مرجع مهندسی سوپاپ
سیستم های کنترل سیال در سراسر پردازش شیمیایی، تصفیه آب، آبکاری، ساخت نیمه هادی ها و خطوط انتقال مواد غذایی به طور فزاینده ای به شیرآلات پلاستیکی صنعتی برای جابجایی محیط های خورنده، با خلوص بالا یا ذرات سنگین بدون وزن، هزینه و قرار گرفتن در معرض خوردگی که با اجزای فلزی سنتی همراه است. از آنجایی که یک شیر پلاستیکی صنعتی اغلب در کنار دهها اتصالات دیگر در یک خط تحت فشار نصب میشود، مهندسان به چیزی بیش از یک توصیف کلی از آنچه دریچههای پلاستیکی انجام میدهند نیاز دارند - آنها به دادههای ابعادی، رتبهبندی فشار، نمودارهای سازگاری مواد و تصویر واضحی از نحوه رفتار هر نوع شیر در شرایط عملیاتی واقعی نیاز دارند. این بخش مرجع در مورد ساخت شیر، انتخاب مواد، هفت دسته شیر اصلی مورد استفاده در شبکههای لولهکشی صنعتی، و کنترلهای تولیدی که یک تولیدکننده شیر پلاستیکی صنعتی قابل اعتماد را از تولیدی که فقط حداقل مشخصات خروجی را برآورده میکند، جدا میکند.
برخلاف سخت افزار لوله کشی مصرف کننده، یک شیر پلاستیکی صنعتی معمولاً در برابر نقشه پروژه مشخص می شود که فشار کاری، محدوده دما، غلظت شیمیایی، روش فعال سازی و استاندارد اتصال را فهرست می کند. اشتباه گرفتن هر یک از این متغیرها می تواند منجر به ترک زودرس، اکستروژن آب بندی یا محدودیت جریان شود، مدت ها قبل از رسیدن به عمر مورد انتظار. بخشهای زیر این متغیرها را به دستههای عملی تقسیم میکنند تا یک مهندس خریدار، مدیر تعمیر و نگهداری کارخانه یا طراح OEM بتواند خانواده شیرها را بهجای تکیه بر توصیف کاتالوگ عمومی، با چرخه وظیفه واقعی خط مطابقت دهد.
01
مقاومت شیمیایی
بدنههای ترموپلاستیک در برابر حمله اسیدها، قلیاییها، نمکها و عوامل اکسید کننده که فولاد کربنی را حفره یا حل میکنند و عمر مفید اتصالات برنزی را کوتاه میکنند، مقاومت میکنند.
02
کاهش وزن نصب شده
بدنه شیر ترموپلاستیک معمولاً کسری از یک قطعه چدنی یا ضد زنگ معادل را وزن می کند، بارهای براکت نگهدارنده را کاهش می دهد و اجرای لوله های بالای سر را ساده می کند.
03
نارسانایی الکتریکی
ساختار غیر فلزی از واکنش گالوانیکی بین فلزات غیرمشابه جلوگیری می کند و یک مسیر رسانا را در خطوطی که تجمع استاتیک یا جریان سرگردان یک نگرانی است حذف می کند.
04
مجموع هزینه نصب شده کمتر
اجزای ترموپلاستیک قالبگیری شده معمولاً به ماشینکاری کمتری نسبت به قطعات فلزی ریختهگری نیاز دارند که هزینه واحد، وزن حمل و نقل و موجودی قطعات یدکی را مقرون به صرفهتر نگه میدارد.
ساختار و منطق کاربردی
هنگامی که مهندسان می پرسند انواع مختلف دریچه های پلاستیکی مناسب برای یک خط معین چیست، پاسخ به الزامات جهت جریان، فرکانس تحریک، قابلیت تمیز کردن و وضعیت فیزیکی رسانه - مایع، گاز یا دوغاب حامل مواد جامد بستگی دارد. فهرست زیر متداولترین انواع دریچههای پلاستیکی را بر اساس نحوه قطع یا تنظیم جریان، همراه با ویژگیهای عملکردی که یک خانواده را از خانواده دیگر متمایز میکند، دستهبندی میکند.
شیر توپی
یک دیسک کروی در حال چرخش سوراخ را با یک چهارم چرخش باز یا مسدود می کند. از آنجایی که نشیمنگاه با یک سطح کروی صاف تماس دارد، دریچه های توپی مقاومت جریان کم و خاموشی محکم را ارائه می دهند و آنها را به گزینه ای متداول برای عایق کاری روشن/خاموش در خطوط انتقال شیمیایی تبدیل می کند.
شیر پروانه ای
یک دیسک دوار نصب شده بر روی شفت مرکزی در مسیر جریان می چرخد. ابعاد جمع و جور رو به رو، دریچه های پروانه ای را برای قطر لوله های بزرگتر جذاب می کند، جایی که یک شیر توپی تمام پورت طول و وزن بیش از حد به خط اضافه می کند.
