산업이 어떻게 파이프 라인의 대량의 물 흐름을 제어하거나 화학 물질을 조절하는지 궁금한 적이 있습니까? 대답은 종종 라고 불리는 단순하면서도 독창적 인 장치에 있습니다 나비 밸브 . 파이프 내부에 스마트 도어가있는 것과 같습니다. 단 1/4 턴으로 흐름을 열거 나 닫거나 부분적으로 차단할 수 있습니다. 이러한 밸브의 작동 방식을 이해하면 엔지니어, 기술자 및 호기심 많은 마음이 현대 산업에서 가장 일반적인 흐름 제어 솔루션 중 하나를 파악하는 데 도움이됩니다.
기본 작동에서 고급 설계에 이르기까지 다양한 다재다능한 밸브의 역학을 탐색합니다. 현지 수처리 공장에서 거대한 석유 정유소에 이르기까지 왜 어디에서나 왜 어디에나있는 이유를 알게 될 것입니다.
파이프 안에 앉아 디스크를 묘사하십시오. 그것은 본질적으로 당신이 로보고있는 것입니다 나비 밸브 . 마법은이 디스크를 90 도만 회전 할 때 발생합니다. 흐름을 완전히 차단하는 것에서부터 모든 것을 통과하게합니다.
작동 방식은 다음과 같습니다.
| 위치 | 디스크 방향 흐름 | 상태 |
|---|---|---|
| 0 ° | 흐름에 수직 | 완전히 닫혔습니다 |
| 45 ° | 각도 | 50% 흐름 |
| 90 ° | 흐름과 평행합니다 | 완전히 열립니다 |
디스크가 파이프에 수직으로 앉으면 벽처럼 작용합니다. 아무것도 통과하지 못합니다. 평행하게 회전하면 디스크의 양쪽 주위에 유체가 흐릅니다. 그렇게 간단합니다! 디스크는 흐름 경로를 떠나지 않습니다. 완전히 열릴 때에도 항상 거기에 있습니다.
나비 밸브는 볼 밸브 및 플러그 밸브와 마찬가지로 쿼터 전환 패밀리에 속합니다. 그들은 모두 동일한 기본 아이디어를 공유합니다 - 흐름을 제어하기 위해 90도 회전합니다.
주요 차이점 :
볼 밸브 : 구멍이있는 구를 사용하십시오.
플러그 밸브 : 테이퍼 또는 원통형 플러그를 사용하십시오
나비 밸브 : 평평한 디스크를 사용하십시오
나비 밸브를 선택하는 이유는 무엇입니까? 그들은 가볍고 저렴하며 공간을 덜 차지합니다. 24 인치 나비 밸브의 무게는 비슷한 볼 밸브의 일부입니다. 또한 더 빠르게 닫힙니다. 비상 사태에서 빠르게 차단해야 할 때 완벽합니다.
밸브 본체를 보호 쉘로 생각하십시오. 세 가지 주요 작업을 수행합니다.
모든 것을 수용합니다 - 디스크, 줄기 및 시트를 외부 손상으로부터 안전하게 유지합니다.
파이프에 연결 - 플랜지를 사용하여 파이프 라인과 연결됩니다.
손잡이 압력 - 시스템 힘을 견딜 수있을만큼 힘든 건축
신체 물질도 중요합니다. 주철은 물 시스템에 적합합니다. 공격적인 화학 물질을위한 것이 필요하십니까? 스테인레스 스틸 또는 특수 합금은 플레이트까지 올라갑니다.
디스크는 쇼의 스타입니다. 유체가 얼마나 많은 양을 통과하는지 결정하는 것은 게이트 키퍼입니다. 완전히 빠져 나오는 게이트 밸브와 달리 나비 디스크는 놓고 회전합니다.
흐름 제어 특성 :
0-30 ° : 최소 흐름, 높은 난기류
30-60 ° : 적당한 흐름, 잘 제어
60-90 ° : 최대 흐름, 가장 낮은 저항
디스크 모양은 성능에도 영향을 미칩니다. 일부는 난기류를 줄이기위한 특별한 프로파일을 가지고 있습니다. 다른 사람들은 더 나은 흐름 특성을 위해 간소화 된 설계를 사용합니다. 기억하십시오 - 디스크는 흐름 경로를 떠나지 않기 때문에 항상 약간의 압력 강하를 일으 킵니다.
