Pinch Valve กับ Knife Gate Valve: คู่มือการเลือก

ทางเลือกระหว่างก หยิกวาล์ว และก วาล์วประตูมีด เปิดคำถามในทางปฏิบัติข้อเดียว: ไม่ว่าการใช้งานจะจัดลำดับความสำคัญของการปิดที่ปราศจากฟองอากาศและไม่มีการรั่วไหลบนสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อน หรือจุดแยกที่มีขนาดกะทัดรัดและคุ้มค่าสำหรับตะกอนและของแข็งที่สามารถทนต่อการรั่วไหลเล็กน้อยได้หรือไม่ สำหรับของเหลวที่มีอนุภาคหยาบและแหลมคมเกินเส้นผ่านศูนย์กลาง 1/8 นิ้ว วาล์วบีบที่มีปลอกอีลาสโตเมอร์แบบเต็มพอร์ตจะให้อายุการใช้งานของวาล์วประตูมีดที่มีที่นั่งโลหะประมาณสามถึงห้าเท่า อย่างไรก็ตาม วาล์วประตูใบมีดยังคงเป็นมาตรฐานในกรณีที่พื้นที่มีจำกัด ต้นทุนเริ่มต้นจะต้องถูกทำให้เหลือน้อยที่สุด และของเหลวในกระบวนการจะลำเลียงของแข็งที่เป็นเส้นใยซึ่งจะทำให้ปลอกที่ยืดหยุ่นฉีกขาด

หลักการทำงานและกลไกการปิด

วาล์วบีบจะแยกการไหลโดยการบีบอัดปลอกอีลาสโตเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นเชิงกล จนกระทั่งผนังภายในทั้งสองมาบรรจบกันและผนึกแน่น กลไกการปิดอาจเป็นแถบหนีบด้านเดียวแบบธรรมดา กลไกการหนีบคู่ที่บีบจากทั้งสองด้าน หรือการปิดแบบรวมศูนย์ที่ทำงานด้วยระบบนิวแมติกส์ซึ่งจะทำให้ปลอกยุบลงอย่างสม่ำเสมอ ปลอกหุ้มเป็นส่วนประกอบเดียวที่สัมผัสกับของเหลวในกระบวนการ ทำให้ไม่จำเป็นต้องล้างช่องตัวถังหรือชะล้างเบาะนั่ง โปรไฟล์พอร์ตแบบเต็มของปลอกจะตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของท่อทุกประการเมื่อเปิด ทำให้ได้ค่าสัมประสิทธิ์แรงดันตกคร่อม (Cv) เหมือนกับท่อตรง

วาล์วประตูมีดขับเคลื่อนใบมีดเหล็กแบบเอียง ซึ่งมักเป็นสเตนเลสที่มีขอบนำแบบแข็ง ผ่านทางเบาะนั่งแบบยืดหยุ่นหรือผ่านส่วนต่อประสานระหว่างโลหะกับโลหะโดยตรงลงในกล่องบรรจุที่ด้านล่างของตัวเครื่อง ใบมีดตัดผ่านของแข็งแขวนลอยและมัดเส้นใยระหว่างจังหวะปิด ต่างจากประตูลิ่มที่ต้องอาศัยลิ่มเชิงกลในการปิดผนึก ประตูมีดขึ้นอยู่กับแรงดันที่แตกต่างกันบนจานเพื่อดันเข้ากับหน้าเบาะนั่งด้านท้ายน้ำ ทำให้เป็นวาล์วปิดผนึกทิศทางเดียวโดยการออกแบบ

ขอบเขตการใช้งานที่กำหนดโดยของเหลวในกระบวนการ

ขนาดอนุภาค รูปร่าง และความแข็งของอนุภาคที่เป็นของแข็งจะกำหนดว่าวาล์วชนิดใดจะยังคงอยู่ ปลอกวาล์วหนีบผลิตจากยางธรรมชาติ EPDM ไนไตรล์ หรือคลอโรบิวทิล โดยมีความแข็งชายฝั่งตั้งแต่ 40A ถึง 65A ดูโรมิเตอร์ เมื่ออนุภาคเชิงมุมที่แหลมคมติดอยู่บนพื้นผิวของปลอกในขณะที่วาล์วปิด อีลาสโตเมอร์จะเปลี่ยนรูปไปรอบๆ อนุภาคและยังคงได้ ซีลกันฟอง 100% ที่แรงดันสูงสุด 300 psi ในวาล์วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ในทางตรงกันข้าม วาล์วประตูใบมีดจะจับอนุภาคไว้กับเบาะโลหะ ป้องกันการปิดสนิทและสร้างเส้นทางการรั่วไหลอย่างต่อเนื่อง ในสายการผลิตแร่ที่มีอนุภาคซิลิกาวัดความแข็ง Mohs 7 โดยทั่วไปแล้ว ประตูมีดที่ติดโลหะจะต้องเปลี่ยนที่นั่งทุกครั้ง 20,000 ถึง 50,000 รอบ ในขณะที่ปลอกวาล์วหนีบในบริการเดียวกันไปถึง 100,000 ถึง 250,000 รอบ .

