Membránové ventily vs kulové ventily: Jak každý slouží aplikacím průmyslových potrubí

50 mm potrubím pohybující se vápenná kaše s 15 % pevných látek zablokuje kulový ventil během týdnů, protože pevné látky se nacpou do prstencové dutiny mezi koulí a jejími sedly. Namontujte membránový ventil jezového typu na stejné potrubí a bude se otevírat a zavírat roky bez výměny ničeho kromě membrány. Proveďte stejné srovnání na čistém sběrači chladicí vody a odpověď je obrácená: jez membrány škrtí potrubí a pracuje s elastomerem, zatímco kulový ventil s plným kanálem se otevírá o čtvrt otáčky téměř bez ztráty tlaku.

Obě tělesa ventilů mají podobný jmenovitý tlak a oba šroubují do stejného vzoru příruby, což je přesně důvod, proč se oba v požadavcích zaměňují. Skutečný rozdíl spočívá v tom, co se stane s tekutinou, když se potrubí přestane pohybovat.

Co odděluje membránový ventil od kulového ventilu

Kulový ventil utěsňuje otáčením vyvrtané koule proti dvěma sedlům, zatímco membránový ventil utěsňuje přitlačením pružné membrány na vyvýšený přepad, takže procesní kapalina nikdy nedosáhne vřeteno nebo pohon.

Z této geometrie vyplývají tři důsledky a společně vyřeší většinu skutečných specifikací ještě předtím, než se bude vůbec mluvit o ceně.

• Kde sedí tekutina. Kulový ventil zanechává mezi koulí a stěnou tělesa dutinu, která se plní produktem a nemůže vytékat. Jezový membránový ventil nemá žádnou sedlovou dutinu tohoto druhu, i když samotná přepadová mísa zachovává malý zbytkový objem.
• Jak je stopka utěsněna. Kulový ventil spoléhá na O-kroužky nebo těsnění kolem rotujícího dříku, dynamické těsnění, které vidí médium. Membránový ventil nemá vůbec žádné dynamické těsnění vřetene: membrána je jedinou bariérou mezi kapalinou a atmosférou.
• Jak ventil škrtí. Kulový ventil je zařízení pro zapnutí/vypnutí a jeho držení částečně otevřené směřuje vysokorychlostní proud na sedlo po proudu. Membránový ventil škrtí čistě, protože membrána může být zaparkována v libovolném bodě jejího zdvihu.

Jak každý design vypíná průtok

Kulový ventil se zavírá jedním otočením koule o 90 stupňů, zatímco membránový ventil se uzavírá po několika otáčkách ručního kola zatlačením membrány dolů na jez.

Kulový ventil: krátký zdvih, plné vrtání, odkrytá sedla

Kulový ventil s plným kanálem má otvor rovný vnitřnímu průměru trubky, takže pokles tlaku na otevřeném ventilu se blíží poklesu ekvivalentní délky potrubí. Čtvrtotáčkový zdvih umožňuje rychlou obsluhu, snadnou automatizaci a vizuálně jednoznačnou z polohy rukojeti. Kompromisem je, že sedadla sedí v průtokové dráze. Jakákoli částice, která se usadí na sedle, je při dalším uzávěru vtlačena do elastomeru a každý cyklus pohání kontaminaci hlouběji.

Membránový ventil: dlouhý zdvih, bez těsnění, izolovaná kapalina

Kompresor na vřetenu se závitem svírá membránu na spoji tělesa a kapoty, takže ruční ventil potřebuje několik otáček, než se pohybuje z otevřeného do uzavřeného stavu. Nic v mechanismu se nedotýká média: žádné těsnění, žádné O-kroužky vřetene, žádné kroužky sedla. Tato jediná bariéra je důvodem, proč membránové ventily odolávají agresivní chemii a také tolerují škrcení. Cena je hydraulická. Těleso přepadu zužuje dráhu proudění a přidává pokles tlaku, zatímco těleso s přímým průchodem obnovuje výšku spádu na úkor většího krytu a odlišného chování membrány.

Kde jsou kulové ventily tím správným voláním

Kulový ventil je správnou volbou, když je kapalina čistá, provoz je zapnutý/vypnutý a potrubí potřebuje vrtání blízké velikosti potrubí s minimální tlakovou ztrátou.