줄기는 외부 세계와 디스크 사이의 메신저와 같습니다. 손잡이를 바깥쪽으로 돌리면 줄기가 디스크 내부로 회전합니다.
두 가지 주요 디자인이 있습니다.
| 설계 유형 기능 혜택 | 에 가장 적합한 | 방법 |
|---|---|---|
| 원피스 | 줄기는 디스크를 똑바로 통과합니다 | 더 작은 밸브, 더 낮은 압력 |
| 2 피스 | 별도의 연결로 스플릿을 분할하십시오 | 더 큰 밸브, 더 높은 토크 |
O- 링은 신체를 통과하는 줄기를 감싸고 있습니다. 그들은 새롭지 않은 영웅이 누출을 방지합니다. 다수의 O- 링은 백업 씰을 만듭니다-실패하면 다른 사람들은 계속 작동합니다.
밸브가 닫히면 시트가 씰을 만듭니다. 디스크 모서리가 밸브 본체를 만나는 곳입니다. 두 가지 주요 유형은 시장을 지배합니다.
소프트 시트 (EPDM, PTFE와 같은 엘라스토머) :
온도 범위 : -100 ° F ~ 450 ° F
버블 텐트 씰을 제공하십시오
낮은 압력 등급
자체 윤활
금속 시트 (스테인레스 스틸, 스텔리 라이트) :
극한 온도 처리 (최대 1000 ° F)
마모와 침식에 저항합니다
더 높은 압력 능력
누출이 적을 수 있습니다
나비 밸브를 열 때 일어나는 일을 안내해 봅시다.
토크 적용 - 손잡이를 돌리거나 액추에이터가 시작됩니다.
줄기 회전 - 시계 방향으로 바뀌기 시작합니다 (보통)
디스크가 움직이기 시작 - 선단은 좌석에서 멀어집니다.
흐름이 시작됩니다 - 작은 간격이 열리고, 유체가 흘러 나오기 시작합니다.
점진적 개구 - 회전 = 더 많은 흐름 영역
최대 개방 - 90 °에서 디스크는 흐름과 정렬됩니다.
처음 10-20도에는 가장 많은 힘이 필요합니다. 왜? 당신은 물개를 깨고 완전한 시스템 압력과 싸우고 있습니다.
마감은 모든 것을 뒤집습니다.
카운터 회전이 시작됩니다 -핸들은 반대 방향으로 회전합니다
흐름 감소 - 디스크가 더 많은 영역을 차단하기 시작합니다
난기류가 증가합니다 - 공간이 좁아지면서 흐름이 고르지 않습니다
거의 폐쇄 - 마지막 10도가 중요합니다
밀봉 참여 - 디스크 모서리가 좌석에 압축됩니다
완전한 차단 - 흐름 통과가 없습니다
스마트 운영자는 끝 근처에서 천천히 닫습니다. 닫히면 파이프를 손상시킬 수있는 위험한 압력 스파이크 - 워터 망치가 발생합니다.
스로틀 링은 유량을 제어하기 위해 밸브를 부분적으로 개방하는 것을 의미합니다. 작동하지만 캐치가 있습니다 - 나비 밸브는 이상적인 스로틀 러가 아닙니다.
스로틀링이 문제가 될 수있는 이유 :
난기류와 진동을 만듭니다
디스크와 시트 마모를 가속화합니다
특정 위치에서 소음을 유발합니다
캐비테이션으로 이어질 수 있습니다
모범 사례? 주로 전체 열린 또는 완전히 닫힌 상태로 사용하십시오. 정확한 흐름 제어가 필요한 경우 다른 밸브 유형을 고려하거나 가장 안정적인 30-70% 열린 위치에서 사용하십시오.
제로 오프셋은 모든 것이 완벽하게 일치하는 것을 의미합니다. 줄기는 디스크 센터를 통해 바로 실행됩니다. 가장 간단한 디자인입니다.
작동 방식 :
디스크는 좌석을 끊임없이 만지면서 회전합니다
고무 시트는 씰을 만들어 씰을 만듭니다
360 ° 회전 가능 (사용되지는 않지만)
전체 움직임에 걸쳐 마찰
이들은 다음과 같습니다.
