वाल्व इलेक्ट्रिक मोटरों से संबंधित जानकारी!

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इस पोस्ट को अंतिम बार yinkuilin6868 द्वारा 2015-12-21 10:14 पर संपादित किया गया। वाल्वों को प्रोग्राम्ड, स्वचालित या दूरस्थ रूप से नियंत्रित करने हेतु इलेक्ट्रिक ड्राइव उपकरण आवश्यक होते हैं; इन उपकरणों की गति को स्ट्रोक, टॉर्क या अक्षीय बल के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है। वाल्वों के इलेक्ट्रिक ड्राइवों की कार्यक्षमता एवं उपयोगिता, वाल्व के प्रकार, उस ड्राइव के कार्य मानकों, एवं वाल्व की पाइपलाइन/उपकरणों में स्थिति पर निर्भर है। 1. विद्युत उपकरणों में आमतौर पर निम्नलिखित घटक होते हैं:
– विशेष प्रकार के इलेक्ट्रिक मोटर; इनकी विशेषताएँ हैं – अधिक लोड सहन करने की क्षमता, उच्च स्टार्टिंग टॉर्क, कम जड़त्व, एवं संक्षिप्त/अनियमित कार्य प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त होना।
– गति कम करने वाली व्यवस्था; इसका उपयोग मोटर की आउटपुट गति को कम करने हेतु किया जाता है।
– स्थिति नियंत्रण व्यवस्था; इसका उपयोग वाल्वों की खुलने/बंद होने की स्थिति को नियंत्रित करने हेतु किया जाता है।
– टॉर्क नियंत्रण व्यवस्था; इसका उपयोग टॉर्क/बल को नियंत्रित करने हेतु किया जाता है, ताकि वह निर्धारित मान से अधिक न हो।
– मैनुअल/इलेक्ट्रिक स्विचिंग व्यवस्था; इसका उपयोग मैनुअल या इलेक्ट्रिक तरीके से ऑपरेशन करने हेतु किया जाता है।
– खुलने/बंद होने की स्थिति दर्शाने वाला सूचक; इसका उपयोग वाल्व की वर्तमान स्थिति को दर्शाने हेतु किया जाता है।

2. वाल्व के प्रकार के आधार पर ही इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर चुना जाता है।
– कोणीय गति वाले इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर – ऐसे एक्जीक्यूटरों में कोण < 360 डिग्री होता है; इनका उपयोग बटरफ्लाई वाल्व, बॉल वाल्व, नॉब वाल्व आदि में किया जाता है। इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर के आउटपुट अक्ष का घूर्णन, एक पूर्ण चक्कर से कम होता है; अर्थात् 360 डिग्री से कम। आमतौर पर 90 डिग्री के घूर्णन से ही वाल्व को खोलने/बंद करने की प्रक्रिया संभव हो जाती है। ऐसे इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटरों को, उनके स्थापना इंटरफेस के आधार पर, “सीधे जुड़ने वाले प्रकार” एवं “बेस-क्रैंक प्रकार” श्रेणियों में विभाजित किया जाता है। सीधा कनेक्शन वाला प्रकार: इसमें इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर का आउटपुट शाफ्ट सीधे वाल्व स्टीम से जुड़ा होता है।
बेस-क्रैंक वाला प्रकार: इसमें आउटपुट शाफ्ट क्रैंक के माध्यम से वाल्व स्टीम से जुड़ा होता है।
बहु-घूर्णन वाले इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर: ऐसे एक्जीक्यूटरों में घूर्णन कोण 360 डिग्री से अधिक होता है; इनका उपयोग गेट वाल्व, कट-ऑफ वाल्व आदि में किया जाता है। इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर के आउटपुट अक्ष का घूर्णन, एक पूर्ण चक्कर से अधिक होता है; अर्थात् 360 डिग्री से अधिक। वाल्व को खोलने/बंद करने हेतु आमतौर पर कई चक्कर लगाने ही पड़ते हैं। सीधी गति – सीधी गति (रैखिक गति) – यह एकल-सीट वाले नियंत्रण वाल्वों, द्विसीट वाले नियंत्रण वाल्वों आदि के लिए उपयुक्त है। इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर के आउटपुट शाफ्ट की गति रैखिक होती है; यह घूर्णन गति नहीं होती। उत्पादन प्रक्रिया संबंधी आवश्यकताओं के अनुसार ही इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटरों के नियंत्रण मोड निर्धारित किए जाते हैं। इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटरों के नियंत्रण मोडों में “स्विचिंग मोड” (ओपन-लूप नियंत्रण) भी शामिल है। स्विचिंग