орын алғанда, процесс айнымалысы орнатылған нүктеден ауытқиды. Бұл деауытқу контроллер жасаған түзету әрекеті арқылы түзетіліп, процеске қайтарылады. Дегенмен, контроллердің шығысындағы бастапқы өзгеріс процесс айнымалысында сәйкес түзетуші өзгерісті тудырмауы мүмкін. Сәйкес процесс айнымалы мәнін өзгерту тек контроллердің шығысы өлі жолақтағы өзгерісті жеңу үшін жеткілікті үлкен мөлшерге өзгерген жағдайда ғана орын алады.

Егер контроллердің шығысы бағытты өзгертсе, процесс айнымалысында түзетуші өзгеріс жасау үшін контроллер сигналы өлі жолақты еңсеруі керек. Процессте өлі жолақтың болуы контроллердің шығысын өлі жолақты еңсеру үшін жеткілікті үлкен мөлшерге дейін ұлғайту керек дегенді білдіреді. содан кейін ғана түзету әрекеті орындалады.

â Өлі жолақтардың себептері

Өлі жолақтардың көптеген себептері бар, бірақ реттеуші клапандардағы үйкеліс пен ауа қозғалысы, айналмалы клапандардың шпиндельінің бұралуы және күшейткіштердегі өлі жолақтардың бірнеше кең таралған түрлері. Модуляциялаушы басқару әрекетінің көпшілігі шағын сигналдық өзгерістерден (1% немесе одан аз) тұратындықтан, үлкен өлі жолағы бар басқару клапаны сигналдың көптеген шағын өзгерістеріне мүлдем жауап бермеуі мүмкін. Жақсы шығарылған клапан процестің ауытқу дәрежесін тиімді төмендету үшін 1% немесе одан аз сигналдарға жауап беруі керек. Дегенмен, клапандардың өлі жолақтары 5% немесе одан жоғары болуы сирек емес. Жақында зауыт аудитінде клапандардың 30%-да 4%-дан астам өлі жолақ бар екені анықталды. Тексерілген бақылау циклдерінің 65%-дан астамында өлі жолақтар 2%-дан жоғары болды.

● Өлі жолақтардың әсері

Бұл график қалыпты процесс жағдайында үш түрлі басқару клапандарының ашық цикл сынағы болып табылады. Бұл клапандар 0,5%-дан 10%-ға дейінгі қадамдық кірістер ауқымын алады. Сұйықтық жағдайындағы қадамдық сынақтар қажет, өйткені бұл шарттар көптеген стандартты сынақтардағыдай клапан жетектерінің емес, бүкіл басқару клапанының жинағының өнімділігін бағалауға мүмкіндік береді.

● Өнімділік сынақтары

Басқару клапанының өнімділігінің кейбір сынақтары кіріс сигналын жетек итергішінің жүрісімен салыстырумен шектеледі. Бұл клапанның өнімділігін елемейді, себебі бұл жетекші.

Маңыздысы - сұйықтық жағдайында клапанның динамикалық өнімділігін өлшеу, осылайша технологиялық айнымалылардағы өзгерістерді клапан жинағына кіріс сигналындағы өзгерістермен салыстыруға болады. Егер клапанның кіріс сигналының өзгеруіне тек клапан өзегі ғана жауап берсе, онда бұл сынақтың маңыздылығы шамалы, өйткені басқару айнымалысының сәйкес өзгерісінсіз процестің ауытқуларын түзету болмайды.

Барлық үш клапан сынауында жетектің итергіш штангасының қозғалысы кіріс сигналындағы өзгерістерге жақсы жауап берді. Екінші жағынан, клапандар кіріс сигналының өзгеруіне жауап ретінде ағын жылдамдығын өзгерту қабілетімен айтарлықтай ерекшеленді.

А клапаны, процесс айнымалысы (ағын жылдамдығы) 0,5% аз ғана кіріс сигналына жақсы жауап береді.

В клапаны әрбір кіріс сигнал қадамына жақсы жауап бере бастағанға дейін кіріс сигналының 5%-дан жоғары өзгеруін талап етеді.

C клапаны, айтарлықтай нашар, әрбір кіріс сигнал қадамына жақсы жауап бере бастағанға дейін сигналдың 10%-дан жоғары өзгеруін талап етеді.

Жалпы алғанда, B немесе C клапандарының процестің ауытқуын жақсарту қабілеті өте нашар.

● Үйкеліс

Үйкеліс - басқару клапандарындағы өлі жолақтардың негізгі себебі. Айналмалы клапандар тығыздау үшін қажетті жоғары орындық жүктемеден туындаған үйкеліске өте сезімтал. Кейбір тығыздағыш түрлері үшін жабу рейтингін алу үшін жоғары орындық жүктеме қажет. Жоғары үйкеліс күштері мен жетектің төмен қаттылығының салдарынан клапан білігі бұралып, қозғалысты басқару элементіне бере алмайды. Нәтижесінде нашар жобаланған айналмалы клапан процестің ауытқу дәрежесіне айқын әсер ететін үлкен өлі жолаққа ие болуы мүмкін.

Өндірушілер әдетте өндірістік процесс кезінде айналмалы клапандардың тығыздағыштарын майлайды, бірақ бірнеше жүз циклден кейін майлау қабаты тозады. Бұған қоса, қысымнан туындаған жүктемелер де тығыздағыштың тозуын тудыруы мүмкін. Нәтижесінде кейбір клапан түрлері үшін клапанның үйкелісі 400% немесе одан да көп артуы мүмкін. Бұл момент тұрақтанғанға дейін клапандарды бағалау үшін стандартты түрлердің деректерін пайдалану арқылы өнімділік туралы жасалған қорытындылардың жаңылыс екенін анық көрсетеді. B және C клапандары осы жоғары үйкеліс моментінің факторлары басқару клапанының жұмысына жойқын әсер етуі мүмкін екенін көрсетеді.

Қаптаманың үйкелісі жанама инсультті басқару клапандарының үйкелісінің негізгі көзі болып табылады. Клапандардың бұл түрлерінде өлшенген үйкеліс клапан пішіні мен орау конфигурациясына байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін.

Бұл алшақтық құрылғы бағытын өзгерткен кезде қозғалыстың үзілуіне әкелуі мүмкін. Бос орындар әдетте беріліс жетектерінің әртүрлі конфигурациялары бар құрылғыларда пайда болады. Тартпалы және пиниондық жетектер саңылауларға байланысты өлі жолақтарға әсіресе сезімтал. Кейбір клапан шпиндель қосылымдарында өлі жолақтармен проблемалар да бар.

Жақсы клапан дизайнымен үйкелісті айтарлықтай азайтуға болатынына қарамастан, оны толығымен жою қиын мәселе. Жақсы жобаланған және өндірілген басқару клапаны саңылауларға байланысты өлі жолақтарды жоюға қабілетті болуы керек. Процесс ауытқуларын азайтатын оңтайлы нәтижелерге қол жеткізу үшін барлық клапан жинағының жалпы өлі кеңістігі 1% -дан аз немесе оған тең болуы керек, тамаша нәтиже 0,25% дейін төмен болуы керек.