Ως στοιχείο ελέγχου πυρήνα, οι βαλβίδες πύλης διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην αποκοπή και τη ρύθμιση του ρυθμού ροής του μέσου σε συστήματα βιομηχανικών σωληνώσεων. Οι βαλβίδες σφηνοθυρίδας και οι επίπεδες βαλβίδες πύλης έχουν συμπληρωματικές εφαρμογές λόγω των διαφορετικών δομών τους. Η σφηνοειδής βαλβίδα πύλης έχει τα χαρακτηριστικά της εξαναγκασμένης σφράγισης, της προσαρμοστικότητας σε υψηλή θερμοκρασία, που χρησιμοποιείται συχνά σε υψηλή πίεση, υψηλή θερμοκρασία, αυστηρή σφράγιση, επίπεδες βαλβίδες πύλης με αμφίδρομη σφράγιση και ικανότητα αυτοκαθαρισμού, κυριαρχώντας στην αγορά μεταφοράς αγωγών μεγάλων αποστάσεων και μέσων άμμου. Αυτή η εργασία θα συγκρίνει και θα αναλύσει το σχεδιασμό της δομής, την αρχή στεγανοποίησης και τη σκηνή εφαρμογής για να παρέχει τεχνική βάση για την επιλογή βαλβίδων.
Ανάλυση δομικών διαφορών
(Ι) Σχεδιασμός Σχήματος Πύλης και Επιφάνεια Σφραγίσματος
Σφηνοειδής βαλβίδα πύλης: Αυτή η βαλβίδα πύλης σχηματίζει μια γωνία σφήνας 2 μοιρών 52 'έως 10' 'από το κέντρο του σωλήνα, σχηματίζοντας μια δομή εξαναγκασμένης στεγανοποίησης. Οι τυπικές δομές περιλαμβάνουν:
Single Gate: Απλή δομή, ασθενής ικανότητα αντιστάθμισης θερμικής παραμόρφωσης, κατάλληλη για διακυμάνσεις χαμηλής θερμοκρασίας.
Elastic Gate: Αντισταθμίζει το σφάλμα μηχανικής κατεργασίας μέσω ελαστικής παραμόρφωσης, μειώνει τον κίνδυνο απόφραξης και χρησιμοποιείται συνήθως σε αγωγούς χαμηλής και μέσης πίεσης.
Διπλή βαλβίδα πύλης: Αποτελείται από δύο πύλες με ελατήριο ή μηχανισμό ανοίγματος στη μέση για την αποφυγή μπλοκαρίσματος που προκαλείται από θερμική παραμόρφωση, κατάλληλη για συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας.
Επίπεδη βαλβίδα πύλης: Η επίπεδη βαλβίδα πύλης είναι παράλληλη με την κεντρική γραμμή του σωλήνα και χωρίζεται σε:
Βαλβίδα μονής πύλης: χρησιμοποιήστε στεγανοποίηση έδρας μέσης πίεσης ή πλωτή, συμπαγή δομή, αλλά αδύναμη αμφίδρομη απόδοση σφράγισης.
Διπλή βαλβίδα πύλης: διπλή σφράγιση με ελατήριο ή μηχανισμό ανοίγματος, καλύτερη απόδοση στεγανοποίησης από τη βαλβίδα μονής πύλης. Επιπλέον, οι επίπεδες-βαλβίδες πύλης σχεδιάζονται συνήθως με οπές καθοδήγησης που επιτρέπουν τον καθαρισμό της σφαίρας, με συντελεστή αντίστασης ροής τόσο χαμηλό όσο 0,15, για σωλήνες που απαιτούν τακτικό καθαρισμό.
(II) Μηχανισμοί κίνησης και συγκράτησης
Σφηνοειδής βαλβίδα πύλης: Απαιτεί πολλή ροπή (συνήθως διπλάσια από μια επίπεδη βαλβίδα πύλης) για να σφραγιστεί. Ο ηλεκτρικός ενεργοποιητής του ελέγχεται από τον διακόπτη ροπής και σταματά αυτόματα όταν η ροπή φτάσει σε μια καθορισμένη τιμή για την αποφυγή ζημιών από υπερφόρτωση.
Επίπεδη βαλβίδα πύλης: 50% χαμηλότερη ροπή ανοίγματος και κλεισίματος από τη σφηνοειδή βαλβίδα πύλης μέσω μηχανισμού στεγανοποίησης μέσης πίεσης ή ελατηρίου. Ο ηλεκτρικός ενεργοποιητής του ελέγχεται από διακόπτη ορίου, ο οποίος μπορεί να ανοίγει και να κλείνει με ακρίβεια ανιχνεύοντας τη θέση της πύλης και είναι κατάλληλος για συχνή λειτουργία.
