Inleiding
Drukvaten worden gebruikt voor diverse toepassingen en zijn onderverdeeld in twee hoofdgroepen: niet-gestookt en gestookt. Niet-gestookte drukvaten worden niet blootgesteld aan enige vorm van verbranding, zoals duikcilinders en gasopslagcilinders. Gestookte drukvaten worden wel blootgesteld aan verbranding, zoals vlamkokers en waterpijpketels.
Het saVRee 3D-model is een niet-gestookt drukvat ontworpen voor gebruik in een persluchtsysteem. In dit artikel veronderstellen we dat we het hebben over een drukvat dat wordt gebruikt in een 6-8 bar(g) persluchtsysteem.
Waarom hebben we drukvaten nodig?
Drukvaten fungeren als energieopslag, vergelijkbaar met hoe een batterij energie opslaat. Er zijn verschillende redenen om energie op te slaan in drukvaten.
Systeemdrukschommelingen
De vraag naar het systeem kan variëren en drukvaten stellen ons in staat om aan deze vraag te voldoen zonder onderbreking van de dienstverlening. Bijvoorbeeld, als veel mensen in een fabriek tegelijkertijd pneumatische gereedschappen gebruiken, zou de vraag naar het persluchtsysteem snel toenemen. Zonder een drukvat zou de druk in het persluchtsysteem snel dalen en mogelijk storingen in andere gebieden veroorzaken.
Warmtewisselaar
De perslucht die uit de compressor komt, is heet. Door de perslucht in een drukvat op te slaan, wordt een deel van die warmte overgedragen aan de omringende lucht. Een vermindering van warmte gaat gepaard met een vermindering van druk, wat de algehele systeemefficiëntie verhoogt.
Demper
Compressoren die starten en stoppen veroorzaken drukschommelingen/pulsaties, maar een drukvat dempt deze en levert een constante druk die beter geschikt is voor eindgebruikers.
Laden en Ontladen van Compressoren
Eventuele drukschommelingen binnen het persluchtsysteem moeten door de compressoren worden opgevangen. Als de druk te laag is, zal een compressor starten en de systeemdruk verhogen totdat hij een signaal krijgt om te stoppen. Een klein systeem zonder drukvat zou vereisen dat de compressor vaak start en stopt; dit staat bekend als kortcycleren en is niet gunstig voor de compressor.
Vochtverwijdering
Hoewel de meeste moderne systemen drogers gebruiken om vocht na compressie te verwijderen, kan er nog steeds enige vochttransport plaatsvinden. De koeling die plaatsvindt binnen het drukvat bevordert de vorming van condensatie die gemakkelijk uit het systeem kan worden verwijderd met behulp van de condensafvoer.
Constructie
Het drukvat dat door het 3D-model wordt weergegeven, is relatief standaard; de mantel is cilindrisch van vorm, terwijl de uiteinden ('schotels') afgerond zijn. Een ronde vorm zonder scherpe hoeken zorgt ervoor dat de druk zo gelijkmatig mogelijk wordt verdeeld. Hoeken of scherpe randen die bij de constructie worden gebruikt, worden 'spanningsverhogers' genoemd en moeten indien mogelijk worden vermeden, omdat ze de structurele sterkte van het vat verzwakken. Als het vat niet uit één enkel stuk metaal is vervaardigd, wordt het normaal gesproken gelast, hoewel oudere vaten vaak geklonken waren.
Het vat zelf is meestal gemaakt van staal. De buitenkant van het vat is bedekt met primer of verf, terwijl de binnenkant vaak kaal staal is. Sommige vaten hebben interieurs die zijn gecoat met epoxy of hars om hun corrosiebestendigheid te vergroten. Vaten gemaakt van roestvrij staal zijn ongebruikelijk, maar worden soms gebruikt in industrieën die een hogere luchtzuiverheid vereisen, zoals de medische en halfgeleiderindustrie.
Toebehoren
Verschillende leidingen van verschillende grootte zijn verbonden met het drukvat. De twee grote leidingen die op dit vat worden getoond, zijn voor de ingang en afvoer van perslucht. De kleinere leidingen zijn voor het bevestigen van de verschillende toebehoren die nodig zijn om het vat efficiënt en veilig te laten werken. Enkele veelvoorkomende vattoebehoren zijn hieronder opgesomd.
