Globe Valve วาล์วควบคุมชนิดหนึ่งที่ใช้ในการปรับการไหล

Globe Valve เป็นวาล์วควบคุมชนิดหนึ่งที่ใช้ในการปรับการไหล แม้ว่าตัว โกลบวาล์ว จะเป็นลักษณะทั่วไปของ โกลบวาล์ว แต่ก็สามารถมีรูปร่างและขนาดที่หลากหลายขึ้นอยู่กับการออกแบบ ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับวิธีการทำงานของโกลบวาล์วสามารถช่วยกำหนดโซลูชันที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานแต่ละอย่างได้

• โกลบวาล์ว คืออะไร?
• โกลบวาล์ว ทํางานอย่างไร
• รูปแบบการออกแบบโกลบวาล์ว
• โกลบวาล์วแบบแมนนวล เทียบกับ โกลบวาล์วแบบอัตโนมัติ
• โกลบวาล์ว เปรียบเทียบกับวาล์วชนิดอื่นอย่างไร
• ข้อดีและข้อเสียของโกลบวาล์ว
• การเลือกโกลบวาล์วสําหรับการใช้งานของคุณ
• คําถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับโกลบวาล์ว

โกลบวาล์ว ใช้ปลั๊กหรือแผ่นดิสก์ที่เคลื่อนย้ายได้เพื่อควบคุมการไหลระหว่างสองห้องที่แยกจากกันในตัววาล์ว แผ่นดิสก์เคลื่อนที่ในทิศทางเชิงเส้นเมื่อแอคชูเอเตอร์ (กลไกหรือแอคทูเอเตอร์ เช่น รูปที่ 1) หมุนก้านยกหรือลดปลั๊กหรือดิสก์ลง ซึ่งช่วยให้การไหล ปรับการไหล หรือหยุดการไหลผ่านออริฟิซ

โครงสร้างภายนอกของ โกลบวาล์วประกอบด้วยตัววาล์ว แฮนด์วีล และฝากระโปรง ก้านวาล์วแบบเกลียวหรือสกรูเชื่อมต่อกับวงล้อและเจาะเข้าไปในฝากระโปรง ที่ปลายด้านในของก้านวาล์วเป็นแผ่นหรือปลั๊ก ซึ่งอาจมีรูปร่างได้หลากหลายขึ้นอยู่กับการใช้งาน

มีส่วนประกอบหลัก 5 อย่างใน โกลบวาล์ว ตัววาล์วฝากระโปรงหน้าล้อมือก้านและปลั๊ก สื่อไหลเข้าสู่ตัววาล์วผ่านทางเข้าและออกจากตัววาล์วผ่านเต้าเสียบ ฝากระโปรงหน้าปกป้องส่วนประกอบเกลียวของวาล์วและยึดติดกับตัววาล์ว เมื่อผู้ใช้หมุน handwheel มันจะหมุนก้านเกลียวซึ่งจะยกหรือลดปลั๊ก การยกปลั๊กขึ้นจะเปิดปากช่วยให้มีการไหลของสื่อในขณะที่ลดปลั๊กลงในที่นั่งวาล์วจะปิดผนึกปากเพื่อป้องกันการไหล เนื่องจากเป็นวาล์วหลายรอบจึงต้องหมุน handwheel หลายครั้งเพื่อให้เปลี่ยนจากปิดสนิทเป็นเปิดเต็มที่ อย่างไรก็ตามประโยชน์หลักของวาล์วนี้คือ ความสามารถในการเค้นหรือปรับการไหลโดยเปิดทิ้งไว้บางส่วน

โกลบวาล์ว มีข้อเสียที่เรียกว่าการสูญเสียเฮดหรือที่เรียกว่าการสูญเสียแรงดันหรือการสูญเสียแรงเสียดทาน การสูญเสียส่วนหัวเป็นผลมาจากความปั่นป่วนที่เกิดจากการทำให้ตัวกลางเปลี่ยนทิศทางสองครั้งเมื่อผ่านไป

ปริมาณของการสูญเสียที่วาล์วสร้างขึ้นจะวัดโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์ L/D ซึ่งเปรียบเทียบวาล์วกับส่วนตรงของท่อ L หมายถึงความยาว และ D หมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลาง วาล์วที่มี L/D=5 จะทำให้เกิดการสูญเสียเฮดเช่นเดียวกับท่อที่มี L/D เท่ากัน โดยถือว่าส่วนอื่นทั้งหมดเท่ากัน สำหรับโกลปวาล์วมาตรฐาน โกลปวาล์วแบบตรงจะมี L/D=~340 และโกลปวาล์วมาตรฐาน 90 องศาจะมี L/D=~150 การวัดค่า Kv & Cv ของวาล์วเป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน

• ค่า Kv: เป็นตัวบ่งชี้การไหลของของเหลวหรือก๊าซผ่านวาล์วสําหรับตัวกลางและแรงดันตกโดยเฉพาะ Kv = Cv / 1.156
• ค่า Cv: คืออัตราการไหลของน้ําเป็นแกลลอนต่อนาทีที่อุณหภูมิ 60 องศาฟาเรนไฮต์ที่ความดันลดลง 1 psi Cv = 1.156 x Kv