(III) Σχεδιασμός Προστασίας και Συντήρησης
Σφηνοειδής βαλβίδα πύλης: υιοθετεί τη δομή ανερχόμενου στελέχους, αλλά δεν διαθέτει προστατευτικό κάλυμμα. Το νήμα στελέχους είναι ευαίσθητο στη διάβρωση των μέσων. Οι ακαθαρσίες μπορούν εύκολα να συσσωρευτούν στο κάτω αυλάκι και πρέπει να καθαρίζονται τακτικά για να αποφευχθεί η απόφραξη.
Επίπεδη βαλβίδα πύλης: έχει ανερχόμενη δομή στελέχους με προστατευτικό κάλυμμα και ένδειξη ανοίγματος για να παρέχει καθαρή άποψη της θέσης της πύλης. Το γράσο στεγανοποίησης μπορεί να εγχυθεί στο πληρωτικό για να σχηματίσει μια δυναμική σφράγιση που επεκτείνει τον κύκλο συντήρησης κατά 30% και είναι κατάλληλο για καταστάσεις όπου το κόστος συντήρησης είναι κρίσιμο.
Σύγκριση απόδοσης σφράγισης
(I) Διαφορές στην αρχή της σφράγισης.
- Σφηνοειδής βαλβίδα πύλης: Η αυτοενισχυόμενη στεγανωτική δύναμη-παράγεται χρησιμοποιώντας γωνία σφήνας. Το μεταλλικό σφράγισμα είναι επικαλυμμένο με κοβάλτιο, χρώμιο και ένα κράμα βολφραμίου-χρωμίου-κοβαλτίου και έχει σκληρότητα HRC55, επιτρέποντάς του να αντέχει σε διαφοροποιήσεις υψηλής πίεσης (π.χ. αγωγοί ατμού άνω των 10 MPa). Ωστόσο, όταν ανοίγει η έδρα της βαλβίδας, η επιφάνεια στεγανοποίησης αποσπάται από την έδρα, διευκολύνοντας την ενσωμάτωση των σωματιδίων και την πρόκληση διαρροής.
- Επίπεδη βαλβίδα πύλης: μαλακή και σκληρή διπλή σφράγιση (Ο-δακτύλιος + μεταλλική επιφάνεια σφράγισης), με σφραγισμένο σύστημα έγχυσης λίπους-για την επίτευξη μηδενικής διαρροής. Η αμφίδρομη απόδοση σφράγισής του είναι καλύτερη από τη σφηνοειδή βαλβίδα, κατάλληλη για καταστάσεις όπου απαιτείται αντίστροφη στεγανοποίηση.
(II) Προσαρμοστικότητα μέσων
- Σφηνοειδής βαλβίδα πύλης: Όταν ανοίγει, η επιφάνεια στεγανοποίησης διαχωρίζεται από την έδρα της βαλβίδας, καθιστώντας εύκολη την ενσωμάτωση των σωματιδίων και την πρόκληση διαρροής. Κατάλληλο για καθαρά μέσα (π.χ. φυσικό αέριο, υγραέριο).
- Επίπεδη βαλβίδα πύλης: Η βαλβίδα πύλης και η έδρα της βαλβίδας είναι πάντα σε επαφή, επιτρέποντας στα σωματιδιακά μέσα να αποξεστούν από μόνα τους. Κατάλληλο για αγωγούς που μεταφέρουν άμμο-που φέρουν αργό πετρέλαιο (άμμος Λιγότερο ή ίσο με 50 mg/L). Η ικανότητα αυτοκαθαρισμού του-μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής της βαλβίδας.
(III) Προσαρμοστικότητα θερμοκρασίας
- Σφηνοειδής βαλβίδες πύλης: Οι εύκαμπτες βαλβίδες πύλης και οι δομές βαλβίδων διπλής πύλης αντισταθμίζουν τις διακυμάνσεις θερμοκρασίας από -29 βαθμούς έως 550 βαθμούς, αποτρέποντας το μπλοκάρισμα. Η μεταλλική του επιφάνεια σφράγισης διατηρεί τη σφράγιση σταθερή ακόμα και σε υψηλές θερμοκρασίες.
- Βαλβίδα πύλης αεροπλάνου: Το πλωτό κάθισμα έχει σχεδιαστεί για συνθήκες που κυμαίνονται από -46 μοίρες έως 120 μοίρες . Οι εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες απαιτούν ειδικό γράσο. Το περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας μπορεί να επηρεάσει την απόδοση στεγανοποίησης και τα κατάλληλα υλικά θα πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με τις συνθήκες χρήσης.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ανάλυση Εφαρμοσμένων Σεναρίων
Βασική εφαρμογή Wedge Gate Valves.
