Hvad er ventiler?

Ventiler er mekaniske enheder, der styrer flowet og trykket i et system eller en proces. De er væsentlige komponenter i et rørsystem, der transporterer væsker, gasser, dampe, slam osv.

Forskellige typer ventiler er tilgængelige: gate, globe, prop, kugle, butterfly, check, diaphragma, pinch, trykaflastning, kontrolventiler osv. Hver af disse typer har et antal modeller, hver med forskellige egenskaber og funktionelle muligheder. Nogle ventiler er selvbetjente, mens andre manuelt eller med en aktuator eller pneumatisk eller hydraulisk betjenes.

Funktioner fra ventiler er:

• Stoppe og starte flow
• Reducer eller øg et flow
• Styring af strømningsretningen
• Regulering af et flow eller procestryk
• Aflast et rørsystem for et vist tryk

Der er mange ventildesign, typer og modeller med en bred vifte af industrielle anvendelser. Alle opfylder en eller flere af de funktioner, der er identificeret ovenfor. Ventiler er dyre ting, og det er vigtigt, at en korrekt ventil er specificeret til funktionen, og skal være konstrueret af det rigtige materiale til procesvæsken.

Uanset type har alle ventiler følgende grundlæggende dele: krop, motorhjelm, trim (indvendige elementer), aktuator og pakning. De grundlæggende dele af en ventil er illustreret på billedet til højre.

Ventilhus

Ventillegemet, nogle gange kaldet skallen, er den primære grænse for en trykventil. Han fungerer som hovedelementet i en ventilsamling, fordi det er rammen, der holder alle delene sammen.

Kroppen, den første trykgrænse for en ventil, modstår væsketrykbelastninger fra forbindelsesrør. Den modtager indløbs- og udløbsrør gennem gevind, boltede eller svejsede samlinger.

Ventilhusets ender er designet til at forbinde ventilen med rør- eller udstyrsdysen ved hjælp af forskellige typer endeforbindelser, såsom stump- eller muffe svejset, gevindskåret eller flanget.

Ventilhuse er støbt eller smedet i en række forskellige former, og hver komponent har en specifik funktion og er konstrueret i et materiale, der er egnet til denne funktion.

Ventilhjelm

Dækslet til åbningen i kroppen er motorhjelmen, og det er den næstvigtigste grænse for en trykventil. Ligesom ventilhuse findes hætter i mange designs og modeller.

En motorhjelm fungerer som dæksel på ventilhuset, er støbt eller smedet af samme materiale som huset. Det er almindeligvis forbundet med kroppen med en gevind-, boltet eller svejset samling. Under fremstillingen af ​​ventilen sættes de indvendige komponenter, såsom spindel, skive osv. ind i kroppen, og derefter monteres hætten for at holde alle dele sammen indvendigt.

I alle tilfælde betragtes fastgørelsen af ​​motorhjelmen til kroppen som en trykgrænse. Det betyder, at svejsesamlingen eller boltene, der forbinder motorhjelmen med karosseriet, er trykholdende dele. Ventilhjelme, selvom det er en nødvendighed for de fleste ventiler, udgør en grund til bekymring. Kapper kan komplicere fremstillingen af ​​ventiler, øge ventilstørrelsen, repræsentere en betydelig omkostningsdel af ventilomkostningerne og er en kilde til potentiel lækage.

Ventil trim

De aftagelige og udskiftelige ventil indvendige deleder kommer i kontakt med flowmediet, betegnes samlet somVentil trim. Disse dele omfatter ventilsæde(r), skive, forskruninger, afstandsstykker, føringer, bøsninger og indvendige fjedre. Ventilhuset, hætten, pakningen osv., der også kommer i kontakt med flowmediet, betragtes ikke som ventiltrim.

En ventils trimydelse bestemmes af disk- og sædegrænsefladen og forholdet mellem diskens position og sædet. På grund af trimningen er grundlæggende bevægelser og flowkontrol mulige. I design med rotationsbevægelser glider skiven tæt forbi sædet for at frembringe en ændring i flowåbningen. I trimdesign med lineær bevægelse løftes skiven vinkelret væk fra sædet, så der fremkommer en ringformet åbning.

Ventilbeklædningsdele kan være konstrueret af forskellige materialer på grund af de forskellige egenskaber, der er nødvendige for at modstå forskellige kræfter og forhold. Bøsninger og pakdåser udsættes ikke for de samme kræfter og forhold som ventilskiven og sædet/sæderne.

Flow-medium egenskaber, kemisk sammensætning, tryk, temperatur, flowhastighed, hastighed og viskositet er nogle af de vigtige overvejelser ved valg af egnede trimmaterialer. Trimmaterialer kan være det samme materiale som ventilhuset eller hætten.

API 600 ventilens trim nr

Ventilskive og sæde(r)

Disk

Skiven er den del, der tillader, drosler eller stopper flow, afhængigt af dens position. Hvis der er tale om en prop eller en kugleventil, kaldes skiven prop eller en kugle. Skiven er den tredje vigtigste primære trykgrænse. Med ventilen lukket påføres fuldt systemtryk hen over skiven, og af denne grund er skiven en trykrelateret komponent.