최대 250psi의 물 서비스
400 ° F 미만의 온도
비정규 적용
예산에 민감한 프로젝트
단점? 끊임없는 문지름은 시트를 더 빨리 마모시킵니다. 바쁜 시스템에서는 몇 년마다 교체가 필요합니다.
이중 오프셋 밸브는 스템을 디스크면 뒤에서 파이프 축에서 중심으로 두 방향으로 움직입니다. 이것은 캠 효과를 만듭니다.
캠 액션 이점 :
디스크는 처음 10 ° 후에 시트에서 멀어집니다
대부분의 회전 중에 문지르지 않습니다
좌석은 훨씬 더 오래 지속됩니다
더 높은 압력을 처리합니다 (최대 1440psi)
차 문을 여는 그림. 그것은 프레임에서 멀어지면서 슬라이딩하는 대신 프레임에서 멀어집니다. 여기에 같은 생각. 디스크 '스윙 '좌석이 피고 마모가 크게 줄어 듭니다.
산업은 다음을 좋아합니다.
화학적 처리
증기 서비스
고 사이클 응용
엄격한 차단이 필요한 시스템
트리플 오프셋은 세 번째 각도 오프셋으로 더욱 발전합니다. 좌석 표면은 깔때기 모양처럼 원추형이됩니다.
그들을 특별하게 만드는 것 :
| 기능 | 혜택 | 응용 |
|---|---|---|
| 마찰 제로 | 최종 연락처를 제외하고는 문지릅니다 | 고 사이클 서비스 |
| 금속 좌석 | 극한 조건을 처리합니다 | 화재 안전 시스템 |
| 정확한 가공 | 버블 텐트 차단 | 비판적 격리 |
| 양방향 | 흐름 방향이 모두 작동합니다 | 유연한 설치 |
그들은 다음의 프리미엄 선택입니다.
과열 증기
극저온 서비스
공격적인 화학 물질
해외 플랫폼
예, 그들은 더 많은 비용이 듭니다. 그러나 그들은 더 오래 지속되고 가혹한 조건에서 더 잘 봉인합니다.
작은 나비 밸브는 종종 간단한 레버 손잡이를 사용합니다. 90도 당기면 끝났습니다. 최대 약 6 인치의 밸브가 쉽습니다.
더 큰 밸브에는 도움이 필요합니다.
기어 박스가있는 핸드 휠 :
웜 기어는 기계적 이점을 제공합니다
다중 핸드 휠 회전 = 90 ° 디스크 회전
자체 잠금은 원치 않는 움직임을 방지합니다
운영자 노력을 크게 줄입니다
묻힌 밸브의 확장 스핀들 :
Long Rod는지면으로 확장됩니다
T- 핸들 작업을위한 정사각형 너트
발굴없이 작동을 허용합니다
물 분포 시스템에서 일반적입니다
기어 박스 비율은 필요한 노력을 결정합니다. 40 : 1 비율은 전체 작동을 위해 40 핸드 휠 턴을 의미합니다. 더 높은 비율 = 더 쉬운 회전이지만 느린 작동.
현대 식물은 모든 것을 자동화합니다. 나비 밸브도 예외는 아닙니다.
전기 액추에이터 :
모터를 사용하여 줄기를 돌립니다
4-20MA 제어 신호를 수락하십시오
정확한 위치를 제공하십시오
위치 피드백 포함
공압 액추에이터 :
압축 공기는 피스톤을 움직입니다
빠른 작동 (1 초 미만)
실패 옵션 (스프링 리턴)
간단하고 신뢰할 수 있습니다
유압 액추에이터 :
대규모 토크 요구 사항
거대한 밸브 (48 인치 이상)에 사용
부드럽고 강력한 작동
수력 발전소에서 일반적입니다
각 유형은 다른 요구에 맞습니다.
| 프로그램 유형 | 속도 | 정밀 | 비용 | 최상의 애플리케이션 |
|---|---|---|---|---|
| 전기 같은 | 보통의 | 훌륭한 | 높은 | 프로세스 제어 |
| 영적인 | 빠른 | 좋은 | 중간 | 온/오프 서비스 |
| 유압 | 보통의 | 좋은 | 제일 높은 | 큰 밸브 |
웨이퍼 밸브는 두 플랜지 사이의 샌드위치입니다. 긴 볼트는 밸브 본체 주위를 통과하여 모든 것을 함께 클램핑합니다.