Υψηλή-Πίεση και υψηλή θερμοκρασία-Σενάρια: Μονάδες διύλισης πετρελαίου (όπως μονάδες καταλυτικής πυρόλυσης), κύριοι αγωγοί ατμού σε υπερκρίσιμους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής (πίεση μεγαλύτερη ή ίση με 25 MPa, θερμοκρασία μεγαλύτερη ή ίση με 540 μοίρες). Η αναγκαστική σφράγισή τους και η προσαρμοστικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες διασφαλίζουν την ασφαλή λειτουργία του συστήματος.
Αυστηρές απαιτήσεις σφράγισης: Συστήματα αποθήκευσης και μεταφοράς υγροποιημένου φυσικού αερίου (ρυθμός διαρροής Μικρότερος ή ίσος με 1 × 10−6 Pa·m3/s), βαλβίδες απομόνωσης περιορισμού για πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Η απόδοσή του σε μηδενική διαρροή πληροί τις απαιτήσεις ασφαλείας των συνθηκών εργασίας υψηλού κινδύνου.
(II) Βασική εφαρμογή επίπεδων-βαλβίδων πόρτας.
Αγωγοί μεγάλων αποστάσεων: Δυτικός-Αγωγός αερίου East (DN1200, πίεση 10 MPa), αγωγοί μεταφοράς πετρελαίου (DN800, περιεκτικότητα σε άμμο 30 mg/L). Η ικανότητα αυτοκαθαρισμού τους και ο χαμηλός συντελεστής αντίστασης ροής μειώνουν το κόστος μεταφοράς.
Απαιτήσεις αμφίδρομης ροής: Αστικοί σταθμοί ρύθμισης πίεσης αερίου, κοινός αγωγός πολλαπλών προϊόντων χημικής βιομηχανίας. Η αμφίδρομη απόδοση σφράγισής τους απλοποιεί τον σχεδιασμό του συστήματος. Τακτική λύση καθαρισμού αγωγών: Υποθαλάσσιος αγωγός (με σχεδιασμό εκτροπής, διάμετρος μπάλας μεγαλύτερη ή ίση με 0,8D). Η λειτουργία καθαρισμού της μπάλας μπορεί να διατηρηθεί χωρίς διακοπή της μετάδοσης.
Δέντρο απόφασης επιλογής
(I) Προτιμώμενες συνθήκες βαλβίδας πύλης σφήνας:
Μέση πίεση > 10 MPa ή θερμοκρασία > 450 μοίρες.
Απαίτηση ρυθμού διαρροής Μικρότερο ή ίσο με 1 × 10-6 Pa · m3/s.
Pipeline Μέγεθος σωματιδίων μικρότερο από 0,1 mm (καθαρό μέσο).
(II) Προτιμώμενες συνθήκες επίπεδης-βαλβίδας πόρτας:
Απαιτείται αμφίδρομη σφράγιση ή καθαρισμός μπάλας.
μέσα με περιεκτικότητα σε άμμο > 10mg/L.
Περιορισμένος χώρος εγκατάστασης (επίπεδη βαλβίδα πύλης 20% χαμηλότερη από την πύλη σφήνας).
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Συμπέρασμα
Οι βαλβίδες πύλης σε σχήμα σφήνας-είναι η πρώτη επιλογή σε συνθήκες υψηλής πίεσης λόγω της εξαναγκασμένης στεγανοποίησης και της προσαρμοστικότητας σε υψηλή θερμοκρασία. Οι επίπεδες βαλβίδες πύλης κυριαρχούν στην αγορά αγωγών μεγάλων αποστάσεων λόγω της δυνατότητας αμφίδρομης στεγανοποίησης και αυτοκαθαρισμού-του. Η επιλογή πρέπει να λαμβάνει υπόψη τα χαρακτηριστικά των μέσων, τις παραμέτρους πίεσης και θερμοκρασίας και το κόστος συντήρησης. Για παράδειγμα, ένα-σύστημα έγχυσης νερού υψηλής πίεσης σε μια υπεράκτια πλατφόρμα χρησιμοποιεί βαλβίδες πύλης σε σχήμα σφήνας-για να διασφαλίσει την ασφάλεια του συστήματος μέσω της απόδοσης αναγκαστικής στεγανοποίησης, ενώ οι υποθαλάσσιοι αγωγοί χρησιμοποιούν επίπεδες βαλβίδες πύλης με οπές οδηγών για ηλεκτρονική συντήρηση μέσω λειτουργιών σφαιρικού σωλήνα για μείωση των απωλειών χρόνου διακοπής λειτουργίας.