Εισαγωγή στις βαλβίδες Globe

Βαλβίδες σφαιρών

Οι βαλβίδες Globe είναι μια βαλβίδα γραμμικής κίνησης και έχουν σχεδιαστεί κυρίως για να σταματούν, να ξεκινούν και να ρυθμίζουν τη ροή. Ο δίσκος μιας βαλβίδας Globe μπορεί να αφαιρεθεί εντελώς από τη διαδρομή ροής ή μπορεί να κλείσει εντελώς τη διαδρομή ροής.

Οι συμβατικές βαλβίδες Globe μπορούν να χρησιμοποιηθούν για υπηρεσίες απομόνωσης και στραγγαλισμού. Αν και αυτές οι βαλβίδες παρουσιάζουν ελαφρώς υψηλότερες πτώσεις πίεσης από τις ευθείες βαλβίδες (π.χ. πύλη, βύσμα, σφαίρα κ.λπ.), μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπου η πτώση πίεσης μέσω της βαλβίδας δεν είναι παράγοντας ελέγχου.

Επειδή ολόκληρη η πίεση του συστήματος που ασκείται στο δίσκο μεταφέρεται στο στέλεχος της βαλβίδας, το πρακτικό όριο μεγέθους για αυτές τις βαλβίδες είναι NPS 12 (DN 300). Οι βαλβίδες σφαίρας μεγαλύτερες από το NPS 12 (DN 300) αποτελούν εξαίρεση και όχι κανόνα. Οι μεγαλύτερες βαλβίδες θα απαιτούσαν να ασκηθούν τεράστιες δυνάμεις στο στέλεχος για να ανοίξει ή να κλείσει η βαλβίδα υπό πίεση. Έχουν κατασκευαστεί και χρησιμοποιηθεί βαλβίδες σφαιρών σε μεγέθη έως NPS 48 (DN 1200).

Οι βαλβίδες σφαιρών χρησιμοποιούνται εκτενώς για τον έλεγχο της ροής. Το εύρος του ελέγχου ροής, της πτώσης πίεσης και του καθήκοντος πρέπει να ληφθούν υπόψη στο σχεδιασμό της βαλβίδας για να αποφευχθεί η πρόωρη αστοχία και να διασφαλιστεί η ικανοποιητική εξυπηρέτηση. Οι βαλβίδες που υπόκεινται σε σέρβις στραγγαλισμού υψηλής διαφορικής πίεσης απαιτούν ειδικά σχεδιασμένη επένδυση βαλβίδων.

Γενικά η μέγιστη διαφορική πίεση στο δίσκο της βαλβίδας δεν πρέπει να υπερβαίνει το 20 τοις εκατό της μέγιστης πίεσης ανάντη ή τα 200 psi (1380 kPa), όποιο είναι μικρότερο. Οι βαλβίδες με ειδική επένδυση μπορούν να σχεδιαστούν για εφαρμογές που υπερβαίνουν αυτά τα όρια διαφορικής πίεσης.

Βαλβίδα σφαίρας από χυτό χάλυβα για τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου

Σχέδια αμαξώματος βαλβίδων Globe

Υπάρχουν τρία κύρια σχέδια αμαξώματος για βαλβίδες Globe, συγκεκριμένα: Μοτίβο μπλουζάκι ή σώμα Z, Μοτίβο γωνίας και μοτίβο Wye ή σώμα σώματος Υ.

Σχέδιο βαλβίδας Tee Pattern Globeείναι ο πιο κοινός σωματότυπος, με διάφραγμα σε σχήμα Ζ. Η οριζόντια ρύθμιση του καθίσματος επιτρέπει στο στέλεχος και στο δίσκο να κινούνται κάθετα στην οριζόντια γραμμή. Αυτός ο σχεδιασμός έχει τον χαμηλότερο συντελεστή ροής και μεγαλύτερη πτώση πίεσης. Χρησιμοποιούνται σε σοβαρές υπηρεσίες στραγγαλισμού, όπως σε γραμμές παράκαμψης γύρω από μια βαλβίδα ελέγχου. Οι βαλβίδες Globe με σχέδιο Tee μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές όπου η πτώση πίεσης δεν προκαλεί ανησυχία και απαιτείται στραγγαλισμός.

 

 

Γωνιακό σχέδιο βαλβίδων σφαιρώνείναι μια τροποποίηση της βασικής βαλβίδας Tee Pattern Globe. Τα άκρα αυτής της βαλβίδας Globe είναι υπό γωνία 90 μοιρών και η ροή του ρευστού συμβαίνει με μία μόνο στροφή 90 μοιρών. Έχουν ελαφρώς χαμηλότερο συντελεστή ροής από τις βαλβίδες Globe με μοτίβο wye. Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που έχουν περιόδους παλλόμενης ροής λόγω της ικανότητάς τους να χειρίζονται το φαινόμενο slugging αυτού του τύπου ροής.