설치 프로세스 :
플랜지 사이의 위치 밸브
양쪽에 개스킷을 삽입하십시오
두 플랜지를 통해 실 볼트
별 패턴으로 고르게 조입니다
밀봉을 위해 개스킷을 압축하십시오
운영 특성 :
가장 가벼운 중량 옵션
최저 비용
소형 설치
데드 엔드 서비스를 처리 할 수 없습니다
파이프 끝에서 일할 수없는 이유는 무엇입니까? 플랜지 하나를 제거하면 밸브를 잡고있는 것은 없습니다. 압력이 바로 날아갈 것입니다!
러그 밸브에는 몸 주위에 나사 구멍이 있습니다. 각 플랜지는 밸브에 직접 볼트로 볼트.
운영이 어떻게 다른지 :
각 파이프 라인 측면은 독립적으로 연결됩니다
어느 방향에서도 압력을 가할 수 있습니다
전체 종료없이 다운 스트림 유지 보수가 가능합니다
데드 엔드 서비스를 위해 일합니다
압력 등급 변경 :
두 플랜지 사이 : 전체 등급 (예 : 150psi)
데드 엔드 서비스 : 등급 감소 (아마도 75psi)
독립적 인 연결은 다재다능합니다. 상류가 압력 을가하는 동안 다운 스트림 파이프를 고정하십시오. 그 유연성은 더 많은 비용이 들지만 종료 시간을 절약합니다.
이 밸브에는 자체 플랜지가 부착되어 있습니다. 그들은 무거운 옵션입니다.
운영 장점 :
암석 장착
정렬 문제가 없습니다
진동을 더 잘 처리합니다
독립적으로 밸브 무게를 지원합니다
큰 물주는 이것을 좋아합니다. 60 인치 밸브의 무게는 톤입니다. 이중 플랜지는 그 무게를 올바르게 분배합니다. 또한 파이프 라인 힘이 더 잘 저항합니다. 워터 망치가 발생할 때 중요합니다.
설치 단계 :
파이프 플랜지와 밸브 플랜지를 정렬하십시오
개스킷을 삽입하십시오
각 플랜지를 따로 볼트하십시오
볼트를 통과 할 필요가 없습니다
가능한 가장 강력한 연결
모든 나비 밸브는 압력 강하를 유발합니다. 물리학 - 디스크는 개방 된 경우에도 흐름 경로의 일부를 차단합니다.
압력 강하의 원인 :
디스크 두께는 공간을 차지합니다
디스크 주위에 흐름이 분할되어야합니다
디스크 가장자리에서의 난기류
흐름 경로는 똑바로 통과되지 않습니다
일반적인 압력 강하 :
| 밸브 크기 | 유량 압력 | 강하 |
|---|---|---|
| 4 인치 | 500 gpm | 2-3 psi |
| 12 인치 | 5000 gpm | 3-5 psi |
| 24 인치 | 20000 gpm | 4-7 psi |
그것을 볼 밸브 (거의 제로 드롭) 또는 글로브 밸브 (10+ psi)와 비교하십시오. 나비 밸브는 중간에 앉아 있으며 대부분의 시스템에서 허용 가능한 드롭입니다.
디스크 각도는 얼마나 많은 흐름을 직접 제어합니다. 그러나 그것은 선형이 아닙니다.
흐름 대 디스크 위치 :
0-10 ° : 거의 흐름이 없습니다
10-30 ° : 빠른 흐름 증가
30-60 ° : 우수한 제어 범위
60-90 ° : 이익 감소
이 비선형 응답은 정확한 스로틀링을 까다 롭게 만듭니다. 닫힌 근처의 작은 움직임으로 인해 큰 흐름이 바뀝니다.
양방향 기능 : 대부분의 나비 밸브는 어느 방향에서나 흐름을 처리합니다. 디스크는 상관없이 같은 방식으로 밀봉됩니다. 일부 특수 설계는 한 방향을 선호합니다 - 제조업체 검사 사양.
그들이 돼지를받을 수없는 이유 : 파이프 라인 돼지는 파이프를 밀어 넣는 장치를 청소하고 있습니다. 완전한 보어 액세스가 필요합니다. 나비 디스크는 길을 차단합니다 - 돼지는 지나갈 수 없습니다. 시스템에 돼지가 필요한 경우 대신 볼 밸브를 사용하십시오.