मोड वाले इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर, वाल्वों को खोलने या बंद करने हेतु उपयोग में आते हैं; ऐसे वाल्व या तो पूरी तरह खुले होते हैं, या पूरी तरह बंद होते हैं। ऐसे वाल्वों में प्रवाहित होने वाले पदार्थ की मात्रा पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता नहीं होती। विशेष रूप से उल्लेखनीय बात यह है कि स्विच-टाइप इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटरों को, उनकी संरचना के आधार पर, डिस्कनेक्टेड संरचना एवं इंटीग्रेटेड संरचना में भी विभाजित किया जा सकता है। चयन करते समय इस बारे में जरूर जानकारी देनी आवश्यक है; अन्यथा ऑन-साइट इंस्टॉलेशन के दौरान नियंत्रण प्रणाली से संबंधित समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं।
1. डिवाइडेड स्ट्रक्चर (आमतौर पर “सामान्य प्रकार” कहा जाता है): नियंत्रण इकाई एवं इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर अलग-अलग होते हैं। इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर अकेले वाल्वों को नियंत्रित नहीं कर सकता; इसके लिए अतिरिक्त नियंत्रण इकाई की आवश्यकता होती है। आमतौर पर ऐसी स्थिति में बाहरी रूप से कंट्रोलर या कंट्रोल केबिन का उपयोग किया जाता है। इस संरचना का नुकसान यह है कि इसकी सिस्टम में स्थापना करना कठिन होता है; वायरिंग एवं स्थापना संबंधी लागतें बढ़ जाती हैं। इसमें खराबियाँ आने की संभावना भी अधिक होती है, एवं खराबी होने पर इसका निदान एवं मरम्मत करना कठिन हो जाता है। इसलिए इसकी लागत-प्रदर्शन दर अच्छी नहीं होती।
दूसरा, एकीकृत संरचना (जिसे आमतौर पर “एकीकृत प्रकार” कहा जाता है): इसमें नियंत्रण इकाई एवं इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर एक ही इकाई में होते हैं; इसलिए बाहरी नियंत्रण इकाई की आवश्यकता नहीं होती। ऐसी स्थिति में स्थानीय स्तर पर ही इसका संचालन संभव हो जाता है, जबकि दूर से केवल संबंधित नियंत्रण संदेश भेजकर ही इसका संचालन किया जा सकता है। इस संरचना का लाभ यह है कि इससे पूरे सिस्टम की स्थापना आसान हो जाती है; वायरिंग एवं स्थापना संबंधी लागतें कम हो जाती हैं। साथ ही, खराबियों का निदान एवं उनका समाधान भी आसान हो जाता है। लेकिन पारंपरिक एकीकृत संरचना वाले उत्पादों में भी कई कमियाँ होती हैं। इसी कारण “स्मार्ट इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर” विकसित किए गए। ऐसे एक्जीक्यूटरों में न केवल स्विचिंग संबंधी कार्य होते हैं, बल्कि वे वाल्वों को सटीक रूप से नियंत्रित करके प्रवाहित होने वाले पदार्थ की मात्रा को भी नियंत्रित कर सकते हैं। नियंत्रण संकेतों के प्रकार – धारा, वोल्टेज। नियंत्रण हेतु उपयोग में आने वाले इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटरों के संकेत, आमतौर पर धारा संकेतों (4~20mA, 0~10mA) या वोल्टेज संकेतों (0~5V, 1~5V) के रूप में होते हैं। चयन करते समय, नियंत्रण संकेतों के प्रकार एवं मापदंडों को अवश्य ध्यान में रखना आवश्यक है। दूसरा महत्वपूर्ण पहलू है कार्य प्रकार – चाहे वह इलेक्ट्रिकली ऑन प्रकार हो या इलेक्ट्रिकली ऑफ प्रकार। एडजस्टेबल इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटरों का कार्य-तरीका आम तौर पर “इलेक्ट्रिक-ओपन” प्रकार का होता है (4–20mA सिग्नलों के उदाहरण के आधार पर, 4mA सिग्नल का अर्थ है वाल्व बंद होना, जबकि 20mA सिग्नल का अर्थ है वाल्व खुलना)। दूसरा प्रकार “इलेक्ट्रिक-क्लोज” प्रकार का होता है (4–20mA सिग्नलों के उदाहरण के आधार पर, 4mA सिग्नल का अर्थ है वाल्व खुलना, जबकि 20mA सिग्नल का अर्थ है वाल्व बंद होना)। तीसरा, सिग्नल-लॉस सुरक्षा। “सिग्नल हानि सुरक्षा” से तात्पर्य उन स्थितियों से है, जब लाइनों में कोई खराबी होने के कारण नियंत्रण संकेत खो जाते हैं। ऐसी स्थितियों में, इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर, नियंत्रण वाल्व को निर्धारित सुरक्षा मान तक खोलता/बंद करता है। आमतौर पर ये सुरक्षा मान “पूरी तरह खोलना”, “पूरी तरह बंद करना” या “वर्तमान स्थिति में ही रखना” होते हैं।
