Ventil - Valve

Disse vandventiler betjenes af roterende håndtag .

En ventil er en enhed eller en naturlig genstand, der regulerer, styrer eller styrer strømmen af ​​en væske (gasser, væsker, fluidiserede faste stoffer eller opslæmninger ) ved at åbne, lukke eller delvis blokere forskellige passager. Ventiler er teknisk fittings , men diskuteres normalt som en separat kategori. I en åben ventil strømmer væske i en retning fra højere tryk til lavere tryk. Ordet stammer fra det latinske valva , den bevægelige del af en dør, til gengæld fra volvere , til at dreje, rulle.

Den enkleste og meget gamle ventil er simpelthen en frit hængslet klap, der svinger ned for at hindre væske (gas eller væske) strømning i en retning, men skubbes op af selve strømmen, når strømmen bevæger sig i den modsatte retning. Dette kaldes en kontraventil , da det forhindrer eller "kontrollerer" strømmen i en retning. Moderne reguleringsventiler kan regulere tryk eller strøm nedstrøms og fungere på sofistikerede automatiseringssystemer .

Ventiler har mange anvendelsesmuligheder, herunder kontrol af vand til kunstvanding , industrielle anvendelser til styring af processer, anvendelser i hjemmet såsom tænd/sluk og trykregulering til opvaskemaskiner og tøjvaskere og haner i hjemmet. Selv aerosol spraydåser har en lille ventil indbygget. Ventiler bruges også i militær- og transportsektoren. I HVAC- kanaler og andre nær-atmosfæriske luftstrømme kaldes ventiler i stedet for spjæld . I trykluftsystemer bruges ventiler dog, idet den mest almindelige type er kugleventiler.

Ansøgninger

Ventiler findes i stort set alle industrielle processer, herunder forarbejdning af vand og spildevand, minedrift, elproduktion, forarbejdning af olie, gas og petroleum, fødevareproduktion, kemisk og plastisk fremstilling og mange andre områder.

Mennesker i udviklede lande bruger ventiler i deres daglige liv, herunder VVS -ventiler, såsom vandhaner til postevand , gasreguleringsventiler på komfurer, små ventiler monteret på vaskemaskiner og opvaskemaskiner , sikkerhedsanordninger monteret på varmtvandssystemer og ventiler til ventiler i bil motorer.

I naturen er der ventiler, for eksempel envejsventiler i vener, der styrer blodcirkulationen , og hjerteklapper, der styrer blodstrømmen i hjertets kamre og opretholder den korrekte pumpevirkning .

Ventiler kan betjenes manuelt, enten med et håndtag , håndtag , pedal eller hjul. Ventiler kan også være automatiske, drevet af ændringer i tryk , temperatur eller flow. Disse ændringer kan virke på en membran eller et stempel, som igen aktiverer ventilen. Eksempler på denne ventiltype findes almindeligvis sikkerhedsventiler monteret på varmtvandsanlæg eller kedler .

Mere komplekse kontrolsystemer, der anvender ventiler, der kræver automatisk styring baseret på en ekstern indgang (dvs. regulering af flow gennem et rør til et ændret setpunkt) kræver en aktuator . En aktuator vil stryge ventilen afhængigt af dens input og opsætning, så ventilen kan placeres nøjagtigt og muliggøre kontrol over en række krav.

Variation

Ventiler varierer meget i form og anvendelse. Størrelser spænder typisk fra 0,1 mm til 60 cm. Specialventiler kan have en diameter på mere end 5 meter.

Ventilomkostninger spænder fra simple, billige engangsventiler til specialventiler, der koster tusindvis af amerikanske dollars pr. Tomme af ventilens diameter.

Engangsventiler kan findes i almindelige husholdningsartikler, herunder minipumpedispensere og aerosolbeholdere .

En almindelig anvendelse af betegnelsen ventil refererer til ventilhalsens ventiler, der findes i langt de fleste moderne forbrændingsmotorer, såsom dem i de fleste fossile brændstofdrevne køretøjer, der bruges til at styre indtag af brændstof-luftblandingen og tillade udstødningsgasudluftning.

