วาล์วบีบแบบใช้ลม: คู่มือฉบับเต็ม

อะไรทำให้ Pinch Valve แบบใช้ลมแตกต่างออกไป

ในงานวิศวกรรมควบคุมของไหล การเลือกใช้เทคโนโลยีวาล์วส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือของระบบ ค่าบำรุงรักษา และความปลอดภัยของกระบวนการ ที่ วาล์วหยิกที่ทำงานด้วยอากาศ แตกต่างจากการออกแบบวาล์วทั่วไปด้วยหลักการทำงานที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน ซึ่งเป็นหลักการที่ขจัดความซับซ้อนทางกลไกภายในเกือบทั้งหมดออกจากเส้นทางของของไหล แทนที่จะอาศัยแผ่นดิสก์ ที่นั่ง ก้าน หรือองค์ประกอบที่หมุนได้ ฟังก์ชั่นการควบคุมการไหลทั้งหมดจะดำเนินการโดยปลอกยางยืดหยุ่นเส้นเดียวที่ถูกบีบอัดโดยแรงดันอากาศที่ได้รับการควบคุม สถาปัตยกรรมที่เรียบง่ายอย่างหลอกลวงนี้มอบความได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่การออกแบบวาล์วที่ซับซ้อนกว่ามักจะไม่สามารถเทียบเคียงได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะการบริการที่มีความต้องการหรือมีฤทธิ์กัดกร่อน

ต่างจากวาล์วประตูหรือบอลวาล์วตรงที่กลไกการสั่งงานแยกจากกันทางกายภาพ และต้องขันน็อตหรือต่อเข้ากับตัววาล์ว วาล์วหนีบที่ทำงานด้วยลมจะรวมฟังก์ชันขับเคลื่อนเข้ากับปลอกวาล์วโดยตรง อากาศอัดแรงดันจะถูกป้อนเข้าไปในช่องว่างวงแหวนระหว่างตัววาล์วด้านนอกและปลอกยาง เมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น ปลอกจะยุบตัวเข้าด้านใน และค่อยๆ จำกัดและปิดทางไหลในที่สุด เมื่อปล่อยแรงดันอากาศ ความยืดหยุ่นโดยธรรมชาติของยางจะทำให้ปลอกกลับคืนสู่ตำแหน่งเปิดเต็มรู ไม่จำเป็นต้องมีแอคทูเอเตอร์เพิ่มเติม — ตัววาล์วเองก็เป็นแอคทูเอเตอร์

ปลอกยางช่วยให้ประสิทธิภาพการรั่วไหลเป็นศูนย์ได้อย่างไร

ปลอกยางเป็นหัวใจสำคัญของการทำงานของวาล์วบีบที่ใช้ลมทุกตัว และการทำความเข้าใจพฤติกรรมของวาล์วชนิดนี้จะอธิบายได้ว่าเหตุใดวาล์วชนิดนี้จึงบรรลุผลสำเร็จในสิ่งที่การออกแบบอื่นๆ ดิ้นรนเพื่อให้ได้มา: ความสม่ำเสมอ วาล์วหยิกรั่วเป็นศูนย์ ประสิทธิภาพแม้ว่าจะมีอนุภาคของแข็งอยู่ในกระแสการไหลก็ตาม เมื่อวาล์วแบบธรรมดาพยายามปิดผนึกรอบอนุภาคที่ติดอยู่บนพื้นผิวเบาะนั่ง รูปทรงที่เข้มงวดของเบาะนั่งจะป้องกันการปิดสนิทและสร้างเส้นทางรั่ว ปลอกยางมีพฤติกรรมแตกต่างออกไป โดยจะเปลี่ยนรูปอย่างยืดหยุ่นรอบๆ อนุภาคที่ตกค้าง ซึ่งสอดคล้องกับรูปร่าง และรักษาการปิดผนึกที่มีประสิทธิภาพโดยไม่ทำให้ปลอกหรืออนุภาคเสียหาย

พื้นที่ปิดผนึกจะขยายออกไปประมาณ 95% ของความยาววาล์วทั้งหมดเมื่อปิดสนิท โซนการปิดผนึกแบบขยายนี้มีขนาดใหญ่กว่าการสัมผัสแบบเส้นเดียวของบอลหรือบ่าวาล์วปีกผีเสื้อ และหมายความว่าแรงปิดจะกระจายเป็นวงกว้างแทนที่จะกระจุกตัวอยู่ที่จุดเดียว ผลลัพธ์ที่ได้คือการปิดท่อเต็มที่เชื่อถือได้และไม่ต้องอาศัยการสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะด้วยเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ สำหรับกระบวนการจัดการของเหลวตกผลึก สารละลายที่มีสารแขวนลอย หรือวัสดุแห้งที่เป็นเม็ด คุณลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการปฏิบัติงาน ซึ่งหมายความว่าวาล์วปิดอย่างหมดจดทุกรอบ โดยไม่คำนึงถึงสิ่งแขวนลอยในตัวกลางในขณะที่กระตุ้น

