パイロット操作弁とは何ですか?
1 本の高圧ラインでバルブ ディスクに数千ポンドの力を加えることができ、これは小型アクチュエータが単独で安全に制御できる以上の力です。それがパイロット操作弁によって解決される問題です。この設計では、1 つの大きな作動力に依存するのではなく、小さなパイロット バルブと大きなメイン バルブの間で仕事を分割し、小さな力の信号で大きな力の流路を制御します。
パイロット バルブはシステム圧力を感知し、メイン バルブをいつ開閉するかを決定します。メインバルブは流体を通過させる実際の仕事を行います。この 2 段階の構成は、油圧回路や圧力リリーフ システム全体で使用され、エンジニアが流量の正確な制御を必要とする場合には、特大で高価なアクチュエータが必要になります。
パイロット操作バルブの仕組み
ほとんどのパイロット操作バルブは、メイン バルブ ディスクの上にあるチャンバー (ドームと呼ばれることが多い) に依存しています。通常の状態では、入口圧力はパイロットを通ってこのドームに送られます。ディスクの上面はその下の座面よりも大きいため、ドームに作用する圧力によって正味の下向きの力が生じ、メインバルブがしっかりと閉じた状態に保たれます。
入口圧力が設定値に向かって上昇すると、パイロットバルブがストロークしてドームへの供給を遮断し、代わりにドームをより低い圧力に通気します。下向きの力がなくなると、入口圧力によってメインディスクがシートから持ち上げられ、バルブが開きます。圧力がパイロットのリセットポイントまで低下すると、ドームが再充填され、メインバルブが再着座します。パイロットは効果的に感知と切り替えを行っています。メインバルブが流れを行っています。
ポップアクションとモジュレーティングアクション
パイロット操作バルブは通常、2 つの動作タイプのいずれかに分類されます。ポップアクションパイロットは、設定圧力に達するとメインディスクを閉じた状態から完全に開くまで真っすぐに動かし、過圧が解消されるまで開いたままにします。これにより、迅速かつ完全な解放が得られますが、過圧スパイクが短時間の場合はプロセス媒体を無駄にする可能性があります。
調整アクションのパイロットは、より穏やかなアプローチをとります。ドームの圧力を一度に大気中に放出するのではなく、圧力が設定値をどれだけ超えたかに比例してディスクを持ち上げるのに十分なだけの圧力を放出します。バルブは設定圧力の約 10% 以内でのみフルリフトに達するため、フルポップに比べて媒体の損失が減少し、排出量が減少します。
主な利点
2 段階設計により、パイロット操作バルブは、バネ式の代替バルブではなかなか達成できない実用的な強度をいくつか備えています。
- シートの密閉度は最大 設定圧力の98% 、そのため、バルブを開く必要がある直前まで、バルブは漏れのない状態を保ちます。
- パイロットがメインバルブの下流の圧力変化を補償するため、背圧に対する耐性が向上します。
- より小さなボディでフルボア容量を実現し、大規模システムの配管および設置コストを削減します。
- アクセサリに優しい設計により、システムをシャットダウンすることなく、フィルタ、リモートセンシングライン、および計画的なメンテナンスのためのデュアルパイロットセットアップが可能になります。
などの業界指導 API の圧力軽減デバイスのサイジングと設置標準 では、パイロット操作バルブの配管および取り付け要件が従来のバネ式設計とは異なるため、特にパイロット操作バルブについて説明します。
考慮すべき制限事項
このようなことから、パイロット操作バルブがあらゆる作業に適切な選択となるわけではありません。パイロットとメインバルブの間の相互接続チューブは狭く、汚れた媒体や粒子を含んだ媒体が時間の経過とともに詰まる可能性があります。ひどい汚れの使用では、目詰まりのリスクがシールの利点を上回る可能性があります。
応答速度も重要な要素です。ドームは同じチューブを通って充填して均等化するのに時間がかかるため、プラントの急速な起動など、非常に急速な圧力上昇時にはパイロット操作のバルブに遅れが生じる可能性があります。このような状況では、多くの場合、バネ式バルブまたは直動式バルブの方がより予測どおりに応答します。
パイロット操作式バルブと直動式バルブの比較
直動式バルブはパイロット段階を完全にスキップします。圧力はスプリングに抗してメインディスクに直接作用するため、設計がよりシンプルになり、より安価になり、反応が速くなります。低流量保護または予算重視の回路の場合、 よりシンプルな低流量保護のための直動式リリーフバルブ 多くの場合、より実用的なオプションです。
パイロット操作の設計は、圧力が上昇した場合、背圧が予測できない場合、または漏れのないシートのコストがパイロット チューブの追加メンテナンスを上回る場合に、さらに複雑になります。通常、決定は流量、媒体の清浄度、設定圧力付近でシステムがどれだけしっかりと密閉する必要があるかによって決まります。
代表的な用途
パイロット操作バルブは、圧力変動が大きく、ダウンタイムが高くつく場所では一般的です。上流の石油とガスの生産、海洋プラットフォーム、精製、発電はすべて、過圧保護のためにパイロット操作バルブに頼っています。容量に比べて設置面積がコンパクトなので、デッキスペースが限られている沖合での設置にも適しています。
移動式および産業用油圧機器では、同じパイロット原理が負荷下のシリンダーとモーターを管理する回路制御バルブに現れます。どのような用途であっても、バルブは単独では動作しません。サイズを調整して一致させる必要があります より広範な油圧システムを保護します 、ポンプ出力、ラインのサイジング、および予想される圧力過渡現象を含みます。
システムに適したバルブの選択
防御する障害モードから始めます。大容量高圧ラインの過圧保護が懸念される場合、パイロット操作のリリーフバルブには通常、追加の配管とメンテナンスを行う価値があります。システムが中程度の圧力でよりクリーンな媒体を実行する場合、直動式バルブはコストと複雑さを軽減して同じ保護を提供する可能性があります。
方向制御は圧力解放とは別の問題です。多くの油圧回路では、 電磁方向制御弁 流れのルーティング、およびより高い流れの要求がある回路の場合、 高流量ソレノイド逆転バルブのオプション デザインを最終決定する前に比較する価値があります。これらのコンポーネントがどのように組み合わされるかを詳しく見るには、以下を参照してください。 SherTech のバルブおよびポンプ コンポーネントの全製品 .