 

 

Σχέδιο βαλβίδων Wye Pattern Globe, είναι μια εναλλακτική λύση για την υψηλή πτώση πίεσης, εγγενής στις βαλβίδες Globe. Το κάθισμα και το στέλεχος έχουν γωνία περίπου 45 μοίρες, κάτι που δίνει μια πιο ευθεία διαδρομή ροής στο πλήρες άνοιγμα και προσφέρει τη μικρότερη αντίσταση στη ροή. Μπορούν να ραγιστούν για μεγάλα χρονικά διαστήματα χωρίς σοβαρή διάβρωση. Χρησιμοποιούνται ευρέως για στραγγαλισμό κατά τη διάρκεια εποχιακών ή εκκίνησης. Μπορούν να περάσουν για να αφαιρέσουν τα υπολείμματα όταν χρησιμοποιούνται σε γραμμές αποχέτευσης που είναι συνήθως κλειστές.

Βαλβίδες Disk and Seat και Stem of Globe

Δίσκος:Τα πιο συνηθισμένα σχέδια δίσκων για βαλβίδες Globe είναι: σφαιρικός δίσκος, δίσκος σύνθεσης και δίσκος βύσματος. Ο σχεδιασμός σφαιρικού δίσκου χρησιμοποιείται κυρίως σε συστήματα χαμηλής πίεσης και χαμηλής θερμοκρασίας. Είναι ικανό να στραγγαλίζει τη ροή, αλλά καταρχήν εφαρμόζεται για να σταματήσει και να ξεκινήσει η ροή.

Ο σχεδιασμός του δίσκου σύνθεσης χρησιμοποιεί έναν σκληρό, μη μεταλλικό δακτύλιο εισαγωγής στο δίσκο, ο οποίος εξασφαλίζει πιο σφιχτό κλείσιμο.

Ο σχεδιασμός δίσκου βύσματος παρέχει καλύτερο στραγγαλισμό από τα σχέδια με μπάλα ή σύνθεση. Διατίθενται σε πολλά διαφορετικά σχέδια και είναι όλα μακριά και κωνικά.

Κάθισμα:Οι έδρες βαλβίδας Globe είναι είτε ενσωματωμένες είτε βιδωμένες στο σώμα της βαλβίδας. Πολλές βαλβίδες Globe έχουν πίσω καθίσματα μέσα στο καπό. Τα πίσω καθίσματα παρέχουν σφράγιση μεταξύ του στελέχους και του καπό και αποτρέπουν την αύξηση της πίεσης του συστήματος ενάντια στο κλείσιμο της βαλβίδας, όταν η βαλβίδα είναι πλήρως ανοιχτή. Τα πίσω καθίσματα εφαρμόζονται συχνά σε βαλβίδες Globe.

Στέλεχος:Το Globe valves χρησιμοποιεί δύο μεθόδους για τη σύνδεση του δίσκου και του στελέχους: την υποδοχή T και την κατασκευή του παξιμαδιού δίσκου. Στο σχέδιο της υποδοχής T, ο δίσκος ολισθαίνει πάνω από το στέλεχος, ενώ στο σχέδιο του παξιμαδιού δίσκου, ο δίσκος βιδώνεται στο στέλεχος.

Κατασκευή βαλβίδας Globe

Οι βαλβίδες σφαίρας έχουν συνήθως ανυψωμένους μίσχους και τα μεγαλύτερα μεγέθη είναι εξωτερικής κατασκευής με βίδα και ζυγό. Τα εξαρτήματα της βαλβίδας Globe είναι παρόμοια με εκείνα της βαλβίδας πύλης. Αυτός ο τύπος βαλβίδας έχει θέσεις σε επίπεδο παράλληλο ή κεκλιμένο στη γραμμή ροής.

Η συντήρηση των βαλβίδων Globe είναι σχετικά εύκολη, καθώς οι δίσκοι και τα καθίσματα ανακαινίζονται ή αντικαθίστανται εύκολα. Αυτό καθιστά τις βαλβίδες Globe ιδιαίτερα κατάλληλες για υπηρεσίες που απαιτούν συχνή συντήρηση βαλβίδων. Όταν οι βαλβίδες λειτουργούν χειροκίνητα, η μικρότερη διαδρομή δίσκου προσφέρει πλεονεκτήματα στην εξοικονόμηση χρόνου του χειριστή, ειδικά εάν οι βαλβίδες ρυθμίζονται συχνά.

Η κύρια παραλλαγή στο σχεδιασμό της βαλβίδας σφαιρών είναι στους τύπους των δίσκων που χρησιμοποιούνται. Οι δίσκοι τύπου βύσματος έχουν μακριά, κωνική διαμόρφωση με ευρεία επιφάνεια έδρασης. Αυτός ο τύπος καθίσματος παρέχει μέγιστη αντίσταση στη διαβρωτική δράση του ρεύματος ρευστού. Στον δίσκο σύνθεσης, ο δίσκος έχει μια επίπεδη επιφάνεια που πιέζεται στο άνοιγμα του καθίσματος σαν καπάκι. Αυτός ο τύπος διάταξης καθισμάτων δεν είναι τόσο κατάλληλος για στραγγαλισμό υψηλής διαφορικής πίεσης.

