Kontrol valfleri için ortak sorunlar ve çözümler

Tek oturmalı bir vana için, ortam akışa açık konfigürasyonda olduğunda, vana kararlıdır; ancak, akışa kapalı konfigürasyonda, vananın kararlılığı tehlikeye girer. Çift oturmalı vanaların iki tapası vardır: alt tapa akışa kapalı konfigürasyonda çalışırken, üst tapa akışa açık konfigürasyonda çalışır. Küçük açıklıklarda, akışa kapalı tapa, vanada salınımlara neden olma eğilimindedir, bu nedenle üst oturma küçük açıklık işlemleri için uygun değildir.

Çift oturmalı bir vananın avantajı, büyük diferansiyel basınca izin veren dengeli kuvvet yapısıdır. Ancak, dezavantajı, iki sızdırmazlık yüzeyinin aynı anda temas edememesi, bu da önemli sızıntılara neden olmasıdır. Zorla kesme vanası olarak kullanılırsa, etkisiz olacaktır. Modifikasyonlarla bile (örneğin, çift sızdırmaz manşonlu vanalar), uygunsuz kalır.

Doğrusal bir vanadaki tapa, kısma için dikey olarak hareket ederken, ortam yatay olarak girip çıkar. Vana gövdesinin içindeki akış yolu karmaşıktır (ters bir "S" şeklinde), bu da ortam tortusunun birikebileceği ve sonunda tıkanmaya yol açabileceği ölü bölgeler oluşturur. Buna karşılık, döner vanalar yatay yönde kısma yapar, ortamın yatay olarak girip çıkmasına izin verir, bu da safsızlıkları kolayca uzaklaştırabilir. Daha basit akış yolu ve daha az tortu birikim alanı, döner vanaları tıkanmayı önlemede daha iyi hale getirir.

Tasarım basit bir mekanik prensibe dayanmaktadır: kayma sürtünmesi, dönme sürtünmesinden daha büyüktür. Doğrusal kontrol vanalarında, mil yukarı ve aşağı hareket eder. Ambalaj biraz sıkılırsa, mili sıkıca kavrar ve önemli bir boşluğa neden olur. Boşluğu azaltmak için, mil çok ince tasarlanmıştır ve ambalaj için PTFE gibi düşük sürtünmeli malzemeler kullanılır. Ancak, bu aynı zamanda milin bükülmeye daha yatkın olduğu ve ambalajın daha kısa bir ömrü olduğu anlamına gelir. Bu sorunu çözmek için, doğrusal vana millerinden 2-3 kat daha kalın olan döner vana milleri kullanılır. Asbest gibi uzun ömürlü malzemeler ambalaj için kullanılır, daha düşük sürtünme ve minimum boşluk ile daha iyi sertlik ve daha uzun ambalaj ömrü sağlar.

Döner vanalarda kesme için daha yüksek diferansiyel basınç, ortamın vana tapası veya diski üzerinde oluşturduğu küçük sonuç kuvvetinden kaynaklanır, bu da dönen mil üzerindeki torku en aza indirir. Böylece, döner vanalar daha yüksek diferansiyel basınçlara dayanabilir.

Tuzdan arındırılmış su, kauçuğu aşındırabilen, şişmeye, yaşlanmaya ve mukavemetin azalmasına neden olan düşük konsantrasyonlarda asit veya alkali içerir. Hem astarlı kelebek vanalar hem de diyafram vanalar, kauçuğun korozyona duyarlılığı nedeniyle zayıf performans gösterir. Astarlı diyafram vanalar, flor kaplamalar gibi korozyona dayanıklı malzemelerle iyileştirilmiş olsa da, diyaframlar tekrarlayan bükülmelerde çatlama eğilimindedir ve bu da vananın ömrünü kısaltır. Şu anda, 5-8 yıl dayanabilen su arıtma amaçlı bilyeli vanalar kullanılmaktadır.

1960'larda tanıtılan ve 1970'lerde yaygın olarak kullanılan manşonlu vanalar, tek ve çift oturmalı vanaların potansiyel yerini alacak olarak görülüyordu. Ancak, tek, çift oturmalı ve manşonlu vanalar bir arada var olmaya devam ediyor. Manşonlu vanalar kısma, kararlılık ve bakımda iyileştirmeler sunsa da, tek ve çift oturmalı vanalarla benzer ağırlık, tıkanma önleme ve sızıntı özelliklerini paylaşır, bu nedenle onların yerini tam olarak alamamıştır.

Kesme vanaları minimum sızıntı gerektirir ve yumuşak sızdırmazlık iyi kesme performansı sunsa da, dayanıklı değildir ve daha az güvenilirdir. Aşınmaya dayanıklı alaşımlı korumalı sızdırmazlık yüzeylerine sahip hafif çok amaçlı kontrol vanalarında olduğu gibi sert sızdırmazlık, daha yüksek güvenilirlik ve daha düşük sızıntı sağlar, bu da onu kesme uygulamaları için daha uygun hale getirir.

Hesaplamalara kıyasla, vana seçimi daha önemlidir ve daha karmaşıktır çünkü hesaplamalar yalnızca basit formüller içerirken, seçim proses parametrelerinin doğruluğuna bağlıdır. Seçim çeşitli faktörlerin dikkate alınmasını gerektirir ve hatalar, güvenilirlik, ömür ve operasyonel kalite ile ilgili sorunlar dahil olmak üzere, kaynakların israfına ve yetersiz performansa yol açan uygunsuz seçime yol açabilir.

Pnömatik vanalar için, pistonlu aktüatörler, diyafram aktüatörlerine kıyasla daha kompakt bir boyut ve daha yüksek itme gücüyle sonuçlanan hava besleme basıncını tam olarak kullanabilir. Pistonlu aktüatörlerdeki O-ringler de diyaframlardan daha güvenilirdir, bu da onların artan popülaritesine yol açmaktadır.