Na procesních zařízeních, ližinách na úpravu vody a nekovových chemických linkách, které pokrývají více instalovaných pozic než jakýkoli jiný typ ventilu:

• Izolace čerpadla a nádrže na čistou vodu, demineralizovanou vodu, solanku a dávkovací potrubí, kde je ventil buď zcela otevřený nebo zcela uzavřený.
• Vysokocyklový servis , protože čtvrtotáčkový pohon vykoná méně práce na operaci a dosáhne úplného uzavření jediným pohybem.
• Čáry, které jsou propláchnuté nebo zaprasené , protože vývrt s plným portem nezanechává žádnou překážku pro výtěr nebo prase.
• Nízkotlaké sběrače , kde by jez přidal tlakovou ztrátu, kterou čerpadlo nemůže ušetřit.

Kde kulový ventil selže, je předvídatelné. Jakákoli kapalina, která se usadí, zkrystalizuje nebo odírá, najde sedlo: roztok krystalizující soli může uzamknout kulový ventil během několika tepelných cyklů a abrazivní kaše leští kouli, dokud ventil přestane těsnit v uzavřené poloze.

Kulový ventil SCH8O/DIN UPVC/CPVC Typ I Prohlédněte si tento kulový ventil typu I pro čisté uzavření s nízkým odporem; Volitelné tělo UPVC/CPVC a velikosti DN15–DN100 vám umožní přizpůsobit teplotu média a chemickou expozici. Zobrazit produkt →

Kde si membránové ventily vydělají

Membránový ventil je správnou volbou, když se kapalina může usazovat, krystalizovat, obrousit nebo napadnout elastomerová sedla rotačního ventilu a když potrubí může absorbovat dodatečný pokles tlaku.

Konstrukce udržuje přesně jeden pružný komponent v kontaktu s médiem a drží od něj každý obrobený povrch:

• Korozivní chemie jako jsou minerální kyseliny, žíravina, chlornan sodný a proudy směsných kyselin manipulované v tělesech z UPVC nebo CPVC.
• Kaše a suspenze jako je vápno, uhličitan vápenatý, zpětný proplach filtru a kal z hydroxidu kovů z neutralizace odpadních vod.
• Viskózní a vláknitá média , kde by kulový ventil rozmazal produkt na sedlech.
• Místa škrcení a odběru vzorků , kde na stabilním částečném otevření záleží více než na krátkém zdvihu.
• Vysoce čisté linie , protože nedochází k úniku ucpávky a žádné štěrbině sedla, která by zachycovala zbytky.

Omezení si zaslouží řádek v datovém listu. Membrána je tlaková hranice, takže tlakový a teplotní strop ventilu je strop membrány, nikoli těleso.

Přírubový membránový ventil SCH8O/DIN UPVC/CPVC U potrubí s korozivní kapalinou porovnejte materiál membrány, normu příruby a snížení tlaku a teploty; tento přírubový ventil z UPVC/CPVC pokrývá DN25–DN125 s ručním nebo pneumatickým ovládáním. Zobrazit produkt →

Přizpůsobení ventilu nekovovému potrubnímu systému

V systémech UPVC a CPVC je materiál těla zřídka omezujícím faktorem; elastomer, norma příruby a snížení tlaku a teploty obvykle jsou.

Termoplastické ventily jsou specifikovány směsí těla a normou, ke které jsou přišroubovány. Těleso ventilu CPVC zvládá stejnou chemii jako tělo ventilu CPVC tlakové potrubí sedí a na detailech připojení záleží stejně jako na ventilu samotném: objímky z rozpouštědlového cementu pro menší potrubí, přírubová tělesa, kde musí ventil vyjít kvůli výměně membrány, a obložení DIN nebo ANSI, které musí odpovídat vrtání protipříruby.

ISO 15493 poskytuje rámec pro průmyslové potrubní komponenty z PVC-C a snížení tlaku a teploty, které z ní vyplývá, je nejčastějším zdrojem chyb nadměrné specifikace. Publikované křivky CPVC snižují přípustný tlak zhruba na polovinu hodnoty 23 C o 60 C a zhruba na čtvrtinu blízko horní hranice materiálu. Toto snížení platí pro ventil stejně jako pro potrubí a opět platí pro membránu, která je měkčím materiálem než tělo.

Automatizace, životnost cyklu a celkové náklady na vlastnictví

Náklady na ovládání jsou řízeny kroutícím momentem a zdvihem a lineární zdvih membránového ventilu s předvídatelným kroutícím momentem je často jednodušší automatizovat než kulový ventil, jehož tření sedla stoupá s tlakem a znečištěním.