Typer

Ventiler er ret forskellige og kan inddeles i en række grundlæggende typer. Ventiler kan også klassificeres efter, hvordan de aktiveres:

Komponenter

Tværsnitsdiagram over en åben klodsventil .
  1. legeme
  2. havne
  3. sæde
  4. stilk
  5. disk, når ventilen er åben
  6. håndtag eller håndhjul, når ventilen er åben
  7. motorhjelm
  8. pakning
  9. kirtelmøtrik
  10. væskestrøm, når ventilen er åben
  11. diskens position, hvis ventilen var lukket
  12. håndtagets eller håndhjulets position, hvis ventilen var lukket

Hoveddelene i den mest sædvanlige ventiltype er karosseriet og motorhjelmen . Disse to dele danner kabinettet, der holder væsken gennem ventilen.

Legeme

Ventilens krop er det ydre hus af de fleste eller alle af ventilen, som indeholder de indre dele eller trim . Motorhjelmen er den del af indkapslingen, gennem hvilken stammen (se nedenfor) passerer, og som danner en vejledning og tætning for stilken. Motorhjelmen skrues typisk fast i eller er boltet til ventilhuset.

Ventillegemer er normalt metalliske eller plastik . Messing , bronze , gunmetal , støbejern , stål , legeret stål og rustfrit stål er meget almindelige. Havvandsprogrammer, ligesom afsaltningsanlæg, bruger ofte duplexventiler såvel som super duplexventiler på grund af deres korrosionsbestandige egenskaber, især mod varmt havvand. Legering 20 ventiler bruges typisk i svovlsyreplanter, mens monelventiler bruges i flussyre (HF syre) anlæg. Hastelloy -ventiler bruges ofte i applikationer ved høje temperaturer, såsom atomkraftværker, mens inkonelventiler ofte bruges i brintapplikationer. Plastlegemer bruges til relativt lave tryk og temperaturer. PVC , PP , PVDF og glasforstærket nylon er almindelig plast, der bruges til ventilhus.

Motorhjelm

En motorhjelm fungerer som et dæksel på ventilhuset. Det skrues sædvanligvis halvpermanent fast i ventilhuset eller boltes fast på det. Under fremstilling af ventilen sættes de indvendige dele i kroppen, og derefter er motorhjelmen fastgjort for at holde alt sammen indeni. For at få adgang til indre dele af en ventil ville en bruger tage motorhjelmen af, normalt til vedligeholdelse. Mange ventiler har ikke motorhjelm; for eksempel kegleventiler normalt ikke har huer. Mange kugleventiler har ikke bolte, da ventilhuset er sat sammen i en anden stil, f.eks. At blive skruet sammen i midten af ​​ventilhuset.

Havne

Porte er passager, der tillader væske at passere gennem ventilen. Porte er blokeret af ventilelementet eller skiven for at kontrollere flowet. Ventiler har oftest 2 porte, men kan have så mange som 20. Ventilen er næsten altid forbundet ved dens porte til rør eller andre komponenter. Tilslutningsmetoder omfatter gevindskæringer , kompressionsbeslag , lim , cement , flanger eller svejsning .

Håndtag eller aktuator

Et håndtag bruges til manuelt at styre en ventil udefra ventilhuset. Automatisk kontrollerede ventiler har ofte ikke håndtag, men nogle kan have et håndtag (eller noget lignende) alligevel for manuelt at tilsidesætte automatisk kontrol, f.eks. En stopkontrolventil . En aktuator er en mekanisme eller enhed til automatisk eller fjernbetjening af en ventil udefra. Nogle ventiler har hverken håndtag eller aktuator, fordi de automatisk styrer sig selv indefra; for eksempel kan kontraventiler og aflastningsventiler ikke have nogen.