โกลบวาล์วมีรูปร่างหรือรูปแบบการออกแบบที่หลากหลาย เพื่อลดค่าสัมประสิทธิ์ L/D ของโกลบวาล์วและลดปริมาณการสูญเสียเฮด ทั้งสามประเภทหยุดหรือเค้นการไหลของของไหลในลักษณะเดียวกัน แต่แต่ละรูปร่างจะเปลี่ยนเส้นทางการไหลซึ่งส่งผลต่อปริมาณการสูญเสียเฮด

ประเภทของโกลปวาล์วที่พบมากที่สุดคือรูปตัว t หรือรูปตัว z แม้ว่า “t-pattern” สำหรับโปรไฟล์ของวาล์ว แต่ “z-shape” นั้นอธิบายได้ว่าของเหลวไหลผ่านอุปกรณ์อย่างไร ในวาล์วโลกรูปตัว z มาตรฐาน น้ำจะเปลี่ยนทิศทางในรูปแบบที่คล้ายกับตัวอักษร Z วาล์วรูปตัว Z มาตรฐานเหล่านี้มีการสูญเสียเฮดสูงสุด โดยมี L/D=~340 แต่ให้ความสามารถในการควบคุมปริมาณที่สูงกว่า กว่าวาล์วรูปตัววายหรือแองเกิลโกลบ

โกลปวาล์ว รูปตัว Y เป็นการดัดแปลงวาล์วรูปตัว t แม้ว่าการไหลของของไหลจะเป็นเส้นตรงหรือ “z-pattern” ฝากระโปรงและก้านถูกวางในมุมที่สัมพันธ์กับตัววาล์ว เกิดเป็นโปรไฟล์วาล์ว “y-pattern” โดยการเปลี่ยนตำแหน่งของบ่าวาล์ว เป็นเส้นทางการไหลที่ตรงกว่า ส่งผลให้ Head Loss ลดลง โกลปวาล์วรูปแบบ Y มีค่าสัมประสิทธิ์ L/D=~55 แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการควบคุมการไหล

Angle globe valve สามารถทำหน้าที่เป็นทั้งวาล์วและข้องอท่อได้ เนื่องจากพอร์ตทางเข้าและทางออกของวาล์วทำมุม 90 องศาซึ่งกันและกัน เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงทิศทางของของไหลเพียงครั้งเดียว โกลบวาล์วชนิดนี้จึงช่วยลดการสูญเสียเฮด ค่าสัมประสิทธิ์ของวาล์วมุมโลกคือ L/D=~150

วาล์วแบบควอเตอร์เทิร์น/โรตารีวาล์วทั่วไปสองประเภทคือ บอลวาล์ว และ วาล์วปีกผีเสื้อ ซึ่งต่างกันตรงที่สิ่งกีดขวางการไหล บอลวาล์วใช้ทรงกลมหรือลูกบอลที่มีรูเจาะทะลุ ปล่อยให้ไหลเมื่อรูขนานกับทิศทางการไหล และปิดกั้นเมื่ออยู่ในตำแหน่งตั้งฉาก วาล์วผีเสื้อใช้แผ่นบาง ๆ เพื่อปิดกั้นการไหลเมื่อพื้นผิวตั้งฉากกับทิศทางการไหลหรือปล่อยให้ไหลเมื่อขนานกัน วาล์วแบบควอเตอร์เทิร์น/โรตารี่มีการสูญเสียเฮดที่ต่ำมาก (L/D=~3) แต่แทบไม่มีความสามารถในการควบคุม

Globe valves เป็นทางออกที่ดีในการใช้งานที่ต้องปรับการไหล แต่ไม่มีความกังวลเกี่ยวกับปริมาณการสูญเสียแรงดันเช่น:

• ระบบน้ําหล่อเย็น
• ระบบน้ํามันเชื้อเพลิง
• ระบบป้อนน้ําและสารเคมี
• หม้อไอน้ําและช่องระบายไอน้ําหลักและท่อระบายน้ํา
• ระบบน้ํามันหล่อลื่นกังหัน
• ระบายและตัดแต่งการใช้งานในระบบสปริงเกลอร์ (ไม่ใช่วาล์วควบคุมในระบบสปริงเกลอร์ดับเพลิงที่แรงดันอยู่ในระดับพรีเมี่ยม)

เกณฑ์การคัดเลือก

เกณฑ์ที่จําเป็นสําหรับการเลือกวาล์วโลกที่เหมาะสมสําหรับการใช้งาน ได้แก่ :

• เลือกการออกแบบที่ตรงกับความต้องการการสูญเสียศีรษะและการกําหนดค่าระบบ
• เลือกวัสดุตัวเรือนที่เหมาะสมเพื่อประสานงานกับระบบ
• เลือกวัสดุซีลและการเชื่อมต่อที่เหมาะสม
• เลือกแอคชูเอเตอร์แบบแมนนวลหรืออัตโนมัติเพื่อตอบสนองความต้องการของระบบ
• ตรวจสอบการปรับขนาดที่เหมาะสมเพื่อให้เป็นไปตามความต้องการของระบบ