【ポピュラーサイエンススタンプ】5バルブのメリット・デメリットを分析

5 バルブのメリットとデメリットの分析

「自分を知り、お互いを知り、永遠に戦うことはできません。」 バルブの正しい選択と使用の前提は、各バルブ自体の長所と短所、および使用する媒体の物理的特性 (温度、圧力) を包括的かつ具体的に理解することです。化学的性質（腐食性）。媒体の清浄度（固体粒子の有無や粘度など）も理解し、最高の性能と最も経済的な耐用年数を得るために適切な製品を選択してください。以下では、次のバルブの長所と短所を分析します。

NO.1バタフライバルブ

バタフライバルブは、円板状の開閉部材を90°前後に往復運動させて流路の開閉、調整を行うバルブです。

利点:

①シンプルな構造、小型、軽量、消耗品の節約、大口径バルブに適しています。

②開閉が早く、流動抵抗が小さい。

③固体粒子が浮遊したメディアにも使用でき、シール面の強度に応じて粉粒体メディアにも使用できます。換気や除塵パイプラインの双方向開閉や調整に使用でき、冶金、軽工業、電力、石油化学システムのガスパイプラインや水路で広く使用されています。

短所:

① バタフライバルブの構造とシール材質の制限により、高温・高圧の配管システムには適しません。

②ボールバルブやグローブバルブに比べてシール性が劣るため、シール性があまり要求されない箇所に使用されます。

NO.2ボールバルブ

ボールバルブはプラグバルブから進化したバルブです。開閉部分はボールになっています。ボールはバルブステムの軸を中心に 90°回転し、開閉の目的を達成します。ボールバルブは主にパイプライン上の媒体の流れを遮断、分配、方向変更するために使用されます。

利点:

① 流れ抵抗が最も低い (実際には 0)。

②作業中（無潤滑時）の固着がないため、腐食性媒体や低沸点液体でも安心して使用できます。

③大きな圧力および温度範囲において完全なシールを達成できます。

④高速な開閉を実現でき、テストベンチの自動化システムに最適です。バルブを素早く開閉しても動作に影響はありません。

⑤球形のクロージャは境界位置に自動的に配置されます。

⑥ 作動媒体は信頼性が高く、両側が密閉されています。

⑦ 全開時および全閉時、ボールと弁座のシール面は媒体から隔離されているため、バルブ内を高速で通過する媒体によってシール面が腐食されることはありません。

⑧ コンパクトな構造、軽量で、中低温媒体システムに適した最も合理的なバルブ構造。

⑨ バルブ本体は対称であり、特に全体の構造はパイプラインからの応力に十分に耐えることができます。

⑩クロージングピースはクロージング時の大きな圧力差に耐えます。石油・化学パイプラインに最適なバルブです。

短所:

①ボールバルブの主シートシール材はPTFEであるため、ほとんどの化学物質に対して不活性で、摩擦係数が小さく、性能が安定し、経年劣化しにくく、温度範囲が広く、シール性能に優れるという総合的な特性を持っています。ただし、テフロンの物理的特性には、より高い膨張係数、低温の流れに対する感受性、低い熱伝導性などがあるため、これらの特性に基づいてバルブ シート シールを設計する必要があります。したがって、シール材が硬くなるとシールの信頼性が損なわれてしまう。さらに、PTFE は耐熱性レベルが低く、180°C 未満でのみ使用できます。この温度を超えると、シーリング材が劣化します。長期間の使用を考慮すると、120℃での使用は一般的ではありません。

② 玉形弁、特に空圧弁（または電動弁）に比べて調整性能が劣ります。

NO.3 グローブバルブ

遮断弁とは、閉鎖部材（弁）が弁座の中心線に沿って移動する弁を指します。このような弁フラップの運動形態によれば、弁座ポートの変化は弁フラップのストロークに比例する。このタイプのバルブは、弁棒の開閉ストロークが比較的短く、カットオフ機能が非常に信頼性が高く、弁座ポートの変化が弁フラップのストロークに比例するため、流量調整に非常に適しています。したがって、このタイプのバルブはカットオフまたは調整およびスロットルに非常に適しています。

利点:

