Venttiilin valinta on erittäin tärkeä vaihe nestekäsittelyjärjestelmän suunnittelussa, koska vääränlainen venttiili voi aiheuttaa monia ongelmia. Kaikista venttiilityypeistä sulkuventtiili ja palloventtiili ovat kaksi yleisimmin käytettyä venttiiliä tekniikassa ja teknologiassa. Vaikka molempia käytetään nesteen virtauksen ohjaamiseen, ne eroavat toisistaan suunnittelun, toiminnallisuuden ja sovelluksen osalta. Näiden erojen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää, jotta saavutetaan parhaat tulokset järjestelmän suorituskyvyn, tuottavuuden ja turvallisuuden kannalta lukuisilla teollisuudenaloilla. Tässä artikkelissa keskitytään sulkuventtiilien ja palloventtiilien yksityiskohtaiseen kuvaukseen, joka auttaa sinua tekemään oikean valinnan sovellukseesi.
Mikä on sulkuventtiili?
Yksinkertaisimmillaan sulkuventtiili on lineaariliikkeinen venttiili, joka avaa tai sulkee veden tai muun nesteen virtauksen. Sen pääasiallisena käyttökohteena on avata tai sulkea nestevirtaus kokonaan, jolloin virtaus pääsee täyteen, kun se on auki-asennossa, ja ei virtaa, kun se on kiinni. Yleisimpiä sulkuventtiilityyppejä ovat rinnakkaisliukuventtiilit, kiilaventtiilit (kiinteä kiila, joustava kiila ja halkaistu kiila) ja läpivientisulkuventtiilit, jotka on kehitetty täyttämään erilaiset korkeat paine- ja lämpötilaolosuhteet.
Mikä on palloventtiili?
Palloventtiili on eräänlainen kiertoventtiili, joka pyörii neljänneskierroksen verran avatakseen tai sulkeakseen venttiilin pallomaisen levyn avulla, jonka keskellä on reikä. Palloventtiileille on ominaista niiden kyky sulkeutua nopeasti, antaa tiivis tiiviste ja ovat suhteellisen pieniä kooltaan, joten ne soveltuvat käytettäväksi vesihuoltojärjestelmissä. Palloventtiileitä on useita eri tyyppejä, kuten täysporttiset, pieniporttiset, V-porttiset ja nivelakselilla varustetut palloventtiilit, ja jokaisella niistä on erilaiset virtauskertoimet ja nimellispaineet. Pääelementti on ontto pallo, jossa on pyörivä reikä.
Porttiventtiili vs. palloventtiili: Miten niitä verrataan?
Työskentely
Suunnittelu ja rakenne
Luistin- ja palloventtiilien rakenteessa on myös joitakin eroja, jotka voidaan esittää seuraavasti: Sulkuventtiili koostuu rungosta, kannesta, sulkuportista, istukanrenkaista, varresta ja toimilaitteesta, joka voi olla käsikäyttöinen tai automaattinen. Sulkuluukku liukuu varren päällä istuinrenkaiden avulla virtauksen säätelemiseksi. Palloventtiilit sen sijaan koostuvat yleensä rungosta, pallosta, istukasta, varresta ja toimilaitteesta. Pallo, jossa on ainutlaatuinen reikä, on virtauksen pääohjauskomponentti, joka pyörii avatakseen tai sulkeakseen istuimet ja salliakseen tai estääkseen nesteiden virtauksen. Luukkuventtiilit ovat yleensä suurempia ja painavampia kuin samankokoiset ja saman paineluokan palloventtiilit, mikä johtuu pääasiassa luukun liikuttamiseen tarvittavasta tilasta.
