Pinch Valve vs Knife Gate Valve: راهنمای انتخاب

انتخاب بین الف شیر خرج کردن و الف دریچه دروازه چاقو یک سوال عملی واحد را مطرح می کند: اینکه آیا برنامه به یک بسته حبابدار و بدون نشتی روی دوغاب های ساینده اولویت دارد یا یک نقطه جداسازی فشرده و مقرون به صرفه برای لجن و مواد جامد که می تواند نشت جزئی را تحمل کند. برای دوغاب هایی با ذرات درشت و تیز با قطر بیش از 1/8 اینچ، یک شیر پینچ با یک غلاف الاستومری تمام پورت تقریباً 3 تا 5 برابر عمر مفید یک شیر دروازه چاقویی با صندلی های فلزی را فراهم می کند. با این حال، شیر دریچه چاقویی استاندارد باقی می ماند که در آن فضا تنگ است، هزینه سرمایه اولیه باید به حداقل برسد، و سیال فرآیند مواد جامد فیبری را حمل می کند که یک آستین انعطاف پذیر را پاره می کند.

اصول عملیاتی و مکانیسم های بسته شدن

یک شیر پینچ با فشرده سازی مکانیکی یک غلاف الاستومری ارتجاعی جریان را جدا می کند تا زمانی که دو دیواره داخلی به هم برسند و یک مهر و موم محکم را تشکیل دهند. مکانیسم بسته شدن می تواند یک میله پینچ ساده یک طرفه، یک مکانیسم فشار دوگانه که از هر دو طرف فشرده می شود، یا یک بسته شدن متحدالمرکز با حرکت پنوماتیکی که آستین را به طور یکنواخت فرو می ریزد. خود آستین تنها جزء تماس با مایع فرآیند است که نیاز به پاکسازی حفره بدن یا شستشوی صندلی را از بین می برد. پروفیل تمام پورت آستین دقیقاً در زمان باز با قطر داخلی لوله مطابقت دارد و ضریب افت فشار (Cv) مشابه لوله مستقیم را ایجاد می کند.

یک سوپاپ دریچه ای چاقویی، یک تیغه فولادی اریب دار، اغلب فولاد ضد زنگ با لبه جلویی سخت، را از طریق یک صندلی ارتجاعی یا مستقیماً از طریق رابط فلز به فلز به داخل جعبه پرکننده در پایین بدنه هدایت می کند. تیغه از طریق مواد جامد معلق و دسته های الیاف در طول بسته شدن قیچی می کند. برخلاف دریچه گوه ای که برای آب بندی به گوه مکانیکی متکی است، دریچه چاقو به فشار دیفرانسیل در سراسر دیسک بستگی دارد تا آن را به سمت سطح صندلی پایین دست فشار دهد و از نظر طراحی آن را به یک شیر آب بندی یک طرفه تبدیل می کند.

مرزهای کاربردی که توسط سیال فرآیند تعریف شده است

اندازه ذرات جامد، شکل و سختی دوغاب تعیین می کند که کدام نوع دریچه زنده بماند. آستین های شیر پینچ از لاستیک طبیعی، EPDM، نیتریل یا کلروبوتیل ساخته می شوند که سختی آن از 40 آمپر تا 65 آمپر طول سنج است. هنگامی که با بسته شدن دریچه، یک ذره تیز و زاویه‌دار روی سطح آستین به دام می‌افتد، الاستومر در اطراف ذره تغییر شکل می‌دهد و همچنان به یک مهر و موم 100% حبابدار تا 300 psi در شیرهای با قطر کوچک دریچه دروازه چاقویی، در مقابل، ذره را در برابر نشیمنگاه فلزی نگه می دارد و از بسته شدن کامل و ایجاد یک مسیر نشت مداوم جلوگیری می کند. در خطوط باطله معدن که در آن ذرات سیلیس سختی Mohs 7 را اندازه گیری می کنند، یک دروازه چاقوی فلزی معمولاً نیاز به تعویض صندلی دارد. 20000 تا 50000 سیکل ، در حالی که یک آستین شیر خرج کردن در همان سرویس می رسد 100000 تا 250000 چرخه .

دما عامل محدود کننده شیر فشار است. آستین های الاستومری در بالا به سرعت تخریب می شوند 120 درجه سانتی گراد (250 درجه فارنهایت) و حداکثر دمای کار مداوم حتی برای ترکیبات فلوئوروالاستومری با کارایی بالا به ندرت از 150 درجه سانتیگراد فراتر می رود. دریچه های دروازه چاقویی با صندلی های فلزی و بسته بندی گرافیتی یا PTFE به طور قابل اعتماد در 540 درجه سانتیگراد (1000 درجه فارنهایت) و الفbove, making them the default choice for fly ash handling, flue gas desulfurization slurry at elevated temperature, and asphalt batch plants.