Disk

Ventilskive

En skive eller ventilelement er en bevægelig forhindring inde i det stationære legeme, der justerbart begrænser strømmen gennem ventilen. Selvom de traditionelt er skiveformede, findes diske i forskellige former. Afhængigt af ventiltypen kan en skive bevæge sig lineært inde i en ventil eller rotere på stammen (som i en sommerfugleventil ) eller rotere på et hængsel eller en trunion (som i en kontraventil ). En kugle er et rundt ventilelement med en eller flere stier mellem havne, der passerer gennem den. Ved at dreje bolden kan strømmen ledes mellem forskellige porte. Kugleventiler bruger sfæriske rotorer med et cylindrisk hul boret som en væskepassage. Stikventiler bruger cylindriske eller konisk tilspidsede rotorer kaldet propper . Andre runde former for rotorer er også mulige i rotorventiler , så længe rotoren kan drejes inde i ventilhuset. Imidlertid er ikke alle runde eller sfæriske skiver rotorer; for eksempel bruger en kugleventil bolden til at blokere omvendt flow, men er ikke en rotor, fordi betjening af ventilen ikke indebærer rotation af kuglen.

Sæde

Den lukkede butterflyventil til en Francis -turbine ved Gordon Power Station, Tasmanien

Den Sædet er den indre overflade af legemet, der berører skiven til dannelse af en lækagetæt forsegling. I skiver, der bevæger sig lineært eller svinger på et hængsel eller en trunion , kommer skiven først i kontakt med sædet, når ventilen er lukket. På diske, der roterer, er sædet altid i kontakt med disken, men kontaktområdet ændres, når skiven drejes. Sædet forbliver altid stationært i forhold til kroppen.

Sæder klassificeres efter, om de er skåret direkte ind i kroppen, eller hvis de er lavet af et andet materiale:

  • Hårde sæder er integreret i ventilhuset. Næsten alle hårdt siddende metalventiler har en lille mængde lækage .
  • Bløde sæder er monteret på ventilhuset og fremstillet af blødere materialer som PTFE eller forskellige elastomerer som NBR , EPDM eller FKM afhængigt af den maksimale driftstemperatur .

En lukket blød siddende ventil er meget mindre tilbøjelig til at lække, når den lukkes, mens hårdt siddende ventiler er mere holdbare. Port-, globus- og kontraventiler sidder normalt hårdt, mens butterfly-, kugle-, stik- og membranventiler normalt er blødt siddende.

Stilk

Den stilk overfører bevægelse fra håndtaget eller kontrol enhed til disken. Stilken passerer typisk gennem motorhjelmen, når den er til stede. I nogle tilfælde kan stilken og skiven kombineres i et stykke, eller stammen og håndtaget kombineres i et stykke.

Bevægelsen, der overføres af stammen, kan være en lineær kraft , et drejningsmoment eller en kombination af disse (vinkelventil ved hjælp af momentreaktorstift og navmontering). Ventilen og spindlen kan gevindskæres således, at spindlen kan skrues ind i eller ud af ventilen ved at dreje den i den ene eller den anden retning og dermed flytte skiven frem eller tilbage inde i kroppen. Pakning bruges ofte mellem stilken og motorhjelmen for at opretholde en tætning. Nogle ventiler har ingen ekstern styring og behøver ikke en spindel som i de fleste kontraventiler .

Ventiler, hvis skive er mellem sædet og stammen, og hvor stammen bevæger sig i en retning ind i ventilen for at lukke den, er normalt siddende eller forsædet . Ventiler, hvis sæde er mellem skiven og skaftet, og hvor stammen bevæger sig i en retning ud af ventilen for at lukke den, sidder bagud eller bagud . Disse vilkår gælder ikke for ventiler uden spindel eller ventiler, der bruger rotorer.

Pakninger

Pakninger er de mekaniske tætninger eller pakninger, der bruges til at forhindre lækage af en gas eller væsker fra ventiler.

Ventilkugler

En ventilkugle bruges også til applikationer med høj belastning, højtryk og høj tolerance . De er typisk lavet af rustfrit stål , titanium , Stellite , Hastelloy , messing eller nikkel . De kan også være fremstillet af forskellige plasttyper, såsom ABS , PVC , PP eller PVDF .

Forår

Mange ventiler har en fjeder til fjederbelastning, for at skifte disken normalt til en vis position som standard, men tillade kontrol at genplacere disken. Aflastningsventiler bruger normalt en fjeder til at holde ventilen lukket, men tillader overdreven tryk at tvinge ventilen åben mod fjederbelastningen. Spiralfjedre bruges normalt. Typiske fjedermaterialer omfatter forzinket stål , rustfrit stål og til applikationer ved høj temperatur Inconel X750.