อุณหภูมิเป็นปัจจัยจำกัดของวาล์วบีบ ปลอกอีลาสโตเมอร์เสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วเมื่ออยู่ด้านบน 120°C (250°F) และอุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องสูงสุดสำหรับสารประกอบฟลูออโรอีลาสโตเมอร์ประสิทธิภาพสูงก็แทบจะไม่เกิน 150°C วาล์วประตูมีดพร้อมที่นั่งโลหะและกราไฟท์หรือบรรจุ PTFE ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือที่ 540°C (1,000°F) และกbove, making them the default choice for fly ash handling, flue gas desulfurization slurry at elevated temperature, and asphalt batch plants.

การวิเคราะห์เปรียบเทียบตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญ

การเลือกวัสดุปลอกสำหรับวาล์วบีบ

ปลอกวาล์วบีบจะเป็นส่วนปิด ขอบเขตแรงดัน และพื้นผิวการสึกหรอไปพร้อมๆ กัน การเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับความก้าวร้าวทางเคมีของของไหล ความเข้มข้นของของแข็ง และอุณหภูมิในการทำงาน ยางธรรมชาติบริสุทธิ์ให้ความยืดหยุ่นและแรงฉีกขาดสูงสุด เหมาะสำหรับ สารละลายแร่ pH เป็นกลางที่มีขนาดอนุภาคสูงถึง 2 นิ้ว . ปลอก EPDM จัดการกับกรดเจือจางและสารกัดกร่อนที่อุณหภูมิ 120°C และต้านทานการย่อยสลายโอโซนและรังสียูวีในการติดตั้งกลางแจ้ง ปลอกไนไตรล์ต้านทานของเหลวที่มีส่วนประกอบของไฮโดรคาร์บอน ทำให้เหมาะสมสำหรับหางน้ำมันและทรายซึ่งมีปริมาณบิทูเมนเกิน 5% ปลอกคลอโรบิวทิลผสมผสานความทนทานต่อสารเคมีเข้ากับความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซต่ำ ซึ่งกำหนดไว้สำหรับสารละลายฟอกขาวคลอรีนไดออกไซด์ในโรงงานเยื่อกระดาษ

ความล้มเหลวของปลอกแขนมักไม่ถือเป็นหายนะเนื่องจากร่างกายด้านนอกมีแรงกดดันแม้ว่าซากด้านในจะแยกออกก็ตาม โหมดความล้มเหลวที่สังเกตได้คือรูเข็มรั่วผ่านชั้นเสริมแรง ซึ่งจะขยายใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ผู้ปฏิบัติงานในโรงงานสามารถกำหนดเวลาการปิดระบบตามแผนเพื่อเปลี่ยนปลอกเมื่อการรั่วไหลถึงอัตราที่ยอมรับไม่ได้โดยทั่วไป 5 ถึง 10 แกลลอนต่อชั่วโมงสำหรับท่อขนาด 6 นิ้ว .

การกำหนดค่าที่นั่งประตูมีดและความสมบูรณ์ในการบรรจุ

ส้นเท้าของวาล์วประตูใบมีดคือช่องลำตัวด้านล่างใบมีด อนุภาคของแข็งจะสะสมในบริเวณจุดตายนี้ และอัดแน่นในแต่ละรอบจนกระทั่งใบมีดไม่สามารถนั่งได้เต็มที่อีกต่อไป การบรรเทาการออกแบบ ได้แก่ พื้นตัวถังลาดเอียงซึ่งนำของแข็งไปยังทางออก ช่องระบายที่เจาะและเคาะลงที่ด้านล่างของตัวเครื่องเพื่อชะล้างเป็นระยะ หรือการออกแบบแบบไม่มีฝากระโปรงที่ใบมีดจะหดกลับออกจากกระแสการไหลอย่างสมบูรณ์ โดยลากวัสดุที่สะสมไว้เข้าไปในพื้นที่บรรจุ การออกแบบล่าสุดนี้เรียกว่าประตูมีดสองทิศทางที่มีตัวเครื่องปิด ถือเป็นมาตรฐานสำหรับ ตะกอนหลักน้ำเสียที่มีความเข้มข้นของเศษผ้าและกรวดสูงกว่า 3% .