① 開閉時のディスクと弁本体シール面との摩擦力がゲートバルブに比べて小さく、耐摩耗性に優れています。

② 開口部の高さは一般に弁座流路の 1/4 しかないため、ゲートバルブに比べて非常に小さくなります。

③ 通常、バルブ本体とバルブディスクのシール面は 1 つだけであるため、製造プロセスが比較的良好で、メンテナンスが容易です。

④フィラーは一般的にポリテトラフルオロエチレンであるため、耐熱性が高くなります。

短所:

① バルブを通る媒体の流れ方向が変化するため、玉形バルブの最小流動抵抗も他のほとんどのタイプのバルブよりも高くなります。

②ストロークが長いため、ボールバルブに比べて開く速度が遅くなります。

NO.4 ダイヤフラムバルブ

ダイヤフラムバルブとは、バルブ本体とボンネットに柔軟な膜またはダイヤフラムを組み合わせたものを指し、閉鎖部はダイヤフラムと接続された圧縮装置です。弁座は堰状になっています。

利点:

① 制御機構が媒体流路から分離されているため、作動媒体の純度が確保されるだけでなく、パイプライン内の媒体が制御機構の作動部分に影響を与える可能性も防止されます。バルブステムは、有害な媒体を制御する場合を除き、いかなる形でも密閉する必要はありません。安全設備として使用されます。

②作動媒体はダイアフラムとバルブ本体にのみ接触するため、両方ともさまざまな材質を使用できるため、バルブはさまざまな作動媒体を理想的に制御でき、特に化学腐食や浮遊粒子を含む媒体に適しています。

③構造はバルブ本体、ダイヤフラム、ボンネットAss'yの3部品のみでシンプルです。バルブの分解・修理が容易で、ダイヤフラムの交換も現場で短時間で完了します。

短所:

① ダイヤフラムバルブはダイヤフラム材質の制限により、低圧、低温用途に適しています。通常150℃を超えないこと。

②調整性能が比較的悪く、調整範囲が狭い（一般的に開度2/3まで閉めれば流量調整可能）。

NO.5 逆止弁

逆止弁は、逆流弁、逆止弁、背圧弁、逆止弁とも呼ばれます。これらのバルブは、パイプライン内の媒体の流れによって発生する力によって自動的に開閉し、自動バルブに属します。逆止弁はパイプラインシステムで使用されます。それらの主な機能は、培地の逆流を防止し、ポンプと駆動モーターの逆転を防止し、容器内の培地を放出することです。逆止弁は、圧力がシステム圧力を超える可能性がある補助システムに供給するために使用することもできます。回転式（重心に従って回転する）と昇降式（軸に沿って移動する）に分けられます。

利点:

①逆止弁の作動特性は、荷重変化が大きく、開閉頻度が少ないことです。一度オンまたはオフにすると、保守サイクルが非常に長くなり、可動部品を動かす必要がありません。

短所:

① 逆止弁は実際の使用では急速に閉じるように定性的に決められているため、逆止弁が閉じた瞬間に媒体は逆方向に流れます。バルブフラップが閉じると媒体は最大逆流量から急激に低下し、ゼロになると圧力が急激に上昇する「ウォーターハンマー」現象が発生し、パイプラインシステムに破壊的な影響を与える可能性があります。ウォーターハンマーとは、圧力管内の過渡流における圧力波の一種です。圧力配管内の流体の流量変化により圧力が上昇または下降する油圧ショック現象です。物理的な原因は、流体の非圧縮性、流体の動きの慣性、およびパイプラインの弾性の複合効果です。パイプラインに潜むウォーターハンマーの危険を防ぐために、人々は長年にわたり、逆止弁の設計にいくつかの新しい構造と新しい材料を採用してきました。逆止弁の適正性能を確保しつつ、ウォーターハンマーの衝撃力を最小限に抑えるという大幅な進化を遂げました。

ヒント:

「誰もが自分の才能を持っていて、それを適切に使い、使い、そして使わないときも使います。」適切なバルブを選択することは、会社の雇用と同じです。バルブの機能自体にはメリットもデメリットもないことを知っておく必要があります。重要なことは、バルブがその長所を活かし、短所を回避し、その機能を最大限に活用することを知ることです。