Van kẹp vận hành bằng khí nén: Hướng dẫn đầy đủ

Van Pinch vận hành bằng không khí hoạt động như thế nào

Van nhúm vận hành bằng không khí kiểm soát dòng chảy bằng cách tác dụng áp suất khí nén vào bên ngoài ống bọc cao su dẻo, làm cho ống bọc này xẹp vào trong và tự kẹp lại. Khi áp suất không khí được giải phóng, độ đàn hồi tự nhiên của ống bọc sẽ đưa nó trở lại vị trí mở hoàn toàn, khôi phục dòng chảy không bị hạn chế qua lỗ van. Nguyên lý hoạt động này về cơ bản khác với van bi, van cổng hoặc van bướm - không có bộ phận cơ khí bên trong, đế, đĩa hoặc thân tiếp xúc với môi trường xử lý. Ống bọc là bộ phận bị ướt duy nhất và toàn bộ chức năng kiểm soát dòng chảy đạt được thông qua biến dạng đàn hồi của nó.

Thiết kế này mang lại cho van nhúm vận hành bằng không khí một tập hợp các đặc tính hiệu suất mà không loại van nào khác có thể sao chép trên cùng một phạm vi ứng dụng. Vị trí mở hoàn toàn không tạo ra hạn chế dòng chảy và không nhiễu loạn khi van mở, khiến nó trở nên lý tưởng cho các chất bùn mài mòn, chất lỏng nhớt và môi trường chứa chất rắn có thể làm tắc nghẽn, ăn mòn hoặc kẹt các bộ phận bên trong van thông thường. Hoạt động tự làm sạch của ống bọc khi nó mở và đóng sẽ ngăn chặn sự tích tụ hạt tại điểm bịt ​​kín - một vấn đề dai dẳng với các loại van loại ghế xử lý môi trường lắng hoặc kết tinh.

Hai cấu hình truyền động: Loại mở và Loại kèm theo

Van nhúm vận hành bằng không khí được sản xuất theo hai cấu hình thân riêng biệt, mỗi cấu hình phù hợp với các điều kiện vận hành và loại phương tiện khác nhau. Hiểu sự khác biệt là điều cần thiết cho đặc điểm kỹ thuật chính xác.

Van kẹp thân mở

Trong thiết kế thân mở, ống bọc cao su lộ ra giữa hai mặt bích cuối hoặc đầu nối cuối, với cơ cấu dẫn động - thường là thanh cơ học hoặc bàng quang điều áp không khí - tiếp xúc với ống bọc từ bên ngoài. Cấu hình này cho phép kiểm tra trực quan tình trạng ống bọc trong quá trình vận hành và tạo điều kiện thay thế ống bọc nhanh chóng mà không cần tháo van ra khỏi đường ống. Van nhúm hoạt động bằng không khí thân mở thường được chỉ định trong các ứng dụng mà độ mòn của ống bọc dự kiến ​​là đáng kể, chẳng hạn như trong chuyển bùn gốm hoặc xử lý khoáng sản, nơi việc tiếp cận bảo trì nhanh chóng giúp giảm thời gian ngừng hoạt động.

Van kẹp thân kín

Van nhúm hoạt động bằng không khí thân kín chứa ống bọc trong một thân kim loại cứng hoặc được gia cố, với khí nén được đưa vào không gian hình khuyên giữa thành ngoài của ống bọc và phần bên trong thân. Khi áp suất không khí tác động lên khoang hình khuyên này, nó tác động đồng đều xung quanh toàn bộ chu vi của ống bọc, tạo ra độ kín đối xứng và nhất quán cao. Cấu hình này cung cấp khả năng ngăn chặn áp suất vượt trội, khiến các thiết kế thân kín trở thành lựa chọn tiêu chuẩn cho các ứng dụng và môi trường có áp suất cao hơn mà không thể tiếp xúc với khí quyển ngay cả trong giây lát, chẳng hạn như các dòng quy trình độc hại, dễ cháy hoặc vô trùng.

Vật liệu bao bọc và khả năng tương thích quy trình của chúng

Ống bọc là thành phần quan trọng nhất của bất kỳ van nhúm vận hành bằng không khí nào - nó là bộ phận duy nhất tiếp xúc với môi trường xử lý và vật liệu của nó phải tương thích về mặt hóa học với chất lỏng, bền về mặt vật lý trong các điều kiện áp suất và mài mòn dự kiến, đồng thời có khả năng lặp đi lặp lại chu kỳ đàn hồi mà không bị nứt do mỏi. Do đó, việc lựa chọn vật liệu bọc ngoài cũng quan trọng như bất kỳ thông số kỹ thuật nào khác.