ต่อมบรรจุเป็นแหล่งปล่อยก๊าซเรือนกระจกหลัก วาล์วประตูมีดที่ลูบผ่านสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะสะสมกรวดบนพื้นผิวใบมีด ซึ่งจะกัดกร่อนวงแหวนบรรจุในแต่ละรอบ การบรรจุ PTFE หรือกราไฟท์แบบโหลดสด เสริมพลังโดยดิสก์สปริงที่รักษาแรงต่อมคงที่ ช่วยยืดอายุการบรรจุโดย ปัจจัยสองถึงสามเมื่อเทียบกับผู้ติดตามต่อมแบบเกลียวแบบธรรมดา . แม้ว่าจะมีการโหลดอยู่ก็ตาม วาล์วประตูมีดในการให้บริการสารละลายที่รุนแรงจำเป็นต้องมีการปรับการบรรจุหรือเปลี่ยนทุกๆ 10,000 รอบ เมื่อเทียบกับการบำรุงรักษาการบรรจุเป็นศูนย์สำหรับวาล์วหนีบที่ไม่มีซีลก้านแบบไดนามิก

โครงสร้างต้นทุนและเศรษฐศาสตร์วงจรชีวิตรวม

การเปรียบเทียบราคาซื้อตรงไปตรงมาแต่ทำให้เข้าใจผิดหากพิจารณาแยกกัน วาล์วประตูใบมีดเหล็กคาร์บอนแบบแมนนวลขนาด 6 นิ้วมีราคาประมาณ $400 ถึง $700 ในขณะที่วาล์วหยิกเทียบเท่ากับกลไกการหยิกแบบแมนนวล $800 ถึง $1,500 . มีดประตูราคาถูกกว่าอย่างเห็นได้ชัดในวันแรก อย่างไรก็ตาม การคำนวณต้นทุนการเป็นเจ้าของทั้งหมดจะต้องรวมค่าแรงในการบำรุงรักษาที่วางแผนไว้ ชุดที่นั่งหรือปลอกที่นั่งทดแทน และการหยุดทำงานของการผลิต

สำหรับโรงงานแปรรูปแร่ที่ทำงานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันโดยมีสายหางแร่ขนาด 6 นิ้ว วาล์วประตูใบมีดจำเป็นต้องเปลี่ยนที่นั่งทุก 8 เดือน และเปลี่ยนวาล์วเต็มเมื่อ 24 เดือน ทำให้มีต้นทุนรวมในสามปีประมาณ 3,200 เหรียญสหรัฐฯ รวมค่าอะไหล่และการปิดระบบตามกำหนดสองครั้ง . วาล์วบีบต้องเปลี่ยนปลอกหนึ่งครั้งเมื่อครบ 18 เดือน โดยไม่มีการบำรุงรักษาตัวถัง เป็นเวลารวมสามปี 2,100 ดอลลาร์ รวมการปิดระบบที่สั้นลงหนึ่งครั้ง . จุดครอสโอเวอร์ที่วาล์วหนีบมีความโดดเด่นทางเศรษฐกิจเกิดขึ้นโดยประมาณ ใช้งานต่อเนื่องได้ 14 ถึง 18 เดือน ในการใช้งานที่มีการเสียดสีมากที่สุด ข้อยกเว้นคือน้ำสะอาดหรือบริการกรองน้ำทิ้ง โดยที่วาล์วประตูมีดพร้อมที่นั่งแบบยืดหยุ่นจะทำงานโดยไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษ และต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่าของวาล์วหนีบจะไม่มีทางกู้คืนได้