Trimme

De indre elementer i en ventil omtales samlet som en ventils trim . I henhold til API Standards 600, "Steel Gate Valve-Flanged and Butt-welding Ends, Bolted Bonnets", består trimmen af ​​stamme, siddeflade i karosseriet, gate-siddeoverflade, bøsning eller en afsat svejsning til bagsædet og stammehulstyret og små indre dele, der normalt kommer i kontakt med servicevæsken, undtagen stiften, der bruges til at foretage en stilk-til-port-forbindelse (denne stift skal være fremstillet af et austenitisk rustfrit stålmateriale).

Ventilpositioner

En søhane til køling af havvand på en marin dieselmotor . Søhaner er normalt kugleventiler, men kan også være andre typer.

Valve positioner opererer betingelser bestemt af positionen af skiven eller rotoren i ventilen. Nogle ventiler er beregnet til at blive betjent i en gradvis ændring mellem to eller flere positioner. Returventiler og kontraventiler tillader væske at bevæge sig i henholdsvis 2 eller 1 retninger.

To-port ventiler

Betjeningspositioner for 2-ports ventiler kan enten lukkes (lukkes), så der overhovedet ikke går noget flow igennem, helt åbent for maksimalt flow, eller nogle gange delvis åbent i nogen grad imellem. Mange ventiler er ikke designet til præcist at kontrollere mellemliggende strømningsgrad; sådanne ventiler anses for at være enten åbne eller lukkede. Nogle ventiler er specielt designet til at regulere varierende mængder af flow. Sådanne ventiler er blevet kaldt ved forskellige navne, såsom regulering , gasspjæld , måling eller nåleventiler . For eksempel har nåleventiler aflange konisk koniske skiver og matchende sæder til fin flowkontrol. For nogle ventiler kan der være en mekanisme til at angive, hvor meget ventilen er åben, men i mange tilfælde bruges andre indikationer af strømningshastighed, f.eks. Separate flowmålere .

I anlæg med fjernstyret procesdrift, såsom olieraffinaderier og petrokemiske anlæg, kan nogle 2-vejsventiler betegnes som normalt lukkede (NC) eller normalt åbne (NO) under regelmæssig drift. Eksempler på normalt lukkede ventiler er prøveudtagningsventiler , som kun åbnes, mens der tages en prøve. Andre eksempler på normalt lukkede ventiler er nødstopventiler , som holdes åbne, når systemet er i drift, og som automatisk lukker ved at fjerne strømforsyningen. Dette sker, når der er et problem med en enhed eller en sektion af et væskesystem, såsom en lækage for at isolere problemet fra resten af ​​systemet. Eksempler på normalt åbne ventiler er udluftningsventiler eller nødventiler. Når der er et problem åbner disse ventiler (ved at slukke dem), hvilket får enheden til at blive skyllet og tømt.

Selvom der laves mange 2-vejs ventiler, hvor strømmen kan gå i begge retninger mellem de to porte, forventes strømning ofte at gå fra en bestemt port på opstrøms side af ventilen, når en ventil placeres i en bestemt applikation , til den anden port på nedstrøms side. Trykregulatorer er variationer af ventiler, hvor flowet styres for at producere et bestemt nedstrøms tryk , hvis det er muligt. De bruges ofte til at kontrollere gasstrømmen fra en gasflaske . En modtryksregulator er en variation af en ventil, i hvilken strømning styres for at opretholde et vist opstrøms tryk, hvis det er muligt.

Tre-port ventiler

Skematisk 3-vejs kugleventil: L-formet kugle til højre, T-formet til venstre

Ventiler med tre porte tjener mange forskellige funktioner. Et par af mulighederne er anført her.

Trevejskugleventiler leveres med en T- eller L-formet væskepassage inde i rotoren. T -ventilen kan bruges til at tillade tilslutning af et indløb til en eller begge udgange eller tilslutning af de to udgange. L -ventilen kunne bruges til at tillade afbrydelse af begge dele eller tilslutning af en, men ikke begge, to indgange til en udgang.