캐비테이션은 액체 압력이 증기압 아래로 떨어지면 발생합니다. 거품이 형성되고 격렬하게 붕괴됩니다.
작동에 영향을 미치는 방법 :
소음을 만듭니다 (자갈처럼 들음)
디스크와 시트 표면을 침식합니다
진동을 일으킨다
흐름 용량을 줄입니다
발생할 때 :
고압 방울
조절 서비스
대형 밸브
높은 유체 온도
예방 전략 :
크기 밸브가 올바르게
확장 된 스로틀링을 피하십시오
포용 방지 트림을 사용하십시오
적절한 위치에 설치하십시오
나비 밸브는 작동하는 데 상당한 힘이 필요합니다. 밸브가 클수록 더 많은 토크가 필요합니다.
토크 요구를 증가시키는 요인 :
더 큰 밸브 크기
더 높은 압력
단단한 밀봉 요구 사항
유체 점도
좌석 재료 유형
일반적인 토크 값 :
| 밸브 크기 밸브 크기 | 필수 | 토크 |
|---|---|---|
| 3 인치 | 150psi | 50 ft-lbs |
| 12 인치 | 150psi | 600 ft-lbs |
| 24 인치 | 150psi | 3000 ft-lbs |
기어 박스는 사람의 노력에 곱합니다. 40 : 1 기어 박스는 10ft-lbs 입력을 400 ft-lbs 출력으로 돌립니다. 액추에이터는 필요할 때 더 많은 힘을 제공합니다.
나비 밸브는 낮은 압력으로 잘 밀봉됩니다. 높은 압력은 다른 밸브 유형보다 더 많은 도전을합니다.
밀봉 저하가되는 이유 :
사이클링에서 좌석 마모
재료에 대한 온도 영향
엘라스토머에 대한 화학 공격
압력 하에서 디스크 편향
온도 영향 :
뜨거울 때 고무 좌석이 부드러워집니다
추위는 그들을 부서지게 만듭니다
금속 좌석은 극단을 더 잘 처리합니다
열 사이클링은 문제를 일으 킵니다
정기적 인 유지 보수 점검은 씰 문제를 일찍 잡습니다. 찾기 :
가시 누출
작동 토크 증가
완전 폐쇄를 달성하기가 어려워집니다
손상된 좌석 표면
물 식물은 나비 밸브에 크게 의존합니다. 섭취 구조에서 분포 주에 이르기까지 어디에나 있습니다.
수도 시스템의 주요 기능 :
처리 탱크를 분리하십시오
프로세스 간의 제어 흐름
펌프 배출을 규제합니다
비상 종료 기능
왜 여기에서 잘 작동하는지 :
대량을 효율적으로 처리하십시오
적절한 코팅으로 부식에 저항하십시오
비상 사태에 대한 빠른 작동
큰 크기의 비용 효율적입니다
전형적인 처리 공장은 수백을 사용합니다. 그들은 원수 섭취에서 완성 된 물 분포에 이르기까지 모든 것을 제어합니다. 크기는 화학 공급 라인의 2 인치에서 주 변속기 파이프의 96 인치입니다.
화학 식물은 신뢰할 수있는 흐름 제어가 필요합니다. 나비 밸브가 제공되지만 재료 선택이 중요해집니다.
일반적인 응용 프로그램 :
반응기 용기 분리
탱크 농장 운영
냉각수 시스템
폐기물 처리 과정
재료 고려 사항 :
| 화학 유형 | 권장 재료 | 구성 요소 |
|---|---|---|
| 산 | Hastelloy, Ptfe-lined | 탄소강 |
| 부신 | 스테인레스 스틸 | 알류미늄 |
| 용매 | 스테인레스 스틸 | EPDM 좌석 |
| 염소 | PVC, CPVC | 금속 좌석 |
온도와 농도도 중요합니다. 실온에서 희석산에 작용하는 것은 200 ° F에서 농축 된 산으로 실패합니다.
건물 시스템은 공기 및 물 제어에 나비 밸브를 사용합니다. 그들은 에너지 효율과 편안함의 균형을 유지합니다.