Lokale Drukmeter
Een drukmeter die direct op het vat is gemonteerd, geeft het personeel een lokale visuele indicatie van de druk in het vat. Meters kunnen meestal worden geïsoleerd van de tank met behulp van een klep; dit maakt vervanging van de meter mogelijk zonder dat de druk uit het hele vat moet worden afgelaten. De bourdon-type meter is de meest voorkomende drukmeter die tegenwoordig wordt gebruikt. Meters die zijn uitgerust voor systemen met zeer hoge drukken moeten standaard zijn voorzien van onbreekbaar glas.
Differentiaal Drukschakelaars
Deze typen schakelaars regelen de start (inschakelen) en stop (uitschakelen) signalen naar de compressor; de schakelaars worden vaak 'delta P'-schakelaars genoemd. Delta P-schakelaars worden ook gebruikt voor het instellen van alarmpunten bij gespecificeerde drukken, bijvoorbeeld hoge vatdruk zal de delta P-schakelaar activeren en een visueel en hoorbaar alarm activeren.
Veiligheidsklep (SRV)
Veerbelaste veiligheidskleppen (SRV's) zijn nu standaard op bijna alle drukvaten boven een bepaalde grootte en druk. Het is goede praktijk om de SRV direct op het vat te monteren zonder enige vorm van isolatie (klep) tussen de SRV en het vat.
In het verleden konden contragewicht SRV's en veerbelaste SRV's worden gebruikt, maar contragewicht SRV's zijn nu uit de gratie geraakt omdat ze minder betrouwbaar zijn dan het veerbelaste type.
De veerspanning van de SRV is berekend zodat deze de klep gesloten houdt, tenzij een gespecificeerde druk binnen het vat wordt bereikt, op welk punt de veer zal samendrukken en de klep zal openen.
Condensaatafvoerklep
Het laagste punt binnen het vat is voorzien van een afvoer om condensaat te verwijderen. Het is belangrijk om condensaat te verwijderen om corrosie van het interieur van het vat te voorkomen. Droogmiddelen verwijderen vocht uit de perslucht voordat deze het vat binnengaat, maar condensaatafvoeren moeten nog steeds worden geïnstalleerd en bediend om ervoor te zorgen dat de droger correct werkt. Er zijn twee hoofdmethoden voor het afvoeren van condensaat uit het vat.
De eerste is de traditionele handmatig bediende klep die op geplande intervallen moet worden geopend om het condensaat af te voeren. Deze oplossing is de eenvoudigste, maar is afhankelijk van personeel om de taak daadwerkelijk uit te voeren; dit kan een situatie creëren waarin de afvoer niet zo vaak wordt geopend als zou moeten.
De tweede is een automatische condensaatafvoer die het condensaat op geplande intervallen gedurende een bepaalde tijd afvoert, bijvoorbeeld eenmaal per dag gedurende 30 seconden. Theoretisch is de automatische condensaatafvoer de betere optie, hoewel een storing van de automatische afvoer onopgemerkt kan blijven door het personeel en het condensaat zich zal ophopen totdat de storing wordt opgemerkt.
Smeltplug
Een SRV beschermt het vat tegen overdruk, terwijl een smeltplug het vat beschermt tegen oververhitting. Een brand in de directe omgeving van het vat zou de temperatuur en druk binnen het vat verhogen. Om een explosie te voorkomen, zal de smeltbare legering binnen de smeltplug smelten en de druk zal worden vrijgegeven.
Inspectiepoorten
Inspectiepoorten kunnen kijkgaten, handgaten of mangaten zijn. Inspectiepoorten stellen personeel in staat om het interieur van het vat te bekijken en een conditiebeoordeling uit te voeren. Het is ook mogelijk om toegang te krijgen tot het interieur van het vat via de inspectiepoort voor reinigingsdoeleinden.
Onderhoud en Testen
Vereisten met betrekking tot onderhoud en testen worden meestal bepaald door lokale wetgeving. Exterieur en interieur visuele inspecties, onderzoek van de mantel en lasnaden, en testen van de SRV, moeten allemaal op geplande intervallen worden uitgevoerd.
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Subkritische, Superkritische en Ultra-Superkritische Ketels
Warmteterugwinning Stoomgeneratoren Uitgelegd
Laag Water Brandstof Afsluitapparaten Uitgelegd
Stoomtrommel Differentiaaldrukzenders Uitgelegd
Drie Elementen Controle Uitgelegd
Hoe Pneumatische Kleppen Werken
Aanvullende Bronnen
https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_vessel
https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/pressure-vessel