Στις βαλβίδες Globe από χυτοσίδηρο, οι δακτύλιοι δίσκου και έδρας είναι συνήθως κατασκευασμένοι από μπρούτζο. Στις βαλβίδες χάλυβα Globe για θερμοκρασία έως 750°F (399°C), η επένδυση είναι γενικά κατασκευασμένη από ανοξείδωτο χάλυβα και έτσι παρέχει αντίσταση στο σφράγισμα και στο τσούξιμο. Οι όψεις ζευγαρώματος συνήθως υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία για να ληφθούν διαφορικές τιμές σκληρότητας. Χρησιμοποιούνται επίσης άλλα υλικά επένδυσης, συμπεριλαμβανομένων των κραμάτων με βάση το κοβάλτιο.

Η επιφάνεια έδρασης γειώνεται για να διασφαλιστεί η πλήρης επαφή της επιφάνειας έδρασης όταν η βαλβίδα είναι κλειστή. Για κατηγορίες χαμηλότερης πίεσης, η ευθυγράμμιση διατηρείται με ένα μακρύ παξιμάδι ασφάλισης δίσκου. Για υψηλότερες πιέσεις, οι οδηγοί δίσκου χυτεύονται στο σώμα της βαλβίδας. Ο δίσκος περιστρέφεται ελεύθερα στο στέλεχος για να αποφευχθεί το τσούξιμο της επιφάνειας του δίσκου και του δακτυλίου του καθίσματος. Το στέλεχος αντέχει σε μια σκληρυμένη ωστική πλάκα, εξαλείφοντας τη θόλωση του στελέχους και του δίσκου στο σημείο επαφής.

Κατεύθυνση ροής βαλβίδων Globe

Για εφαρμογές με χαμηλή θερμοκρασία, οι βαλβίδες Globe είναι συνήθως εγκατεστημένες έτσι ώστε η πίεση να βρίσκεται κάτω από το δίσκο. Αυτό συμβάλλει στην εύκολη λειτουργία και βοηθά στην προστασία της συσκευασίας.

Για εφαρμογές με υπηρεσία ατμού υψηλής θερμοκρασίας, τοποθετούνται βαλβίδες Globe έτσι ώστε η πίεση να είναι πάνω από το δίσκο. Διαφορετικά, το στέλεχος θα συστέλλεται κατά την ψύξη και θα έχει την τάση να σηκώνει το δίσκο από το κάθισμα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των βαλβίδων Globe

Φόντα:

• Καλή δυνατότητα απενεργοποίησης
• Μέτρια έως καλή ικανότητα στραγγαλισμού
• Μικρότερη διαδρομή (σε σύγκριση με μια βαλβίδα πύλης)
• Διατίθεται σε μοτίβα μπλουζάκι, wye και γωνία, το καθένα προσφέρει μοναδικές δυνατότητες
• Εύκολη μηχανική επεξεργασία ή επανατοποθέτηση των καθισμάτων
• Με τον δίσκο που δεν είναι προσαρτημένος στο στέλεχος, η βαλβίδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βαλβίδα διακοπής ελέγχου

Μειονεκτήματα:

• Υψηλότερη πτώση πίεσης (σε σύγκριση με μια βαλβίδα πύλης)
• Απαιτεί μεγαλύτερη δύναμη ή μεγαλύτερο ενεργοποιητή για να τοποθετηθεί η βαλβίδα (με πίεση κάτω από την έδρα)
• Ροή στραγγαλισμού κάτω από το κάθισμα και ροή διακοπής πάνω από το κάθισμα

Τυπικές εφαρμογές των βαλβίδων Globe

Ακολουθούν μερικές από τις τυπικές εφαρμογές των βαλβίδων Globe:

• Συστήματα νερού ψύξης όπου πρέπει να ρυθμιστεί η ροή
• Σύστημα καυσίμου όπου η ροή ρυθμίζεται και η στεγανότητα είναι σημαντική
• Οι αεραγωγοί υψηλών σημείων και οι αποχετεύσεις χαμηλού σημείου όταν η στεγανότητα και η ασφάλεια αποτελούν βασικά ζητήματα
• Συστήματα τροφοδοσίας, χημικής τροφοδοσίας, εξαγωγής αέρα από συμπυκνωτή και αποστράγγισης εξαγωγής
• Αεραγωγοί και αποχετεύσεις λέβητα, κύριοι αεραγωγοί και αποχετεύσεις ατμού και αποχετεύσεις θερμαντήρα
• Στεγανοποιήσεις και αποχετεύσεις τουρμπίνας
• Σύστημα λιπαντικού στροβίλου και άλλα