ความดันอากาศที่จำเป็นในการปิดสนิทถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ที่ตรงไปตรงมา: แรงดันจ่ายจะต้องสูงกว่าแรงดันท่อที่ใช้งานอยู่ประมาณ 2 บาร์ พารามิเตอร์การควบคุมที่ชัดเจนและคาดการณ์ได้นี้ทำให้การออกแบบระบบและการควบคุมแรงดันตรงไปตรงมา และช่วยให้แน่ใจว่าวาล์วปิดด้วยแรงสม่ำเสมอและเพียงพอตลอดช่วงแรงดันในท่อ

เหตุใดวาล์วหยิกที่ทำงานด้วยลมจึงเป็น Excel ในการใช้งานสารละลาย

การใช้งานทางอุตสาหกรรมเพียงไม่กี่อย่างสามารถทำลายส่วนประกอบวาล์วแบบธรรมดาได้มากกว่าการใช้สารละลาย สารแขวนลอย — สารแขวนลอยของอนุภาคของแข็งที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในของเหลว — กัดกร่อนที่นั่งโลหะ ปลั๊กคะแนน และพื้นผิวแผ่นดิสก์ และอุดตันโพรงภายในและโซนตายที่มีอยู่ในการออกแบบวาล์วส่วนใหญ่ ก หยิกวาล์วสำหรับสารละลาย กำจัดโหมดความล้มเหลวเหล่านี้โดยการลบส่วนประกอบที่เป็นปัญหาออกทั้งหมด เนื่องจากปลอกยางเป็นองค์ประกอบเดียวที่สัมผัสกับตัวกลางในกระบวนการ และเนื่องจากไม่มีโพรงภายใน รอยเว้า หรือความไม่ต่อเนื่องทางเรขาคณิต จึงไม่มีที่ใดที่วัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะสะสมหรือทำให้การไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเข้มข้น

เมื่อวาล์วเปิดจนสุด รูของปลอกยางจะมีทางเดินทรงกระบอกเรียบและไม่มีสิ่งกีดขวาง เทียบเท่ากับส่วนตรงของท่อ ความเร็วการไหลไม่ถูกรบกวน ความปั่นป่วนมีน้อยที่สุด และอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนไหลผ่านโดยไม่ส่งผลกระทบต่อส่วนประกอบทางกลใดๆ รูปทรงการไหลที่มีความปั่นป่วนต่ำแบบเต็มรูเจาะนี้มีความสำคัญในการใช้งานของสารละลายซึ่งแม้แต่ข้อจำกัดในการไหลเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้เกิดการตกตะกอน การอุดตัน หรือเร่งการกัดเซาะที่จุดจำกัดได้

อุตสาหกรรมที่ต้องอาศัยวาล์วบีบเพื่อควบคุมสารละลาย

• การทำเหมืองแร่และการแปรรูปแร่: การขนส่งกากแร่ ท่อส่งสารละลายเข้มข้น และวงจรการล้างแร่ที่มีขนาดและความเข้มข้นของอนุภาคสูง
• การบำบัดน้ำเสีย: การจัดการกากตะกอน การถ่ายโอนของแข็งชีวภาพ และระบบกำจัดกรวดซึ่งมีของแข็งที่เป็นเส้นใยหรือเป็นเม็ดอยู่เสมอ
• การผลิตเซรามิกและแก้ว: สารละลายบดแบบเปียกและสารแขวนลอยเคลือบที่จะทำลายบ่าวาล์วเซรามิกหรือโลหะอย่างรวดเร็ว
• การแปรรูปทางเคมี: สารละลายตกผลึก สารละลายตัวเร่งปฏิกิริยา และสารเคมีแขวนลอยที่มีฤทธิ์รุนแรงซึ่งต้องการความต้านทานการกัดกร่อนควบคู่ไปกับความต้านทานต่อการเสียดสี
• การผลิตอาหารและเครื่องดื่ม: เนื้อผลไม้ ธัญพืชบด และสารละลายเกรดอาหารที่มีความหนืดอื่นๆ ซึ่งการออกแบบที่ถูกสุขลักษณะและรูปทรงที่ไม่มีจุดตายเป็นข้อกำหนดตามกฎหมาย