Virtauksen säätö
Virtauksen säätöön käytetään sulkuventtiilejä pääasiassa suurissa vesijohtolinjoissa. Ne eivät ole kovin tehokkaita virtauksen ohjauksessa tai hallinnassa. Luukkuventtiilin osittaisesta avaamisesta voi aiheutua muun muassa virtauksen aiheuttamaa tärinää, luukun ja istukoiden eroosiota, joka johtuu rajoitetun aukon läpi kulkevan nesteen suuresta nopeudesta, sekä venttiilin vaurioitumista. Palloventtiileitä käytetään pääasiassa on/off-käytössä, mutta ne voivat toimia jonkinasteisena kuristimena erityisesti silloin, kun pallossa on V-muotoinen aukko. Kuristaminen tavallisella palloventtiilillä voi kuitenkin myös aiheuttaa istukan kulumista, jos sitä tehdään pitkään. Virtauksen säätämisen kannalta säätöventtiilien käyttö on suositeltavampaa kuin sulkuventtiilien ja palloventtiilien käyttö.
Sovellukset
Sulkuventtiileitä käytetään prosesseissa, joissa tarvitaan suurta ja vapaata väliaineen virtausta ja joissa venttiiliä ei avata tai suljeta usein. Esimerkkejä ovat mm:
-
Vesi- ja jätevedenpuhdistamot
-
Öljy- ja kaasuputket
-
Voimalaitokset
-
Kaivostoiminta
-
Irtotavaran käsittely
Palloventtiileitä käytetään niiden nopean toiminnan ja sulkemis- ja tiivistyskyvyn ansiosta monenlaisissa sovelluksissa, kuten:
-
LVAC-järjestelmät
-
Maakaasun jakelu
-
Kemiallinen käsittely
-
Elintarvike- ja juomateollisuus
-
Lääkkeet
-
Automatisoidut prosessinohjausjärjestelmät
Se riippuu pääasiassa järjestelmän tarpeista, esimerkiksi siitä, tarvitaanko nopeaa sulkemista, tiivistä tiivistämistä tai pientä painehäviötä.
Tiivistyksen suorituskyky
Tiiviys on yksi venttiilien suorituskyvyn tärkeimmistä tekijöistä, ja sekä luistiventtiileissä että palloventtiileissä on eriasteinen tiivistys. Palloventtiilit, erityisesti ne, joissa on pehmeä istukka (PTFE tai elastomeeri), ovat suhteellisen tehokkaampia tiivistyksen kannalta kuin luistiventtiilit. Tämä johtuu pallon pallomaisesta muodosta ja tasaisesta kosketuksesta istukkaan tiivistyspintaa pitkin. Luukkuventtiilit riippuvat siitä, että luukku sulkeutuu istukan päälle tiivisteen luomiseksi. Ajan mittaan sulkuventtiilien tiivistepinnat voivat kulua venttiilin käyttötiheydestä riippuen tai jos venttiilin läpi kulkeva neste sisältää hankaavia aineita, jotka voivat aiheuttaa vuotoja.
Käyttöikä
Sekä sulkuventtiilien että palloventtiilien käyttöikä riippuu venttiilissä käytetystä materiaalista, käyttöolosuhteista (paine, lämpötila, nestetyyppi) ja käyttötiheydestä. Yleisesti ottaen palloventtiilit ovat rakenteeltaan yksinkertaisempia ja niissä on vähemmän liikkuvia osia, joten niiden käyttöikä on todennäköisemmin pidempi erityisesti jaksottaisessa käytössä. Neljännesvuosikierroksen toiminta vähentää myös sisäisten osien kulumista. Luukkuventtiileissä luukun ja istukoiden kuluminen voi olla suurempaa niiden liukuliikkeen vuoksi, varsinkin jos venttiiliä käytetään kuristamiseen. Kuitenkin tapauksissa, joissa niitä käytetään enimmäkseen täysin avoimessa tai täysin suljetussa asennossa ja joissa ne eivät ole alttiina ankarille olosuhteille, myös sulkuventtiilit voivat palvella pitkään ja varmistaa koko järjestelmän kestävyyden.