Độ dày thành ống tay áo và số lượng lớp gia cố vải cũng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất. Ống bọc thành nặng hơn với nhiều lớp gia cố xử lý áp suất bên trong cao hơn và mang lại khả năng chống mài mòn bên ngoài cao hơn, nhưng yêu cầu áp suất không khí tác động cao hơn để đạt được độ kín hoàn toàn. Các ống bọc có thành mỏng hơn đóng lại khi áp suất không khí thấp hơn và mang lại độ nhạy cao hơn cho các ứng dụng điều tiết nhưng có mức áp suất thấp hơn. Luôn chỉ định cấu trúc ống bọc kết hợp với phạm vi áp suất vận hành và nguồn cung cấp khí dẫn động có sẵn tại điểm lắp đặt.

Các ngành công nghiệp và ứng dụng sử dụng van kẹp Excel vận hành bằng không khí

Nguyên lý hoạt động độc đáo của van nhúm vận hành bằng không khí khiến chúng trở thành lựa chọn được ưu tiên - và trong nhiều trường hợp là sự lựa chọn thực tế duy nhất - trong một loạt các ngành công nghiệp xử lý các phương tiện khó khăn sẽ nhanh chóng phá hủy các thiết kế van thông thường.

Khai thác và chế biến khoáng sản

Hoạt động khai thác đại diện cho lĩnh vực ứng dụng lớn nhất đối với van nhúm vận hành bằng không khí. Bùn quặng, chất thải, nước rửa than và khoáng chất cô đặc có tính mài mòn cao và thường chứa chất rắn thô có thể ăn mòn các đế van và đĩa kim loại trong vòng vài tuần sử dụng. Ống bọc cao su của van nhúm hấp thụ tác động của hạt mài mòn một cách đàn hồi, phân bổ độ mài mòn trên toàn bộ bề mặt ống bọc thay vì tập trung vào đường tiếp khách. Trong các hệ thống lắp đặt khai thác mỏ được thiết kế tốt, ống bọc van kẹp thường xuyên đạt được tuổi thọ sử dụng được tính bằng tháng trong đó các loại van cạnh tranh không hoạt động trong vòng vài ngày.

Xử lý nước và nước thải

Các nhà máy xử lý nước công nghiệp và thành phố chỉ định các van nhúm hoạt động bằng không khí để xử lý bùn, xả buồng chứa sạn, kiểm soát rửa ngược bộ lọc và dây chuyền định lượng hóa chất. Hoạt động đóng tự làm sạch ngăn chặn bùn tích tụ ở chân van - một vấn đề bảo trì thường xuyên với van cổng và van bướm trong các dịch vụ này. Ống bọc EPDM cung cấp khả năng kháng hóa chất cần thiết khi tiếp xúc với dung dịch clo, sắt sunfat và chất keo tụ polyme được sử dụng trong quá trình xử lý.

Thực phẩm, đồ uống và dược phẩm

Trong các ứng dụng quy trình vệ sinh, lỗ trơn, không có kẽ hở của ống bọc van nhúm đáp ứng các yêu cầu làm sạch tại chỗ (CIP) và khử trùng tại chỗ (SIP) mà nhiều van thông thường không thể đáp ứng. Vật liệu bọc thực phẩm và tuân thủ FDA cho phép tiếp xúc trực tiếp với các sản phẩm thực phẩm, đồ uống và dược phẩm trung gian mà không có nguy cơ ô nhiễm. Sự vắng mặt hoàn toàn của các bộ phận van bên trong sẽ loại bỏ các vùng chết và các điểm bẫy sản phẩm tạo ra nơi trú ẩn của vi sinh vật trong màng ngăn và van ghế.

Chế biến hóa chất và công nghiệp

Các nhà máy hóa chất sử dụng van nhúm vận hành bằng không khí cho bùn ăn mòn axit và kiềm, môi trường kết tinh và chất lỏng có độ nhớt cao, nơi các bộ phận bên trong van thông thường sẽ bị tấn công hoặc bị chặn. Khả năng xác định vật liệu ống bọc độc lập với vật liệu thân van cho phép các kỹ sư tối ưu hóa khả năng kháng hóa chất cho quá trình hóa học cụ thể trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của thân van trong môi trường xung quanh.

Kích thước và áp suất truyền động: Thông số kỹ thuật chính

Kích thước chính xác của van nhúm vận hành bằng không khí đòi hỏi phải xem xét một số thông số liên quan đến nhau. Việc thực hiện đúng những điều này ở giai đoạn đặc điểm kỹ thuật sẽ ngăn ngừa cả lỗi hiệu suất và độ mòn sớm của ống bọc trong quá trình sử dụng.