شیر دیافراگمی
یک غشای منعطف بر روی سرریز یا بدنه مستقیم فشار می آورد تا جریان را متوقف کند. از آنجایی که دیافراگم مکانیسم کار را از رسانه جدا می کند، این طرح به طور گسترده برای جابجایی سیال با خلوص بالا، ذرات ذرات یا خورنده در جایی که قابلیت تمیز کردن اهمیت دارد، انتخاب می شود.
شیر چک
یک دیسک فنری یا نوع چرخشی جریان را در یک جهت امکان پذیر می کند و به طور خودکار در برابر فشار معکوس بسته می شود و از پمپ ها و تجهیزات اندازه گیری در برابر آسیب جریان برگشتی محافظت می کند.
شیر دروازه
یک دروازه کشویی برای سرویس کامل باز از مسیر جریان خارج می شود یا به طور کامل از سوراخ برای خاموش شدن می افتد و در هنگام باز بودن کمترین افت فشار را ارائه می دهد اما مناسب بودن محدود برای انجام کار دریچه گاز را ارائه می دهد.
شیر دوشاخه
یک دوشاخه مخروطی یا استوانهای در داخل بدنه میچرخد تا مسیرهای داخلی را تراز یا مسدود کند، و یک گزینه خاموش کردن ساده و کم تعمیرات برای نقاط خدماتی که اغلب چرخه میشوند، ارائه میکند.
شیر تخلیه فشار
هنگامی که فشار سیستم از آستانه کالیبره شده فراتر رفت، مکانیزم تنظیم فنر به طور خودکار باز می شود و فشار اضافی را تخلیه می کند تا از تجهیزات پایین دست و لوله ها در برابر شکست بیش از حد فشار محافظت کند.
طبقه بندی صنعتی گسترده تر
با کوچکنمایی از ساختار خاص پلاستیک، سؤال گستردهتر در مورد اینکه ۷ نوع شیر چیست، خانوادههای ساختاری مورد استفاده در هر دسته مواد - پلاستیک، برنز، فولاد ضد زنگ و چدن را پوشش میدهد. شناخت این هفت خانواده به یک مشخص کننده کمک می کند تا قبل از محدود کردن مواد، ترکیب صندلی و روش تحریک، نیاز دریچه پلاستیکی را به دسته مکانیکی صحیح ترجمه کند. جدول مقایسه زیر عملکرد اصلی، روش درایو رایج و جایی که هر دسته بیشتر نصب می شود را نشان می دهد.
| نوع سوپاپ | عملکرد اولیه | روش رایج درایو | نقطه نصب معمولی |
|---|---|---|---|
| شیر توپی | عایق روشن/خاموش سریع | اهرم دستی، پنوماتیک، محرک الکتریکی | خطوط دوز شیمیایی، اسکیدهای انتقال |
| شیر پروانه ای | تنظیم جریان، جداسازی | دنده دستی، برقی، پنوماتیک | لوله کشی آب و HVAC با قطر زیاد |
| شیر دروازه | باز کردن کامل / بسته شدن کامل | چرخ دستی، محرک الکتریکی | شبکه توزیع آب شهری |
| شیر دیافراگمی | کنترل دقیق و بدون آلودگی | چرخ دستی، پنوماتیک | آب دارویی، غذایی، فوق العاده خالص |
| شیر چک | جلوگیری از جریان برگشتی | خودکار، فنر یا گرانش فعال می شود | تخلیه پمپ، ایستگاه های اندازه گیری |
| شیر دوشاخه | خاموش شدن جهتی سریع | اهرم دستی | خطوط انتقال گاز و سوخت |
| شیر تخلیه فشار | محافظت در برابر فشار بیش از حد | فنری اتوماتیک | بویلرها، مخازن تحت فشار، مخازن ذخیره سازی |
هر یک از هفت دسته فوق را می توان در یک ساختار ترموپلاستیک تولید کرد، زمانی که خط فرآیند به جای سقف مقاومت بدنه فلزی، مقاومت در برابر خوردگی را می طلبد. در عمل، اکثر تاسیسات دریچههای پلاستیکی در اطراف طرحهای توپی، پروانهای، دیافراگمی و شیر چک متمرکز میشوند، زیرا این چهار خانواده بخش عمدهای از وظایف جداسازی، تنظیم و جلوگیری از جریان برگشت را در کارخانههای شیمیایی و تصفیه آب پوشش میدهند.