उपयोग के वातावरण एवं विस्फोट-प्रतिरोधक स्तर के आधार पर, वाल्वों के इलेक्ट्रिक उपकरणों को “सामान्य प्रकार”, “बाहरी उपयोग हेतु प्रकार”, “विस्फोट-प्रतिरोधक प्रकार” आदि में वर्गीकृत किया जाता है।
वाल्व को खोलने/बंद करने हेतु आवश्यक टॉर्क के आधार पर ही इलेक्ट्रिक एक्जीक्यूटर का आउटपुट टॉर्क निर्धारित किया जाता है। आमतौर पर यह निर्णय उपयोगकर्ता द्वारा लिया जाता है, या वाल्व निर्माता ही इसे निर्धारित करता है। एक्जीक्यूटर निर्माता की जिम्मेदारी केवल एक्जीक्यूटर के आउटपुट टॉर्क को नियंत्रित करने तक ही होती है। वाल्व को ठीक से खोलने/बंद करने हेतु आवश्यक टॉर्क, वाल्व के व्यास, कार्यदबाव आदि कारकों पर निर्भर होता है। लेकिन चूँकि वाल्व निर्माताओं की निर्माण-प्रक्रियाओं में अंतर होता है, इसलिए विभिन्न निर्माताओं द्वारा निर्मित समान मानकों वाले वाल्वों के लिए आवश्यक टॉर्क भी अलग-अलग होता है। यहाँ तक कि एक ही निर्माता द्वारा निर्मित समान मानकों वाले वाल्वों के लिए भी टॉर्क में अंतर हो सकता है। इसलिए, उपकरण चुनते समय एक्जीक्यूटर का टॉर्क उचित ही होना आवश्यक है; अन्यथा वाल्व को ठीक से खोलना/बंद करना संभव नहीं होगा। 4. वाल्व ड्राइव उपकरणों का सही चयन करने हेतु मापदंड – संचालन टॉर्क: संचालन टॉर्क, वाल्व इलेक्ट्रिक उपकरणों के चयन हेतु सबसे महत्वपूर्ण मापदंड है। इलेक्ट्रिक उपकरण द्वारा उत्पन्न टॉर्क, वाल्व को संचालित करने हेतु आवश्यक अधिकतम टॉर्क का 1.2 से 1.5 गुना होना चाहिए। ऑपरेशनल थ्रस्ट: वाल्व के इलेक्ट्रिक ड्राइव उपकरणों की मुख्य संरचना दो प्रकार की होती है – एक में थ्रस्ट डिस्क नहीं होती, एवं बल सीधे ही उत्पन्न होता है। ； दूसरा तरीका है, थ्रस्ट डिस्क का उपयोग करना; इसमें आउटपुट टॉर्क, थ्रस्ट डिस्क में मौजूद वाल्व रॉड नट के माध्यम से आउटपुट थ्रस्ट में परिवर्तित हो जाता है। आउटपुट शाफ्ट के घूर्णन चक्रों की संख्या: वाल्व के इलेक्ट्रिक ड्राइव यूनिट के आउटपुट शाफ्ट के घूर्णन चक्रों की संख्या, वाल्व के नाममात्र व्यास, वाल्व स्टीम की थ्रेड पिच, एवं वाल्व स्टीम पर मौजूद थ्रेडों की संख्या पर निर्भर है। इसकी गणना M = H/ZS के सूत्र से की जाती है। यहाँ, M वह कुल घूर्णन चक्रों की संख्या है जिसे इलेक्ट्रिक ड्राइव यूनिट द्वारा पूरा किया जाना आवश्यक है; H, वाल्व के खुलने की अधिकतम ऊँचाई है; S, वाल्व स्टीम की थ्रेड पिच है; एवं Z, वाल्व स्टीम पर मौजूद थ्रेडों की संख्या है। वाल्व स्टीम का व्यास: बहु-घूर्णन वाले ओपन-स्टीम वाल्वों के मामले में, यदि इलेक्ट्रिक उपकरण द्वारा अनुमत सर्वोच्च वाल्व स्टीम का व्यास, संबंधित वाल्व के वाल्व स्टीम के व्यास के बराबर न हो, तो ऐसे वाल्वों को इलेक्ट्रिक वाल्व के रूप में निर्मित नहीं किया जा सकता। अतः, इलेक्ट्रिक उपकरणों में प्रयोग होने वाले खोखले आउटपुट शाफ्ट का आंतरिक व्यास, सामान्य वाल्वों में प्रयोग होने वाले वाल्व स्टीम के बाहरी व्यास से कुछ रोटरी वाल्वों, एवं मल्टी-रोटरी वाल्वों में पाए जाने वाले “डार्क-स्टिक वाल्वों” के मामले में, हालाँकि वाल्व-स्टिक के व्यास संबंधी समस्याओं पर विचार करने की आवश्यकता नहीं होती, फिर भी वाल्व-स्टिक के व्यास एवं की-स्लॉट के आकार को ध्यान में रखना आवश्यक है; ताकि वाल्व सही ढंग से काम कर सके। आउटपुट स्पीड: यदि वाल्व को खोलने/बंद करने की गति बहुत तेज हो, तो “वॉटर हैमरिंग” नामक समस्या उत्पन्न हो सकती है। अतः, विभिन्न उपयोग की परिस्थितियों के अनुसार ही उचित खोलने/बंद करने की गति का चयन किया जाना चाहिए।