• Phù hợp với kích thước dòng — Van kẹp có sẵn từ DN15 (½ inch) đến DN600 (24 inch) trở lên cho các ứng dụng tùy chỉnh. Lỗ khoan của van phải khớp chính xác với lỗ khoan của đường ống để duy trì các đặc tính dòng chảy đầy đủ của lỗ khoan và ngăn chặn sự mài mòn của ống bọc do nhiễu loạn khi chuyển đổi kích thước.
• Đánh giá áp suất vận hành — Định mức áp suất ống bọc phải vượt quá áp suất hệ thống tối đa bao gồm cả điều kiện búa nước và đột biến. Van nhúm vận hành bằng không khí thân kín điển hình được đánh giá từ 3 bar đến 10 bar tùy thuộc vào cấu trúc ống bọc và kích thước lỗ khoan, với các lỗ khoan lớn hơn thường có mức áp suất thấp hơn do lực cần thiết để đóng ống bọc chống lại áp suất đường ống tăng lên.
• Áp suất không khí tác động — Để đạt được khả năng đóng kín hoàn toàn đáng tin cậy, áp suất không khí tác động phải vượt quá áp suất đường ống theo một giới hạn do nhà sản xuất chỉ định - thường gấp 1,5 đến 2 lần áp suất đường ống đối với các thiết kế thân kín. Xác minh rằng áp suất cung cấp không khí của thiết bị có sẵn tại điểm lắp đặt là đủ trước khi chỉ định van, vì áp suất truyền động không đủ là nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến việc đóng không hoàn toàn và dẫn đến mòn ống bọc.
• Vị trí không an toàn — Van nhúm vận hành bằng không khí có thể được cấu hình không mở được (mở ống bọc khi mất nguồn cung cấp không khí) hoặc không đóng (đóng ống bọc khi mất nguồn cung cấp không khí) tùy thuộc vào yêu cầu an toàn của quy trình. Đóng lỗi là cấu hình phổ biến hơn và đạt được bằng van điện từ thường đóng trên đường cấp khí. Cấu hình không mở được yêu cầu hệ thống lò xo hồi lưu hoặc bình chứa khí để duy trì vị trí mở ống bọc khi mất không khí.
• Tần số chu kỳ — Tuổi thọ mỏi của ống bọc liên quan trực tiếp đến số chu kỳ đóng mở. Các ứng dụng yêu cầu tần suất đạp xe cao - chẳng hạn như định lượng theo mẻ hoặc bộ chuyển hướng vận chuyển bằng khí nén - nên chỉ định các ống bọc có xếp hạng chu kỳ cao hơn và lập kế hoạch thay thế ống bọc phòng ngừa dựa trên số chu kỳ thay vì theo thời gian theo lịch.

Lắp đặt, bảo trì và thay thế ống bọc

Một trong những lợi thế quan trọng nhất trong hoạt động của van nhúm vận hành bằng không khí là sự đơn giản trong yêu cầu bảo trì của chúng. Do không có thành phần kim loại bên trong nào bị ăn mòn, xói mòn hoặc kẹt, chương trình bảo trì hầu như chỉ còn việc kiểm tra và thay thế ống bọc định kỳ — một nhiệm vụ không cần dụng cụ đặc biệt và có thể hoàn thành trong vài phút trên hầu hết các thiết kế thân mở mà không cần tháo thân van ra khỏi đường ống.

Định hướng lắp đặt rất linh hoạt - van nhúm vận hành bằng không khí có thể được lắp đặt trong các đường ống ngang, dọc hoặc góc cạnh mà không ảnh hưởng đến hiệu suất, mặc dù việc lắp đặt theo chiều dọc với dòng chảy hướng xuống được ưa thích hơn đối với môi trường chứa chất rắn nặng để tránh lắng đọng trong ống bọc khi đóng van. Thân van phải được đỡ độc lập với đường ống để tránh truyền ứng suất đường ống đến các đầu nối ống bọc ngoài, điều này có thể gây ra hỏng phớt mặt bích sớm.

Việc kiểm tra định kỳ nên tập trung vào bên ngoài ống bọc xem có nứt bề mặt, phồng rộp hoặc cứng lại cho thấy sự tấn công hóa học hoặc suy giảm nhiệt và chất lượng đóng cửa - một van không còn đạt được khả năng ngắt không rò rỉ mặc dù áp suất tác động chính xác có ống bọc sắp hết tuổi thọ và phải được lên lịch thay thế trước khi xảy ra hỏng hóc hoàn toàn. Việc duy trì một kho ống bọc thay thế với đúng chất liệu và kích thước tại kho của nhà máy giúp loại bỏ thời gian ngừng hoạt động kéo dài khi cần thay thế ống bọc khẩn cấp và được coi là phương pháp tốt nhất ở bất kỳ cơ sở nào vận hành nhiều van nhúm vận hành bằng không khí trong dịch vụ quan trọng.