HVAC 응용 프로그램 :
차가운 물 분포
응축기 물 조절
공기 취급 댐퍼
증기 응축수 시스템
그들이 HVAC 요구에 맞는 이유 :
단단한 기계 실에 소형
건물 관리를위한 자동화
지속적인 작동을 위해 신뢰할 수 있습니다
다양한 재료로 제공됩니다
소방 시스템도 사용합니다. 그들은 비상 사태 동안 빠른 분리를 제공합니다. 일부에는 신호 밸브 위치로의 감독 스위치가 경보 시스템에 대한 스위치를 포함합니다.
수동 나비 밸브는 몇 초 만에 열립니다. 레버를 90도 당기십시오 - 완료! 자동화 된 버전은 매우 다양합니다.
일반적인 작동 시간 :
수동 레버 : 1-3 초
핸드 휠/기어 박스 : 30-120 초
공압 액추에이터 : 0.5-5 초
전기 액추에이터 : 15-60 초
유압 액추에이터 : 5-30 초
속도는 크기에 따라 다릅니다. 3 인치 공압 밸브가 즉시 열립니다. 48 인치 전기 밸브는 2 분이 걸릴 수 있습니다. 비상 시스템은 속도에 공압을 사용합니다. 프로세스 제어는 정밀도를 위해 전기를 선호합니다.
그들은 스로틀을 할 수 있지만 힘은 아닙니다. 그것들을 Dimmers보다 더 나은 스위치로 생각하십시오.
조절 한계 :
30-70% 사이의 최고입니다
장기적인 부분 개방을 피하십시오
캐비테이션 징후를 조심하십시오
유지 보수가 증가 할 것으로 예상됩니다
조절을위한 더 나은 대안 :
글로브 밸브 : 설계
볼 밸브 (V- 포트) : 좋은 타협
제어 밸브 : 궁극적 인 정밀도
버터 플라이 밸브로 스로틀을 밀어 넣어야하는 경우 면밀히 모니터링하십시오. 시트를 더 자주 교체하십시오. 비정상적인 소음을 들어보세요. 과도한 진동을 확인하십시오.
온도와 압력은 나비 밸브의 작동 방식에 크게 영향을 미칩니다. 모든 구성 요소에는 한계가 있습니다.
온도 효과 :
| 콜드 효과 | 열 | 효과 열열 효과 |
|---|---|---|
| 고무 좌석 | 부서지기 쉬워요 | 부드럽고 변형 |
| 금속 부품 | 계약 | 확장하다 |
| 윤활제 | 두껍게 하다 | 얇은 |
| 액추에이터 | 느린 작동 | 봉인 분해 |
압력 고려 사항 :
더 높은 압력 = 더 많은 토크가 필요합니다
고온에서 압력 등급이 떨어집니다
데드 엔드 서비스는 반으로 등급을 줄입니다
진공 서비스에는 특별한 좌석이 필요합니다
항상 압력 온도 차트를 확인하십시오. 100 ° F에서 285psi의 평가 된 밸브는 300 ° F에서 200psi 만 처리 할 수 있습니다.
나비 밸브는 아름답고 단순한 원리로 작동합니다 - 디스크를 90도 회전시켜 흐름을 제어합니다. 이 분기 회전 운영은 수많은 응용 프로그램에 빠르고 신뢰할 수 있으며 비용 효율적입니다. 기본 동심 디자인에서 정교한 트리플 오프셋 버전에 이르기까지 각 유형은 특정 요구를 제공합니다.
그들은 온 오프 서비스에서 뛰어나고 경제적으로 큰 흐름을 처리하며 자동화와 쉽게 통합합니다. 그렇습니다. 압력 강하, 스로틀 링 도전 및 밀봉 제약 조건과 같은 한계가 있습니다. 그러나 올바르게 선택되고 유지 관리되면 나비 밸브는 수년간의 신뢰할 수있는 서비스를 제공합니다.
그들이 어떻게 작동하는지 이해하면 애플리케이션에 적합한 밸브를 선택하는 데 도움이됩니다. 압력, 온도, 매체 및 사이클링 요구 사항을 고려하십시오. 밸브 유형을 필요에 따라 일치시킵니다. 이 지식을 통해 시스템이 원활하게 흐르는 정보를 제공하는 정보에 근거한 결정을 내릴 수 있습니다.