رفتار مواد تحت بار
سقف عملکرد هر شیر پلاستیکی صنعتی عمدتاً توسط رزین مورد استفاده برای قالبگیری بدنه، توپ، دیسک یا دیافراگم تنظیم میشود. پنج ترموپلاستیک بیشتر کاربردهای صنعتی را به خود اختصاص می دهند و هر کدام تعادل مشخصی از تحمل دما، مقاومت شیمیایی و استحکام مکانیکی را دارند. مشخصکنندهای که این تفاوتها را درک میکند میتواند از دو شکست رایج میدانی در سرویس دریچههای پلاستیکی جلوگیری کند: نرم شدن زودرس در دمای بالا و ترکخوردگی استرس ناشی از قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی ناسازگار.
| رزین | تقریبا حداکثر دمای عملیاتی | مقاومت شیمیایی Profile | وظیفه معمولی |
|---|---|---|---|
| پی وی سی | 60 درجه سانتی گراد | قوی در برابر اسیدها، قلیاها و نمکها | تصفیه آب، انتقال شیمیایی عمومی |
| CPVC | 93 درجه سانتی گراد | مقاومت گسترده، تحمل حرارت بالاتر از PVC | آب فرآیند گرم، خطوط شیمیایی با دمای بالاتر |
| PP | 80 درجه سانتی گراد | مقاومت خوب در برابر بسیاری از حلال ها و اسیدها | فاضلاب، آبکاری، زهکشی آزمایشگاهی |
| PVDF | 140 درجه سانتی گراد | مقاومت عالی در برابر اسیدهای قوی و اکسید کننده ها | نیمه هادی، با خلوص بالا، وظیفه شیمیایی تهاجمی |
| با روکش PTFE | 150 درجه سانتی گراد | بی اثری شیمیایی تقریباً جهانی | خدمات خورنده شدید، پردازش دارویی |
یادداشت انتخاب
تطبیق رزین با غلظت رسانه، نه فقط نوع رسانه، ضروری است - یک بدنه PVC که برای قرار گرفتن در معرض اسید رقیق رتبه بندی شده است، ممکن است همچنان از کار بیفتد، اگر همان اسید در غلظت بالاتر یا دمای بالاتر از برگه داده رزین وجود داشته باشد.
بررسی اجمالی مقایسه ای
ساخت و ساز پلاستیکی جایگزینی جهانی برای شیرهای فلزی نیست - این یک راه حل هدفمند برای شرایط عملیاتی خاص است. یک شیر با بدنه فلزی هنوز از شیر ترموپلاستیک که در آن به درجه بندی فشار بالا، بارگذاری مکانیکی شدید یا سرویس دمای بسیار بالا نیاز است، بهتر عمل می کند. درک این مبادله تصمیمات مشخصات را بر اساس شرایط خط واقعی به جای ترجیح عمومی برای یک خانواده مواد حفظ می کند.
خطوط شیمیایی خورنده
یک شیر پلاستیکی صنعتی در برابر حمله اسیدها، کلریدها و محلولهای سوزاننده که باعث خوردگی بدنه فولاد کربنی در یک فاصله زمانی نسبتاً کوتاه میشوند، مقاومت میکند.
بخار یا روغن با فشار بالا
دریچه های فلزی انتخاب استانداردی هستند که در آن درجه بندی فشار، مقاومت در برابر شوک مکانیکی یا دمای عملیاتی بسیار بالا از آنچه بدنه ترموپلاستیک می تواند با خیال راحت تحمل کند، باقی می ماند.
تاسیسات حساس به وزن
دریچههای پلاستیکی سبک، بار روی پایههای لولههای مرتفع را کاهش میدهند و حمل دستی را در حین نصب، به ویژه در مسیرهای افقی طولانی، ساده میکنند.
انضباط تولید
شکاف بین دریچه ای که سال ها به طور قابل اعتماد کار می کند و شیری که در عرض چند ماه از کار می افتد، معمولاً به کنترل های تولید برمی گردد تا انتخاب رزین. تولیدکنندگان جدی دریچه های پلاستیکی صنعتی به جای تکیه بر یک بازرسی نهایی، مراحل تأیید را در مراحل مختلف تولید انجام می دهند. یکنواختی ضخامت دیواره، قرارگیری گیت در طول قالبگیری تزریقی و ثبات سیکل خنککننده همگی بر نحوه توزیع یکنواخت تنش در بدنه نهایی پس از تحت فشار قرار گرفتن دریچه در سرویس تأثیر میگذارند.
تایید مواد اولیه
دستههای رزین ورودی از نظر شاخص جریان مذاب و مشخصات محتوای رطوبت قبل از شروع قالبگیری بررسی میشوند، زیرا مواد خام ناسازگار مستقیماً بر استحکام دیوار و پرداخت سطح تأثیر میگذارد.
کنترل ابعاد و ضخامت دیوار
حتی ضخامت دیواره در سرتاسر بدنه شیر، خطر تمرکز تنش موضعی را کاهش میدهد، که یکی از دلایل اصلی ترکخوردگی در چرخه فشار مکرر است.