การกำจัดแอคชูเอเตอร์ภายนอก: การออกแบบและผลกระทบด้านต้นทุน

วาล์วอัตโนมัติแบบทั่วไป ไม่ว่าจะเป็นแบบนิวแมติก ไฮดรอลิก หรือแบบไฟฟ้า ต้องใช้ชุดแอคทูเอเตอร์แบบแยกที่ติดตั้งกับตัววาล์วผ่านขายึดและชุดข้อต่อ แอคชูเอเตอร์ภายนอกนี้เป็นส่วนสำคัญของต้นทุนแพ็คเกจวาล์วทั้งหมด เพิ่มความซับซ้อนทางกล ต้องการกำหนดการบำรุงรักษาของตัวเอง และทำให้เกิดจุดเสียหายเพิ่มเติมที่อาจเกิดขึ้น วาล์วหนีบที่ทำงานด้วยลมจะขจัดส่วนประกอบทั้งหมดนี้ออกจากสมการ เนื่องจากอากาศอัดทำหน้าที่โดยตรงบนปลอกวาล์วเพื่ออัดปลอกวาล์ว ตัววาล์วจึงทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ขับเคลื่อนในตัวของมันเอง

การบูรณาการนี้ช่วยลดต้นทุนของตัวกระตุ้น ขจัดความจำเป็นในการติดตั้งฉากยึดและข้อต่อก้าน และทำให้โปรไฟล์วาล์วโดยรวมง่ายขึ้น ไม่มีที่จับภายนอก ลูกสูบ กระปุกเกียร์ หรือเพลาหมุนยื่นออกมาจากตัววาล์ว ผลลัพธ์ที่ได้คือการติดตั้งที่มีขนาดกะทัดรัดและมีขนาดเล็กซึ่งเหมาะอย่างยิ่งกับงานท่อที่มีการจราจรคับคั่ง พื้นที่จำกัด และตำแหน่งที่วาล์วแบบธรรมดาที่มีแอคชูเอเตอร์ภายนอกจะไม่สามารถติดตั้งหรือซ่อมบำรุงได้ทางกายภาพ

โปรไฟล์การบำรุงรักษาและต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ

ความประหยัดในการบำรุงรักษาของวาล์วบีบแบบใช้ลมถือเป็นข้อได้เปรียบในทางปฏิบัติที่น่าสนใจที่สุดประการหนึ่ง เนื่องจากไม่มีบ่าวาล์ว บรรจุภัณฑ์ซีล ซีลก้าน หรือส่วนประกอบกลไกภายในที่สัมผัสกับของเหลวในกระบวนการ ช่วงของชิ้นส่วนที่อาจสึกหรอหรือการกัดกร่อนจึงลดลงเหลือเพียงชิ้นเดียว นั่นคือ ปลอกยาง ไม่มีต่อมบรรจุให้ปรับหรือเปลี่ยน ไม่มีพื้นผิวที่นั่งโลหะให้ตักหรือลับ และไม่มีซีลก้านเพื่อตรวจสอบการรั่วไหล

การเปรียบเทียบข้อกำหนดการบำรุงรักษา

เมื่อจำเป็นต้องเปลี่ยนปลอกในที่สุด — หลังจากอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นซึ่งกำหนดโดยธรรมชาติและอุณหภูมิของของไหลในกระบวนการ — ขั้นตอนนั้นตรงไปตรงมาและไม่ต้องใช้เครื่องมือเฉพาะทางหรือความเชี่ยวชาญด้านเทคนิคเกินกว่าที่ช่างซ่อมบำรุงมาตรฐานจะมี การเปลี่ยนปลอกเป็นเพียงเศษเสี้ยวของต้นทุนและเวลาที่เกี่ยวข้องกับการยกเครื่องวาล์วแบบเดิมที่มีส่วนประกอบภายในหลายชิ้น