تجزیه و تحلیل مقایسه ای در معیارهای عملکرد حیاتی

انتخاب مواد آستین برای شیرهای پینچ

آستین سوپاپ پینچ به طور همزمان عنصر بسته شدن، مرز فشار و سطح سایش است. انتخاب مواد تابعی از تهاجمی شیمیایی سیال، غلظت جامدات و دمای عملیاتی است. لاستیک طبیعی خالص بالاترین انعطاف پذیری و استحکام پارگی را ارائه می دهد، ایده آل برای دوغاب های معدنی با pH خنثی با اندازه ذرات تا 2 اینچ . آستین های EPDM اسیدهای رقیق و مواد سوزاننده را تا 120 درجه سانتیگراد کنترل می کنند و در برابر تخریب ازن و UV در تاسیسات بیرونی مقاومت می کنند. آستین های نیتریل در برابر مایعات مبتنی بر هیدروکربن مقاومت می کنند، و آنها را برای باطله های نفتی-شنی که محتوای قیر می تواند بیش از 5٪ باشد مناسب می کند. آستین های کلروبوتیل ترکیبی از مقاومت شیمیایی با نفوذپذیری گاز کم است که برای دوغاب های سفید کننده دی اکسید کلر در کارخانه های خمیر کاغذ مشخص شده است.

شکست آستین به ندرت فاجعه آمیز است زیرا بدنه بیرونی حتی در صورت شکافتن لاشه داخلی فشار را تحمل می کند. حالت شکست قابل مشاهده، نشت سوراخ سوزنی از لایه تقویت کننده است که به تدریج بزرگ می شود. اپراتورهای نیروگاه می توانند زمانی که نشتی به میزان غیرقابل قبولی می رسد، یک خاموشی برنامه ریزی شده برای تعویض آستین برنامه ریزی کنند. 5 تا 10 گالن در ساعت برای یک خط 6 اینچی .

پیکربندی صندلی دروازه چاقو و یکپارچگی بسته بندی

پاشنه آشیل دریچه چاقویی حفره بدن زیر تیغه است. ذرات جامد در این منطقه مرده جمع می شوند و با هر چرخه فشرده می شوند تا زمانی که تیغه دیگر نتواند به طور کامل بنشیند. کاهش طراحی شامل یک کف بدنه شیب دار است که مواد جامد را به سمت خروجی هدایت می کند، یک پورت تخلیه سوراخ شده و به پایین بدنه برای شستشوی دوره ای ضربه می زند، یا طراحی بدون کلاه که در آن تیغه به طور کامل از جریان جریان خارج می شود و مواد انباشته شده را با خود به منطقه بسته بندی می کشاند. این آخرین طرح، که به عنوان دروازه چاقوی دو جهته با بدنه محصور شناخته می شود، استاندارد است لجن اولیه فاضلاب با غلظت شن و ماسه بالای 3 درصد .

غده بسته بندی منبع اصلی انتشار فرار است. دریچه دروازه ای چاقویی که از میان دوغاب ساینده عبور می کند، شن و ماسه را روی سطوح تیغه رسوب می دهد، که سپس حلقه های بسته بندی را در طول هر چرخه ساییده می کند. بسته بندی PTFE یا گرافیت با بارگذاری زنده، که توسط فنرهای دیسکی که نیروی غده ثابت را حفظ می کند، انرژی می گیرد، عمر بسته بندی را افزایش می دهد. ضریب دو تا سه در مقایسه با فالوورهای ساده پیچ . حتی با بارگذاری زنده، یک دریچه دروازه ای چاقویی در سرویس دوغاب شدید نیاز به تنظیم یا تعویض بسته بندی هر 10000 سیکل دارد، در مقایسه با تعمیر و نگهداری بسته بندی صفر برای یک شیر پینچ که فاقد مهر و موم ساقه پویا است.

ساختار هزینه و اقتصاد چرخه عمر کل

مقایسه قیمت خرید ساده است اما اگر به صورت مجزا در نظر گرفته شود گمراه کننده است. یک دریچه دروازه چاقوی فولاد کربنی 6 اینچی دستی تقریباً هزینه دارد 400 تا 700 دلار ، در حالی که یک شیر پینچ معادل با مکانیزم پینچ دستی هزینه دارد 800 تا 1500 دلار . دروازه چاقو در روز اول به وضوح ارزان تر است. با این حال، کل هزینه محاسبه مالکیت باید شامل کار تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده، کیت ها یا آستین های جایگزین صندلی و زمان توقف تولید باشد.