การวางแนวการติดตั้งและข้อจำกัดในการรวมท่อ

วาล์วบีบมีแกนสมมาตรและสามารถติดตั้งได้ในทิศทางใดก็ได้โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน แรงเปิดและปิดของปลอกไม่ขึ้นกับแรงโน้มถ่วง ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้สามารถติดตั้งการไหลขึ้นในแนวนอน แนวตั้ง และการไหลลงตามแนวตั้ง แม้ว่าการติดตั้งในแนวตั้งที่มีการไหลขึ้นด้านบนผ่านวาล์วปิดตามปกติอาจได้รับผลกระทบจากค้อนน้ำหากการปิดปลอกเร็วเกินไปกับคอลัมน์ที่มีสารละลายหนาแน่น มีการควบคุมเวลาปิดทำการของ 1.5 ถึง 2 วินาทีต่อนิ้วของเส้นผ่านศูนย์กลางวาล์ว บรรเทาแรงดันไฟกระชาก

วาล์วประตูใบมีดจะติดตั้งได้ดีที่สุดโดยให้ก้านตั้งในแนวตั้งและใบมีดเคลื่อนที่ในแนวนอนผ่านแกนท่อ การติดตั้งประตูมีดโดยให้ก้านในแนวนอนต่ำกว่าเส้นกึ่งกลางท่อจะทำให้กล่องบรรจุอยู่ที่จุดต่ำสุด รับประกันว่าของแข็งจะตกลงไปในบรรจุภัณฑ์และเร่งการรั่วไหลของก้าน การวางแนวก้านแนวนอนเหนือท่อเป็นที่ยอมรับได้ แต่ต้องใช้แอกรองรับเพื่อป้องกันการโก่งตัวของใบมีดจากน้ำหนักที่ยื่นออกมา ขนาดที่หันหน้าเข้าหากันที่สั้นเป็นพิเศษเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเมื่อติดตั้งเพิ่มเติมในชั้นวางท่อที่มีอยู่ ซึ่งการถอดชิ้นส่วนแกนม้วนขนาด 24 นิ้วออกนั้นเป็นไปไม่ได้ในเชิงโครงสร้าง แต่สามารถตัดช่องว่างขนาด 6 นิ้วได้ และวาล์วประตูใบมีดเลื่อนเข้าไปโดยมีการดัดแปลงท่อเพียงเล็กน้อย

กลยุทธ์การดำเนินการเพื่อการทำงานระยะไกลที่เชื่อถือได้

วาล์วทั้งสองประเภทมีให้เลือกทั้งแบบพวงมาลัยบังคับด้วยมือ กระบอกสูบนิวแมติก ตัวควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า และตัวกระตุ้นไฮดรอลิก การเลือกการกระตุ้นจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านสาธารณูปโภคที่มีอยู่และความเร็วในการปิด วาล์วหนีบแบบนิวเมติกใช้ลมอัดเพื่อยุบปลอกโดยตรงผ่านตัวแจ็คเก็ตที่แยกส่วน ช่วยลดกลไกการหนีบเชิงกลโดยสิ้นเชิง วาล์วบีบ "แบบใช้ลม" เหล่านี้ปิดโดยการใช้ 20 ถึง 30 psi เหนือแรงดันเส้น ไปยังช่องว่างวงแหวนระหว่างปลอกและตัวเครื่องด้านนอก ให้แรงอัด 360 องศาที่สม่ำเสมอและอายุการใช้งานปลอกสูงสุด การออกแบบนี้เป็นมาตรฐานในการใช้งานรอบสูงเกิน 50,000 การดำเนินงานต่อปี

การกระตุ้นวาล์วประตูมีดจะต้องเอาชนะแรงสามประการที่แตกต่างกัน ได้แก่ แรงเฉือนที่ต้องใช้ในการตัดผ่านเสาสารละลาย แรงเสียดทานแบบเลื่อนของใบมีดกับพื้นผิวของเบาะนั่ง และแรงเสียดทานจากการอัดแน่นบนขอบด้านนอกของใบมีด อาจต้องใช้วาล์วประตูใบมีดขนาด 12 นิ้วที่ปิดต้านแรงดันเส้น 50 psi ในขณะที่ตัดผ่านของแข็งที่ตกตะกอน แรงขับเชิงเส้น 2,500 ถึง 4,000 ปอนด์ . การระบุกระบอกนิวแมติกขนาดเล็กที่หยุดจังหวะกลางถือเป็นความล้มเหลวในการทดสอบเดินเครื่องทั่วไป ต้องเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบโดยพิจารณาจากความดันต่างสูงสุดและการโหลดของแข็งที่แย่ที่สุด ไม่ใช่แรงบิดแยกตัวออกจากน้ำสะอาดที่เผยแพร่ในแค็ตตาล็อกของผู้ผลิต