Krouticí moment a zdvih pohonu

Kulový ventil potřebuje dostatečný krouticí moment k přerušení kontaktu se sedlem a tento krouticí moment roste s rozdílem tlaku, materiálem sedla a jakýmkoliv produktem usazeným na sedle. Pneumatické a elektrické pohony proto nesou bezpečnostní rezervu, která roste s tím, jak ventil stárne. Membránový ventil potřebuje lineární sílu, která je z velké části funkcí tlaku v potrubí a plochy membrány, díky čemuž je velikost pohonu předvídatelnější, ale jeho zdvih je delší a pohon se musí pro stejný výsledek pohybovat dále.

Co ve skutečnosti řídí náklady životního cyklu

Během pětiletého okna tvoří kupní cena malý podíl z celkové částky. Dominují tři položky: náhradní díly, prostoje nutné k jejich montáži a náklady na únik, který se dostane do životního prostředí. Očekává se, že membránový ventil při provozu v kalu bude spotřebovávat membrány jako součást podléhající opotřebení, a proto by těleso mělo umožnit výměnu bez řezání trubky. Kulový ventil na čistou vodu nelze nikdy otevřít, ale drážkované sedlo na abrazivním vedení změní levný ventil na opakující se položku údržby.

Těsnicí provedení je místo, kde se obě provedení nejvíce liší v životnosti. Geometrie sedla, povrchová úprava koule a předpětí určují, zda kulový ventil i po tisících cyklů stále drží vzduchotěsné těsnění, a tyto detaily stojí za to zkontrolovat před jakoukoli objednávkou; a provedení těsnícího výkonu přírubových kulových ventilů CPVC vysvětluje, na kterých funkcích záleží.

SCH8O/DIN Pneumatický dvojitý membránový ventil z UPVC Tento pneumatický membránový ventil z UPVC použijte pro korozivní média tam, kde design s měkkým těsněním bez ucpávky a velikosti DN15–DN50 vyhovují chemickým, farmaceutickým nebo potravinářským linkám. Zobrazit produkt →

Pět kroků k určení správného ventilu

Pět kontrol, provedených v tomto pořadí, vyřeší výběr před vyžádáním nabídky.

Praktické otázky, které kupující kladou

Lze kulový ventil a membránový ventil zaměnit jeden za jeden na stejném potrubí?

Mechanicky pouze v případě, že se délka tváří v tvář a vrtání příruby shodují, a často ne. Provozně se mění provozní podmínky: membránový ventil nainstalovaný tam, kde byl odstraněn kulový ventil s plným kanálem, zvyšuje tlakovou ztrátu a snižuje maximální průtok, zatímco kulový ventil na potrubí pro kal se zadře. Pro výměnu je obvykle vyžadován kus cívky.

Který ventil si lépe poradí s pevnými látkami?

Membránový ventil, bez kvalifikace. Kulový ventil zachycuje částice mezi koulí a sedlem a uvnitř dutiny těla; membránový ventil nemá dutinu sedla a uzavírá se sevřením průtokové cesty. Praktickým limitem pro membránový ventil je velikost částic vzhledem k otvoru přepadu, nikoli přítomnost pevných látek.

Při jaké teplotě se elastomer stává limitem?

Pro EPDM v nepřetržitém provozu s vodou je praktický strop blízko 90 C až 100 C, což je obvykle dosaženo před limitem tělesa CPVC. Membrány potažené PTFE rozšiřují chemickou odolnost více než teplotní rozsah. Protože membrána je tlakovou hranicí, její jmenovité hodnoty je nutné kontrolovat odděleně od jmenovité hodnoty potrubí.

Který ventil je levnější vlastnit po dobu pěti let?

Odpověď závisí na kapalině a přechod je ostrý. Při izolaci čisté vody vyhrává kulový ventil pořizovací cenou a zřídka potřebuje díly. Při použití kejdy nebo agresivních chemikálií frekvence výměny kulového ventilu obvykle převyšuje náklady na díly membránového ventilu, protože membrána je levným předmětem opotřebení, zatímco sedlo a koule nikoli.

Ani jeden ventil není univerzální odpověď. Dobře navržený nekovový systém používá obojí, umístěné tam, kde jejich geometrie skutečně vyhovuje tekutině.