برای یک کارخانه فرآوری مواد معدنی که 24/7 با خط باطله 6 اینچی کار می کند، شیر چاقویی نیاز به تعویض صندلی هر 8 ماه و تعویض کامل شیر در 24 ماه دارد که هزینه کل سه ساله تقریباً به همراه دارد. 3200 دلار شامل قطعات و دو خاموشی برنامه ریزی شده . شیر پینچ نیاز به یک تعویض آستین در 18 ماهگی دارد، بدون تعمیر و نگهداری بدنه، در مجموع سه سال 2100 دلار شامل یک خاموشی کوتاه تر . نقطه متقاطع که در آن شیر پینچ از نظر اقتصادی غالب می شود تقریباً در آن رخ می دهد 14 تا 18 ماه خدمات مستمر در اکثر کاربردهای ساینده استثناء سرویس آب تمیز یا پساب غربال شده است، که در آن یک دریچه چاقویی با نشیمنگاه های ارتجاعی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری به مدت یک دهه کار می کند و هزینه اولیه بالاتر شیر پینچ هرگز جبران نمی شود.

جهت گیری نصب و محدودیت های یکپارچه سازی لوله کشی

شیرهای پینچ متقارن محوری هستند و می توانند در هر جهتی بدون تأثیر بر عملکرد نصب شوند. نیروهای باز و بسته شدن آستین مستقل از گرانش هستند. این انعطاف‌پذیری امکان نصب جریان پایین افقی، عمودی و عمودی را فراهم می‌کند، اگرچه نصب عمودی با جریان به سمت بالا از طریق یک دریچه معمولی بسته می‌تواند اثر چکش آب را تجربه کند اگر بسته شدن آستین در برابر ستونی از دوغاب متراکم خیلی سریع باشد. زمان بسته شدن کنترل شده از 1.5 تا 2 ثانیه در هر اینچ قطر سوپاپ افزایش فشار را کاهش می دهد.

دریچه های دروازه چاقویی بهتر است به گونه ای نصب شوند که ساقه عمودی باشد و تیغه به صورت افقی در محور لوله حرکت کند. نصب یک دروازه چاقویی با ساقه افقی در زیر خط مرکزی لوله، جعبه پرکننده را در پایین ترین نقطه قرار می دهد، و تضمین می کند که مواد جامد در بسته بندی ته نشین می شوند و نشت ساقه را تسریع می کنند. جهت ساقه افقی بالای لوله قابل قبول است، اما برای جلوگیری از انحراف تیغه از وزن کنسول، به یک تکیه گاه یوغی نیاز دارد. ابعاد بسیار کوتاه چهره به چهره یک مزیت تعیین کننده در هنگام نصب مجدد در قفسه لوله های موجود است که در آن برداشتن یک قطعه قرقره 24 اینچی از نظر ساختاری غیرممکن است، اما می توان شکاف 6 اینچی را برید و دریچه دروازه چاقویی با حداقل تغییر لوله کشی به داخل لغزید.

استراتژی های فعال سازی برای عملکرد قابل اعتماد از راه دور

هر دو نوع سوپاپ با چرخ های دستی، سیلندرهای پنوماتیک، اپراتورهای موتور الکتریکی و محرک های هیدرولیک ارائه می شوند. انتخاب محرک بر اساس ابزارهای موجود و الزامات سرعت بسته شدن انجام می شود. دریچه های پنوماتیکی با استفاده از هوای فشرده برای جمع کردن آستین به طور مستقیم از طریق بدنه یکپارچه ژاکت مکانیزم مکانیکی نیشگون گرفتن را به طور کامل حذف می کنند. این دریچه های فشاری "با هوا" با اعمال بسته می شوند 20 تا 30 psi بالاتر از فشار خط به فضای حلقوی بین آستین و بدنه بیرونی، فشرده سازی یکنواخت 360 درجه و حداکثر عمر آستین را فراهم می کند. این طراحی در کاربردهای با چرخه بالا با بیش از 50000 عملیات در سال استاندارد است.

دریچه دریچه چاقویی باید بر سه نیروی متمایز غلبه کند: نیروی برشی مورد نیاز برای برش ستون دوغاب، اصطکاک لغزشی تیغه در برابر سطوح نشیمنگاه، و اصطکاک بسته بندی در محیط تیغه. دریچه دروازه ای 12 اینچی چاقویی که در برابر فشار خط 50 psi بسته می شود در حالی که برش مواد جامد ته نشین شده ممکن است نیاز داشته باشد 2500 تا 4000 پوند رانش خطی . مشخص کردن یک سیلندر پنوماتیکی با اندازه کم که در اواسط حرکت متوقف می شود، یک شکست معمول در راه اندازی است. قطر سیلندر باید بر اساس حداکثر فشار دیفرانسیل و بارگذاری مواد جامد در بدترین حالت انتخاب شود، نه بر اساس گشتاور خروجی آب تمیز منتشر شده در کاتالوگ سازنده.