Diske er normalt smedet og i nogle designs hårde overflader for at give gode slidegenskaber. De fleste ventiler er navngivet, designet af deres diske.

Sæde(r)

Sædet eller tætningsringene udgør siddefladen til disken. En ventil kan have et eller flere sæder. I tilfælde af en kugle eller en sving-kontraventil er der normalt et sæde, som danner en tætning med skiven for at stoppe flowet. I tilfælde af en skydeventil er der to sæder; den ene på opstrømssiden og den anden på nedstrømssiden. En spjældventilskive har to sædeflader, der kommer i kontakt med ventilsæderne for at danne en tætning til at stoppe strømmen.

For at forbedre tætningsringenes slidstyrke bliver overfladen ofte hårdbehandlet ved svejsning og derefter bearbejdning af tætningsringens kontaktflade. En fin overfladefinish af siddeområdet er nødvendig for god tætning, når ventilen er lukket. Tætningsringe betragtes normalt ikke som trykgrænsedele, fordi kroppen har tilstrækkelig vægtykkelse til at modstå designtryk uden at stole på tykkelsen af ​​tætningsringene.

Ventilspindel

Ventilspindelen giver den nødvendige bevægelse til skiven, proppen eller kuglen for at åbne eller lukke ventilen og er ansvarlig for den korrekte placering af skiven. Den er forbundet til ventilhåndhjulet, aktuatoren eller håndtaget i den ene ende og på den anden side til ventilskiven. I port- eller kugleventiler er der behov for lineær bevægelse af skiven for at åbne eller lukke ventilen, mens i prop, kugle- og Butterfly-ventiler drejes skiven for at åbne eller lukke ventilen.

Stængler er normalt smedet og forbundet til disken ved hjælp af gevind eller andre teknikker. For at forhindre lækage i tætningsområdet er en fin overfladefinish af stilken nødvendig.

Der er fem typer ventilstammer:

• Stigende stilk med udvendig skrue og åg
  Det ydre af spindlen er gevind, mens delen af ​​spindelen i ventilen er glat. Spindeltrådene er isoleret fra strømningsmediet af spindelpakningen. To forskellige stilarter af disse designs er tilgængelige; den ene med håndhjulet fastgjort til stilken, så de kan hæve sammen, og den anden med en gevindbøsning, der får stilken til at stige gennem håndhjulet. Denne type ventil er angivet med "O. S. og Y.” er et almindeligt design for NPS 2 og større ventiler.
• Stigende stilk med indvendig skrue
  Den gevindskårne del af spindlen er inde i ventilhuset, og spindelpakningen langs den glatte sektion, der er udsat for atmosfæren udenfor. I dette tilfælde er spindeltrådene i kontakt med strømningsmediet. Når den drejes, hæver stilken og håndhjulet sig sammen for at åbne ventilen.
• Ikke-stigende stilk med indvendig skrue
  Den gevindskårne del af spindlen er inde i ventilen og hæver sig ikke. Ventilskiven bevæger sig langs spindlen, som en møtrik, hvis spindelen drejes. Stængeltråde udsættes for strømningsmediet og udsættes som sådan for stød. Derfor bruges denne model, når pladsen er begrænset til at tillade lineær bevægelse, og flowmediet ikke forårsager erosion, korrosion eller slid på stammematerialet.
• Glidende Stængel
  Denne ventilspindel roterer eller drejer ikke. Den glider ind og ud af ventilen for at åbne eller lukke ventilen. Dette design bruges i håndbetjente håndtagsventiler med hurtig åbning. Det bruges også i kontrolventiler, der betjenes af hydrauliske eller pneumatiske cylindre.
• Roterende stamme
  Dette er en almindeligt brugt model i kugle-, stik- og sommerfugleventiler. En kvart omgang bevægelse af spindlen åbner eller lukker ventilen.

I hovedmenuen "Ventiler" finder du nogle links til detaljerede (store) billeder af stigende og IKKE-stigende stammeventiler.

Ventilspindelpakning

For en pålidelig tætning mellem stammen og motorhjelmen kræves en pakning. Dette kaldes en Pakning, og det er for eksempel udstyret med følgende komponenter:

• Gland follower, en muffe, der komprimerer pakningen, ved hjælp af en gland ind i den såkaldte pakdåse.
• Gland, en slags bøsning, som komprimerede pakningen ind i pakdåsen.
• Pakdåse, et kammer, hvori pakningen er komprimeret.
• Pakning, tilgængelig i flere materialer, såsom Teflon®, elastomermateriale, fibrøst materiale osv.
• Et bagsæde er et siddearrangement inde i motorhjelmen. Det giver en tætning mellem spindlen og hætten og forhindrer systemtrykket i at bygge mod ventilpakningen, når ventilen er helt åben. Bagsæder anvendes ofte i port- og kugleventiler.