ความเหมาะสมกับสถานที่ห่างไกล รุนแรง และเข้าถึงยาก

การไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวภายนอก — ไม่มีที่จับ คันโยก ลูกสูบ เพลาหมุน หรือตัวเรือนแอคชูเอเตอร์ที่ยื่นออกมา — ทำให้วาล์วบีบที่ทำงานด้วยลมเหมาะสมเป็นพิเศษสำหรับการติดตั้งที่จำกัดการเข้าถึงหรือสภาวะแวดล้อมที่รุนแรง ในแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง การทำเหมืองใต้ดิน พื้นที่กักเก็บสารเคมี หรือสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่มีฝุ่นและกัดกร่อน ความล้มเหลวของส่วนประกอบแอคชูเอเตอร์ภายนอกถือเป็นความท้าทายในการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง กระปุกเกียร์ที่ถูกเปิดเผยกัดกร่อน ก้านลูกสูบยึด และลิมิตสวิตช์ล้มเหลวในสภาวะที่มีความชื้นสูง อุณหภูมิสูงมาก หรือสัมผัสกับสารเคมี

การออกแบบที่ปิดล้อมและไม่มีตัวกระตุ้นของวาล์วบีบไม่มีช่องโหว่ดังกล่าว การเชื่อมต่อกับวาล์วเพียงอย่างเดียวคือท่อจ่ายอากาศอัด ซึ่งเป็นอินเทอร์เฟซที่เรียบง่ายเพียงจุดเดียวที่สามารถกำหนดเส้นทางจากตำแหน่งที่ปลอดภัยหรือเข้าถึงได้ไปยังทุกที่ที่มีการติดตั้งวาล์ว คุณลักษณะนี้ช่วยลดการปิดระบบโดยไม่ได้วางแผนซึ่งเกิดจากการทำงานของแอคชูเอเตอร์ได้อย่างมาก และทำให้วาล์วเหมาะสำหรับส่วนท่อส่งที่อยู่ห่างไกลหรือเข้าถึงไม่ได้อย่างแท้จริง ซึ่งต้องลดการแทรกแซงในการบำรุงรักษาให้เหลือน้อยที่สุด

การเลือกวัสดุปลอกยางที่เหมาะสม

แม้ว่าหลักการทำงานของวาล์วบีบที่ทำงานด้วยลมจะสอดคล้องกันในทุกการใช้งาน แต่การเลือกวัสดุปลอกหุ้มจะต้องได้รับการจับคู่อย่างระมัดระวังกับสภาวะของกระบวนการเฉพาะ ปลอกเป็นส่วนประกอบเดียวที่สัมผัสโดยตรงกับตัวกลาง ดังนั้นความเข้ากันได้ทางเคมี ระดับอุณหภูมิ และคุณสมบัติทางกลของวาล์วจะกำหนดความเหมาะสมและอายุการใช้งานของวาล์วในการใช้งานที่กำหนด

• ยางธรรมชาติ (NR): ทนต่อการขัดถูและความยืดหยุ่นได้ดีเยี่ยม เหมาะสำหรับการขุดสารผสมและการจัดการรวม ความต้านทานต่อน้ำมันและตัวทำละลายมีจำกัด
• อีพีดีเอ็ม: ทนทานต่อน้ำ ไอน้ำ และกรดและด่างเจือจางหลายชนิดได้ดีเยี่ยม เหมาะสำหรับงานบำบัดน้ำเสียและบำบัดน้ำเคมี
• นีโอพรีน (CR): ทนทานต่อน้ำมัน สารเคมีปานกลาง และสภาพดินฟ้าอากาศได้ดี เหมาะสำหรับการติดตั้งกลางแจ้งและการใช้งานที่อยู่ติดกับปิโตรเลียม
• ไนไตรล์ (NBR): ต้านทานน้ำมันและเชื้อเพลิงที่เหนือกว่า ทางเลือกที่ต้องการสำหรับการถ่ายโอนผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมและระบบน้ำที่ปนเปื้อนน้ำมัน
• ซิลิโคนเกรดอาหารหรือ EPDM: สอดคล้องกับกฎระเบียบการสัมผัสอาหาร ใช้ในการใช้งานเครื่องดื่ม ผลิตภัณฑ์นม และสารละลายยาที่จำเป็นต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบ

การจับคู่วัสดุปลอกให้เข้ากับสภาวะการใช้งานไม่ใช่ข้อพิจารณารอง แต่เป็นการตัดสินใจเกี่ยวกับข้อกำหนดหลักสำหรับการติดตั้งวาล์วบีบแบบใช้ลม การเลือกวัสดุที่ถูกต้องทำให้แน่ใจได้ว่าวาล์วจะมีความต้านทานการสึกหรอโดยธรรมชาติและความสามารถในการรั่วซึมเป็นศูนย์ตลอดอายุการใช้งานที่ตั้งใจไว้ ปกป้องทั้งกระบวนการและการลงทุนในระบบวาล์ว