Actuateurs des valves

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Actuateurs des valves Mars 2010
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Actuateurs des valves. Mars 2010. Dimensionnement. Un des problèmes auquel fait face celui ou celle qui fait la sélection des valves, c’est le choix de l’actuateur qui déplace la tige de manœuvre. Quelles sont les forces en présences ?. Les forces que l’actuateur doit combattre. - PowerPoint PPT Presentation

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Actuateur des valves

Actuateurs des valvesMars 20101DimensionnementUn des problmes auquel fait face celui ou celle qui fait la slection des valves, cest le choix de lactuateur qui dplace la tige de manuvre.

2Les forces que lactuateur doit combattreQuelles sont les forces en prsences ?Les forces en prsenceForces statiques:Force de dsquilibre;Force sur la tige;Force de frottement.

Forces dynamiques:Rsultent de lcoulement du liquide.

4Force de dsquilibreForces sur le clapet:

5Force de dsquilibreForce de dsquilibre:

Paramtres:Ap = aire du piston;As = aire de la tige;dP = P1-P2;Kh = Coefficient de force.

6Force sur la tigePour assurer ltanchit de la valve, il faut que lactuateur pousse le clapet contre le sige avec une certaine force.7Force sur la tigePour une tanchit de classe II (valve en mtal):20 livres par pouce linaire (circonfrence);

Pour une tanchit de classe IV (valve en mtal):80 livres par pouce linaire (circonfrence).

8Force sur la tigePour TFE:30 livres par pouce linaire plus 22 livres par pouce linaire par 100 psi de diffrence de pression (maximum de 400 psi).

9Force de frottementForce de frottement de la tige de manuvre sur les garnitures.

Dans les valves billes, frottement de la bille sur les parois du sige.

10Force de frottementPour les garnitures en V en TFE, le frottement est gal 100 x le diamtre de la tige (en pouces).

Pour les garnitures en graphite, le frottement est gal 350 x le diamtre de la tige (en pouces).11Forces dynamiquesLes forces dynamiques sont causes par les mouvements du liquide.

Le comportement est trs variable dune valve lautre et difficile dcrire.12Force dynamique valve ouverture rapideDbit du liquide ouvre la valve (flow to open).

Le dbit aide louverture !13Force dynamique valve ouverture rapideDbit du liquide ferme la valve (flow to close).

Le dbit rend louverture plus difficile que lexemple prcdent !14Force dynamique valve ouverture rapide (double port)Dbit du liquide moins deffet.

15Force dynamique valve papillonNotez la chute du couple aprs un sommet entre 60 et 90 degrs.

16La stabilit est importanteIl faut sassurer que lensemble des forces au sein de la valve et de son actuateur rsulte en un systme stable.

Compense la somme des forces spring+fluidDeux ouvertures de valve possibles pour une pression dans le diaphragme = DANGER !!!17ExempleExemple dun choix dactuateurLa valve commander possde les caractristiques suivantes:Diamtre de 2 pouces;Robinet soupape (globe valve) cage guide;Sige en mtal;Orifice simple;Non balance;coulement ouvre la valve (flow to open).19Exemple dun choix dactuateurLa valve commander possde les caractristiques suivantes:Garniture: anneau en V en TFE;Course de la tige de manoeuvre de 1 1/8 pouce;Diamtre de la tige de manoeuvre de po;Diamtre du sige de 2 5/16 pouces;

20Exemple dun choix dactuateurLa valve commander possde les caractristiques suivantes:Coefficients de force Kh:Ouverture = -0.16;Fermeture = -1.00;

Pressions (P1,P2):Ouvert = 40 psig, 25 psig;Ferm = 50 psig, 10 psig.

21Choix prliminairePour une valve de 2 pouces, on recommande un actuateur pneumatique ayant un diaphragme dune surface de 69 pouces carrs.

Et on a accs 3 ressorts:275 lbs/po, 370 lbs/po et 460 lbs/po.

22Analysons maintenant les forces en jeu dans cette combinaison valve/actuateur23Effet du frottementAmplitude de la force de frottement est 100 fois le diamtre de la tige de manoeuvre.Ainsi, cette force est 100x = 50 livres.

Cette force soppose toujours au mouvement. 24Force de dsquilibreSurface du sige: 4.20 po2;Surface de la tige: 0.20 po2;

Pour louverture:

25Force de dsquilibreSurface du sige: 4.20 po2;Surface de la tige: 0.20 po2;

Pour la fermeture:

26Force ncessaire pour ltanchitPour une tanchit de classe II, il faut 20 lbs/po linaire du sige.Circonfrence du sige = 7.26 pouces;Force louverture = 0 lbs;Logique car on ouvre la valveForce la fermeture = -145 lbs.27Bilan: OuvertureFrottement+ 50 lbsDsquilibre- 15 lbstanchit0 lbsDiaphragme (3psig)+207 lbsRessort (275 lb/po)- x lbsSomme242 x lbsx doit tre gal 242 livres (ajustement du ressort)Ressort de 275 lbs/po.28Bilan: FermetureFrottement- 50 lbsDsquilibre- 170 lbstanchit- 145 lbsDiaphragme (? psig)+ z lbsRessort (275 lb/po)- 552 lbsSomme- 917 + z lbsz doit tre gal 917 livres 13.28 psigRessort de 275 lbs/po.29Bilan: OuvertureFrottement+ 50 lbsDsquilibre- 15 lbstanchit0 lbsDiaphragme (3psig)+207 lbsRessort (370 lb/po)- x lbsSomme242 x lbsx doit tre gal 242 livres (ajustement du ressort)Ressort de 370 lbs/po.30Bilan: FermetureFrottement- 50 lbsDsquilibre- 170 lbstanchit- 145 lbsDiaphragme (? psig)+ z lbsRessort (370 lb/po)- 659 lbsSomme- 1024 + z lbsz doit tre gal 1024 livres 14.84 psigRessort de 370 lbs/po.31Bilan: OuvertureFrottement+ 50 lbsDsquilibre- 15 lbstanchit0 lbsDiaphragme (3psig)+207 lbsRessort (460 lb/po)- x lbsSomme242 x lbsx doit tre gal 242 livres (ajustement du ressort)Ressort de 460 lbs/po.32Bilan: FermetureFrottement- 50 lbsDsquilibre- 170 lbstanchit- 145 lbsDiaphragme (? psig)+ z lbsRessort (460 lb/po)- 760 lbsSomme- 1125 + z lbsz doit tre gal 1125 livres 16.3 psig > 15 psig !Ressort de 460 lbs/po.33Choix de lactuateur de la valveChoix prliminaire correct.

Choix du ressort de 370 livres/pouce donne une course de 3 14.84 psig.On vise 3 15 psig

34Bilan au dbut du mouvement de fermeturePression requise pour entamer le mouvement de fermeture: 4.45 psig.

/69 po235Bilan au contact avec le sigePression requise lors du contact avec le sige en fermeture: 12.74 psig.

/69 po236Bilan au dbut du mouvement douverturePression requise pour entamer le mouvement douverture: 11.29 psig.

/69 po237Bilan pression en fonction de louverture de la valve

38AnnexesForce appliquer vs classe dtanchit

P2

P1

AS

AP

Ressort = -242 lbs

Frottement = -50 lbs

Dsquilibre = -15 lbs

Fermeture

-307 lbs

Ressort = -659 lbs

Frottement = -50 lbs

Dsquilibre = -170 lbs

Fermeture

-879 lbs

Ressort = -659 lbs

Frottement = +50 lbs

Dsquilibre = -170 lbs

Ouverture

-779 lbs