Et vigtigt aspekt af en ventils levetid er tætningsenheden. Næsten alle ventiler, som standard Kugle-, Globe-, Gate-, Plug- og Butterfly-ventiler, har deres tætningsenhed baseret på forskydningskraft, friktion og rivning.

Derfor skal ventilpakning ske korrekt for at forhindre beskadigelse af spindlen og væske- eller gastab. Når en pakning er for løs, vil ventilen lække. Hvis pakningen er for stram, vil det påvirke bevægelsen og mulig skade på stammen.

Vedligeholdelsestip: 1. Sådan installeres en pakning

Vedligeholdelsestip: 2. Sådan installeres en pakning

Ventilåg og ågmøtrik

Åg

Et åg forbinder ventilhuset eller hætten med aktiveringsmekanismen. Toppen af ​​åget holder en ågmøtrik, spindelmøtrik eller ågbøsning og ventilspindlen passerer igennem den. Et åg har normalt åbninger for at give adgang til pakdåsen, aktuatorled osv.. Strukturelt skal et åg være stærkt nok til at modstå kræfter, momenter og drejningsmoment udviklet af aktuatoren.

Åg nød

En ågmøtrik er en møtrik med indvendigt gevind og er placeret i toppen af ​​et åg, som stammen passerer. I en portventil drejes f.eks. ågmøtrikken, og spindlen bevæger sig op eller ned. I tilfælde af Globe-ventiler er møtrikken fastgjort, og spindlen drejes igennem den.

Ventilaktuator

Håndbetjente ventiler er normalt udstyret med et håndhjul fastgjort til ventilens spindel eller ågmøtrik, som drejes med eller mod uret for at lukke eller åbne en ventil. Kugle- og skydeventiler åbnes og lukkes på denne måde.

Håndbetjente kvartsdrejningsventiler, såsom Ball, Plug eller Butterfly, har et håndtag til at aktivere ventilen.

Der er applikationer, hvor det ikke er muligt eller ønskeligt at aktivere ventilen manuelt med håndhjul eller håndtag. Disse applikationer omfatter:

• Store ventiler, der skal betjenes mod højt hydrostatisk tryk
• Ventiler de skal betjenes fra et fjerntliggende sted
• Når tiden til åbning, lukning, gasspjæld eller manuel styring af ventilen er længere end krævet af systemdesignkriterier

Disse ventiler er normalt udstyret med en aktuator.
En aktuator i den bredeste definition er en enhed, der producerer lineær og roterende bevægelse af en strømkilde under påvirkning af en kontrolkilde.

Basisaktuatorer bruges til at åbne eller lukke en ventil helt. Aktuatorer til styring eller regulering af ventiler får et positioneringssignal om at bevæge sig til en hvilken som helst mellemposition. Der er mange forskellige typer aktuatorer, men følgende er nogle af de almindeligt anvendte ventilaktuatorer:

• Gear aktuatorer
• Elektriske motoraktuatorer
• Pneumatiske aktuatorer
• Hydrauliske aktuatorer
• Magnet aktuatorer

For mere information om aktuatorer se hovedmenuen "Ventiler"-Ventilaktuatorer-

Klassificering af ventiler

Følgende er nogle af de almindeligt anvendte ventilklassifikationer, baseret på mekanisk bevægelse:

• Lineære bevægelsesventiler. Ventilerne, hvori lukkeelementet, som i port-, globe-, diafragma-, klem- og løftekontraventiler, bevæger sig i en lige linje for at tillade, stoppe eller drosle strømmen.
• Roterende bevægelsesventiler. Når ventillukningselementet bevæger sig langs en vinkel- eller cirkulær bane, som i butterfly-, kugle-, prop-, excentriske- og svingkontraventiler, kaldes ventilerne roterende bevægelsesventiler.
• Kvartomdrejningsventiler. Nogle roterende bevægelsesventiler kræver cirka en kvart omgang, 0 til 90°, bevægelse af spindlen for at gå til helt åben fra en helt lukket position eller omvendt.

Klassificering af ventiler baseret på bevægelse

Klassebedømmelser

Ventilernes tryk-temperaturklassificeringer er angivet med klassenumre. ASME B16.34, ventiler med flange, gevind og svejseende er en af ​​de mest udbredte ventilstandarder. Den definerer tre typer klasser: standard, speciel og begrænset. ASME B16.34 dækker klasse 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 og 4500 ventiler.

Oversigt

På denne side er defineret en række grundlæggende informationer fra ventiler.

Som du måske har set i hovedmenuen "Ventiler", kan du også finde information om adskillige og ofte anvendte ventiler i Petro- og kemisk industri.
Det kan give dig et indtryk og en god forståelse for forskellene mellem de forskellige typer ventiler, og hvordan disse forskelle påvirker ventilfunktionen. Det vil hjælpe til en korrekt anvendelse af hver type ventil under konstruktionen og den korrekte brug af hver type ventil under drift.