Huolto ja puhdistus
Luistiventtiilien ja palloventtiilien huolto on erilaista niiden rakenteen vuoksi. Luukkuventtiilit ovat yleensä vaativampia huollon kannalta, koska niissä liikkuvien osien määrä sekä luukun ja istukoiden kuluminen ovat suurempia. Karan kunnossapito voi vaatia usein tapahtuvaa voitelua, kun taas tiiviste voi vaatia tarkastusta mahdollisten vuotojen varalta. Myös puhdistus voi olla luistiventtiileissä monimutkaisempaa, koska roskat voivat yleensä laskeutua niihin ja aiheuttaa siten likaantumista. Palloventtiilit ovat verrattain yksinkertaisempia, joten ne vaativat vähemmän huoltoa. Kuulaventtiilien istukat voivat kuitenkin kulua hankaavien nesteiden tai korkean paineen vaikutuksesta. Palloventtiilin puhdistaminen on yleensä helppoa, joskus se edellyttää vain venttiilin avaamista ja huuhtelua.
Tekijät, jotka on otettava huomioon valittaessa sulkuventtiilien ja palloventtiilien välillä
Nesteen tyyppi
Järjestelmässä käsiteltävän nesteen luonne on ratkaiseva tekijä venttiilin valinnassa. Puhtaille, ei-viskoosisille nesteille sekä luisti- että palloventtiilit voivat olla parempia valintoja. Jos nesteet sisältävät kiintoainetta tai lietteitä, luistiventtiilit saattavat kuitenkin olla alttiimpia tukkeutumiselle tai istukan vaurioitumiselle luistin liukuliikkeen vuoksi. Palloventtiilit, jotka puhdistavat itsensä pallon pyöriessä, voivat olla suositeltavampia tällaisissa sovelluksissa. Erittäin syövyttävissä nesteissä venttiilin osien (runko, istukat, tiivisteet) rakenneaine on ratkaiseva, ja molempia venttiilityyppejä valmistetaan erilaisista korroosionkestävistä materiaaleista, ja ne kestävät kaasuja.
Asennustila
Asennustilan koko voi myös määrittää, käytetäänkö sulkuventtiiliä vai palloventtiiliä. Palloventtiilit ovat yleensä rakenteeltaan kompaktimpia kuin saman nimelliskoon ja paineluokan sulkuventtiilit. Tämän vuoksi palloventtiileitä suositaan monissa järjestelmissä, koska ne vaativat monissa tapauksissa vähemmän asennustilaa. Luukkuventtiilit tarvitsevat enemmän lineaarista liikettä, jotta luukku saadaan nostettua kokonaan ylös, kun se on täysin auki, ja tämä voi olla rajoitus joissakin sovelluksissa.
Kustannukset
Sulkuventtiilien ja palloventtiilien alkuperäiset kustannukset voivat vaihdella koosta, paineluokasta, rakennemateriaalista ja merkistä riippuen. Yleisesti ottaen palloventtiilien kustannukset voivat olla pienissä koissa ja matalissa paineluokissa hieman korkeammat kuin sulkuventtiilien. Suurissa kooissa ja korkeissa paineluokissa kustannusero ei kuitenkaan välttämättä ole suuri, ja toisinaan sulkuventtiilit voivat olla halvempia. Kokonaiskustannuksiin olisi sisällytettävä myös pitkän aikavälin kustannukset, kuten laitteiden ylläpitokustannukset ja lähitulevaisuudessa tapahtuvan uusimisen kustannukset.
Paine
Matalissa ja keskisuurissa paineissa ANSI-luokkaan 300 asti voidaan käyttää sekä luukku- että palloventtiilejä, mutta palloventtiileitä suositaan paremman tiiveyden ja nopean toiminnan vuoksi. Korkean paineen sovelluksissa (ANSI Class 600+) on käytettävä erikoismalleja molemmissa. Luukkuventtiileitä käytetään erittäin korkeissa paineissa, mutta on olemassa myös korkeapaineisia palloventtiileitä, joissa on nivelkiinnitys. On aina tärkeää varmistaa, että venttiilin paineluokitus on suurempi kuin järjestelmän maksimipaine ja hydraulinen isku.