Shuttle -ventiler tilslutter automatisk det højere trykindløb til udløbet, mens (i nogle konfigurationer) forhindres strømning fra det ene indløb til det andet.

Enkeltgrebsblanderventiler producerer en variabel blanding af varmt og koldt vand med en variabel strømningshastighed under kontrol af et enkelt håndtag.

Termostatiske blandeventiler blander varmt og koldt vand for at producere en konstant temperatur under tilstedeværelse af variable tryk og temperaturer på de to indgangsporte.

Fire-port ventiler

En 4-portsventil er en ventil, hvis krop har fire porte, der er ligeligt fordelt rundt om kroppen, og skiven har to passager til at forbinde tilstødende porte. Det betjenes med to positioner.

Den kan bruges til at isolere og samtidig omgå en prøvetagningscylinder, der er installeret på en trykvandsledning. Det er nyttigt at tage en væskeprøve uden at påvirke trykket i et hydraulisk system og undgå afgasning (ingen lækage, intet gastab eller luftindtrængning, ingen ekstern forurening) ....

Styring

En sømand ombord på et skib betjener hjulet, der styrer en brændstofventil .

Mange ventiler styres manuelt med et håndtag fastgjort til skaftet. Hvis håndtaget drejes halvfems grader mellem betjeningspositioner, kaldes ventilen for en kvart-omdrejningsventil . Sommerfugl, kugleventiler og stikventiler er ofte kvartvendinger. Hvis håndtaget er cirkulært med stilken som rotationsakse i midten af ​​cirklen, kaldes håndtaget for et håndhjul . Ventiler kan også styres af aktuatorer, der er fastgjort til spindlen. De kan være elektromekaniske aktuatorer såsom en elektrisk motor eller solenoid , pneumatiske aktuatorer, der styres af lufttryk , eller hydrauliske aktuatorer, der styres af trykket fra en væske, såsom olie eller vand. Aktuatorer kan bruges til automatisk styring, f.eks. I vaskemaskinecyklusser, fjernbetjening, f.eks. Brug af et centraliseret kontrolrum , eller fordi manuel styring er for vanskelig, f.eks. Når ventilen er meget stor. Pneumatiske aktuatorer og hydrauliske aktuatorer har brug for trykluft- eller væskeledninger for at forsyne aktuatoren: en indløbsledning og en udløbsledning. Pilotventiler er ventiler, der bruges til at styre andre ventiler. Pilotventiler i aktuatorlinjerne styrer tilførslen af ​​luft eller væske til aktuatorerne.

Den fyldeventil i et toilet vandtank er et væskeniveau-aktiverede ventil. Når et højt vandniveau er nået, lukker en mekanisme ventilen, der fylder tanken.

I nogle ventilkonstruktioner styrer trykket i selve strømningsvæsken eller trykforskellen i strømningsvæsken mellem portene automatisk strømmen gennem ventilen.

Andre overvejelser

Ventiler er typisk vurderet til maksimal temperatur og tryk af producenten. De befugtede materialer i en ventil identificeres normalt også. Nogle ventiler med et meget højt tryk er tilgængelige. Når en designer, ingeniør eller bruger beslutter at bruge en ventil til en applikation, skal han/hun sikre, at den nominelle maksimale temperatur og tryk aldrig overskrides, og at de befugtede materialer er kompatible med den væske, ventilens indre udsættes for. I Europa er ventildesign og trykværdier underlagt lovpligtig regulering i henhold til direktivet om trykudstyr 97/23/EF (PED).

Nogle design af væskesystemer, især i kemiske eller kraftværker, er skematisk repræsenteret i rør- og instrumenteringsdiagrammer . I sådanne diagrammer er forskellige typer ventiler repræsenteret med visse symboler .

Ventiler i god stand skal være lækagefrie. Imidlertid kan ventiler i sidste ende slides ud af brug og udvikle en lækage , enten mellem ventilens inderside og yderside eller, når ventilen er lukket for at standse flowet, mellem skiven og sædet. En partikel, der er fanget mellem sædet og skiven, kan også forårsage sådan lækage.

Billeder

Se også

Referencer

eksterne links