تست سازگاری مهر و موم و صندلی
مواد نشیمنگاه و آب بند با محیط مورد نظر مطابقت داده می شوند تا تورم، سخت شدن یا اکستروژن عنصر آب بندی در طول زمان عملکرد خاموش شدن را به خطر نیندازد.
تست هیدرواستاتیک و انسداد هوا
شیرهای تمام شده با آب آزمایش می شوند و قبل از بسته بندی از نظر نشتی تحت فشار هوا بررسی می شوند و تأیید می کنند که بدنه و نشیمنگاه هم مطابق با مشخصات نامی هستند.
مرجع کاربردی فیلد
ارزش عملی دریچههای پلاستیکی صنعتی هنگامی که در برابر محیطهای نصب واقعی ترسیم میشود، واضحتر میشود. بسته به اینکه خط آب آشامیدنی، مواد شیمیایی آبکاری یا سیال فرآیند فوقالعاده خالص را حمل میکند، یک خانواده دریچهها میتوانند بسیار متفاوت رفتار کنند، به همین دلیل است که زمینه کاربرد همیشه باید با تصمیمگیری مواد و نوع شیر همراه باشد.
تصفیه آب و فاضلاب
دریچه های پروانه ای و دیافراگمی جریان را در مراحل فیلتراسیون، دوز و توزیع تنظیم می کنند که در آن مقاومت در برابر خوردگی و یکپارچگی آب بندی طولانی مدت زمان تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد.
پردازش و ذخیره سازی شیمیایی
دریچه های توپی و پلاگین خطوط انتقال حامل اسیدها، قلیایی ها و حلال ها را با انتخاب رزین که مستقیماً با غلظت شیمیایی خاص مورد استفاده مطابقت دارد، جدا می کنند.
آبکاری و تکمیل سطح
دریچه های PP و PVDF در برابر قرار گرفتن مکرر در برابر حمام های آبکاری و مخازن شستشو که در آن اجزای فلزی در شرایط اسیدی یا قلیایی به سرعت خورده می شوند، مقاومت می کنند.
نیمه هادی ها و سیالات با خلوص بالا
دریچههای دیافراگمی با پوشش PVDF و PTFE آب فوقالعاده خالص را کنترل میکنند و مواد شیمیایی را پردازش میکنند که در آن آلودگی فلزی در محصول نهایی قابل تحمل نیست.
انتقال مواد غذایی و دارویی
دریچههای دیافراگمی با مسیرهای جریان صاف و بدون شکاف اعتبار تمیز کردن را ساده میکنند و خطر تجمع میکروبی را در سطح خیس شده کاهش میدهند.
تهویه مطبوع و خدمات ساختمان
شیرهای پروانه ای و توپی سبک وزن مدارهای آب سرد و کندانسور را تنظیم می کنند که در آن مقاومت در برابر خوردگی فواصل سرویس را در شبکه های توزیع بزرگ گسترش می دهد.
چک لیست مشخصات
قبل از نهایی کردن سفارش خرید، یک پاس تأیید کوتاه در برابر نکات زیر می تواند از عدم تطابق بین شیر تحویل شده و شرایط خطی که در واقع با آن مواجه می شود جلوگیری کند. این سؤالات اعمال می شوند که آیا این سفارش یک واحد جایگزین را پوشش می دهد یا یک اتصال کامل را که از یک سازنده شیر پلاستیکی صنعتی تهیه می شود.
ترکیب و تمرکز رسانه
هویت شیمیایی و غلظت دقیق سیال را تأیید کنید، زیرا نمودارهای مقاومت رزین به جای اینکه برای یک خانواده شیمیایی عمومی باشند، مختص غلظت هستند.
محدوده دمای عملیاتی
هم دمای کارکرد معمولی و هم دمای پیک کوتاه مدتی که خط ممکن است به آن برسد را ثبت کنید، زیرا اوج قرار گرفتن در معرض اغلب بر انتخاب رزین حاکم است.
فشار کاری و سنبله های فشار
به فشار کاری پایدار همراه با هرگونه موج یا ضربه چکشی که خط در هنگام راه اندازی پمپ یا بسته شدن سریع شیر تجربه می کند، توجه کنید.
استاندارد اتصال و اندازه پورت
برای جلوگیری از عدم تطابق اتصالات در محل، الگوی حفاری فلنج، ابعاد استاندارد رزوه یا سوکت جوش حلال را در برابر لوله موجود بررسی کنید.
الزامات فعال سازی
بر اساس فرکانس چرخه، نیازهای کنترل از راه دور و اتصالات ابزار موجود در محل نصب، تصمیم بگیرید که آیا حرکت دستی، پنوماتیک یا الکتریکی مورد نیاز است.