Lämpötila
Toinen venttiilin valintaan vaikuttava tekijä on käsiteltävän nesteen lämpötila. Luukku- ja palloventtiileitä voidaan tilata eri materiaaleilla rungon, istukoiden ja tiivisteiden osalta, jotka soveltuvat eri lämpötila-alueille. Lämpötila vaikuttaa merkittävästi venttiilin suorituskykyyn ja kestävyyteen, ja siksi se voi olla joko korkea tai matala. Esimerkiksi korkeat lämpötilat voivat johtaa joidenkin palloventtiileissä käytettävien pehmeiden istukkamateriaalien heikkenemiseen. Seuraavassa taulukossa esitetään yleisimmin käytettyjen venttiilimateriaalien likimääräiset lämpötilarajat:
| Materiaali | Tyypillinen lämpötila-alue (°C) | Tyypillinen lämpötila-alue (°F) |
| Hiiliteräs | -29 - 427 | -20 - 800 |
| Ruostumaton teräs | -196-538 | -320-1000 |
| PTFE (teflon) | -200-260 | -328 - 500 |
| EPDM | -50 - 150 | -58 - 302 |
| Buna-N (nitriili) | -40 - 121 | -40 - 250 |
Venttiilin käyttö: Seuraava askel sulkuventtiileille ja palloventtiileille
Vaikka käsipyörä- tai vipukäyttö on tyypillistä luukku- ja palloventtiileille, on monia sovelluksia, joissa tarvitaan kauko- tai automaattiohjausta. Tällöin venttiilin käyttö tulee kyseeseen. Pneumaattisia, sähköisiä ja hydraulisia toimilaitteita voidaan käyttää sekä luukku- että palloventtiileissä. Pneumaattiset toimilaitteet toimivat paineilman periaatteella, joka tuottaa venttiilin käyttämiseen tarvittavan voiman, mikä tekee siitä kustannustehokkaan ja tehokkaan ratkaisun moniin sovelluksiin. Sähköiset toimilaitteet käyttävät sähkömoottoria, joka tuottaa venttiilin toimintaan tarvittavan vääntömomentin, ja ne on helppo liittää ohjausjärjestelmiin.
Ammattimaisena venttiilien valmistajana Kiinassa, Vincer on omistautunut tarjoamaan innovatiivisimpia venttiiliratkaisuja. Sitoutumistamme laatuun ja turvallisuuteen korostavat erilaiset sertifikaattimme, kuten CE-, ISO9001:2015-, FDA- ja RoHS-sertifioinnit, jotka osoittavat, että noudatamme eurooppalaisia turvallisuusstandardeja, kansainvälisiä laadunhallintajärjestelmiä sekä tiukkoja turvallisuus- ja ympäristösäädöksiä. Lisäksi päivitetty SIL-sertifikaattimme takaa, että tuotteemme täyttävät tiukat turvallisuuden eheystasot. Olemme omistautuneet riippumattomalle tutkimukselle, kehitykselle, tuotannolle ja markkinoinnille seuraavien tuotteiden osalta sähköinen ja pneumaattinen luisti- ja palloventtiilit. Tarvitsitpa sitten sähköiset palloventtiilit tarkkaan virtauksen säätöön tai pneumaattiset sulkuventtiilit luotettavaan sulkemiseen, Vincerillä on laaja valikoima tuotteita tarpeisiisi.
Päätelmä
Oikean venttiilin valinta on ratkaisevan tärkeää kaikkien nesteenkäsittelyjärjestelmien onnistumisen kannalta. Päätös näiden kahden venttiilityypin välillä riippuu sovelluksen luonteesta, nestetyypistä, paineesta, lämpötilasta, käytettävissä olevasta tilasta, kustannuksista ja siitä, onko venttiiliä käytettävä. Vain ymmärtämällä kummankin tyypin erot ja vahvuudet voidaan tehdä oikea valinta venttiilien välillä ja saada aikaan parempi ja tehokkaampi nesteenkäsittelyjärjestelmä.
Finnish 
English 
French 
Spanish 
Italian 
German 
Dutch 
Portuguese 
Korean 
Russian 
Chinese