극저온 볼 밸브는 일반적으로 -50 ° C ~ -273 ° C 범위의 매우 낮은 온도 조건에서 작동하도록 설계된 특수 유형의 밸브입니다. 이 밸브는 액화 천연 가스 (LNG) 생산, 공기 분리 공장 및 기타 극저온 응용과 같은 산업의 중요한 구성 요소입니다. 극저온 볼 밸브 공급 업체로서, 나는이 놀라운 밸브의 작동 원리를 공유하게되어 기쁩니다.
극저온 볼 밸브의 기본 구조
작업 원리를 탐구하기 전에 극저온 볼 밸브의 기본 구조를 이해하는 것이 필수적입니다. 전형적인 극저온 볼 밸브는 밸브 본체, 볼, 줄기, 시트 및 액추에이터의 몇 가지 주요 부분으로 구성됩니다.
밸브 본체는 모든 내부 구성 요소를 수용하는 외부 케이싱입니다. 일반적으로 스테인레스 스틸 또는 특수 합금과 같은 극도의 추위를 견딜 수있는 재료로 만들어집니다. 공은 중간에 구멍이있는 구형 디스크입니다. 밸브의 주요 흐름 - 제어 요소입니다. 줄기는 볼을 액추에이터에 연결하고 액추에이터에서 볼로 회전 운동을 전송하는 일을 담당합니다. 시트는 밸브가 닫힐 때 누출을 방지하기 위해 볼 주위에 단단한 밀봉을 형성하는 밀봉 요소입니다. 액추에이터는 수동 핸드 휠, 전기 모터, 공압 실린더 또는 유압 장치 일 수 있으며, 이는 공을 회전시키는 데 필요한 힘을 제공합니다.
작업 원칙
극저온 볼 밸브의 작동 원리는 밸브 본체 내부의 공의 회전을 기반으로합니다. 밸브가 열린 위치에 있으면 볼의 구멍은 밸브 본체의 흐름 경로와 정렬됩니다. 이것은 액화 가스와 같은 극저온 유체가 최소한의 저항으로 밸브를 통과 할 수있게한다. 유속은 주로 볼의 구멍의 크기와 밸브의 압력 차이에 의해 결정됩니다.
밸브를 닫으려면 액추에이터가 공을 90도 회전시킵니다. 볼이 회전함에 따라 볼의 단단한 부분은 흐름 경로를 차단하여 극저온 유체가 통과되는 것을 방지합니다. 볼의 양쪽에있는 좌석은 볼 표면에 눌러 단단한 밀봉을 만듭니다. 이 씰은 누출을 방지하는 데 중요합니다. 특히 누출이 심각한 안전 위험과 경제적 손실을 초래할 수있는 극저온 응용 분야에서.
일부 극저온 볼 밸브에는 이중 블록 및 블리드 기능이 있습니다. 즉, 밸브가 닫히면 흐름을 차단하는 독립적 인 밀봉 지점 (두 시트)이 있으며 밸브 본체 중간에 블리드 포트가 있음을 의미합니다. 블리드 포트는 두 씰 사이에 갇힌 유체를 배출하는 데 사용될 수있어 씰 사이의 압력이 완화되도록합니다. 이 기능은 밸브의 안전성과 신뢰성을 향상시킵니다.
밀봉 메커니즘
극저온 볼 밸브의 밀봉 메커니즘은 가장 중요한 측면 중 하나입니다. 극저온 온도에서는 재료 수축 및 밀봉 재료의 특성이 변화합니다. 신뢰할 수있는 밀봉을 보장하기 위해 특수 밀봉 재료가 사용됩니다. 예를 들어, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (PTFE)은 극저온 볼 밸브에서 일반적으로 사용되는 밀봉 재료입니다. PTFE는 우수한 화학 저항성과 낮은 온도 성능을 갖습니다. 매우 낮은 온도에서도 유연성과 밀봉 능력을 유지할 수 있습니다.
재료 선택 외에도 좌석의 설계는 밀봉 성능에 중요한 역할을합니다. 시트는 일반적으로 일정량의 프리 압축으로 설계됩니다. 밸브가 닫히면 프리 - 압축 시트가 약간 변형되어 볼 표면을 준수하여 단단한 밀봉을 만듭니다. 시트와 볼 사이의 접촉 압력은 신중하게 계산되어 누출을 방지하기에 충분하지만 밀봉 표면에 과도한 마모를 일으킬 정도로 높지는 않습니다.
작동 및 통제
앞에서 언급했듯이 극저온 볼 밸브는 수동 또는 자동으로 작동 할 수 있습니다. 수동 작동은 간단하고 신뢰할 수 있으며 밸브를 자주 작동 할 필요가없는 애플리케이션에 적합합니다. 핸드 휠이 줄기에 부착되며 작업자는 핸드 휠을 회전하여 밸브를 열거 나 닫을 수 있습니다.
빈번한 작동 또는 원격 제어가 필요한 응용 프로그램의 경우 자동 작동이 선호됩니다. 전기 액추에이터는 제어하기 쉽고 제어 시스템에 통합 될 수 있기 때문에 인기가 있습니다. 특정 시간에 또는 특정 신호에 응답하여 밸브를 열거 나 닫도록 프로그래밍 할 수 있습니다. 공압 액추에이터는 압축 공기를 사용하여 볼을 회전시키는 데 필요한 힘을 생성합니다. 빠르게 행동하고 빠른 응답이 필요한 응용 프로그램에 적합합니다. 유압 액츄에이터는 유압 유체를 사용하여 고도로 강력한 작동을 생성하며, 이는 대형 크기의 극저온 볼 밸브에 적합합니다.
다른 극저온 밸브와 비교
시장에는 다른 유형의 극저온 밸브가 있습니다.극저온 게이트 밸브,,,극저온 체크 밸브, 그리고극저온 지구 밸브. 각 유형의 밸브에는 고유 한 장점과 단점이 있습니다.
극저온 게이트 밸브와 비교하여 극저온 볼 밸브는 더 빠른 개방 및 폐쇄 속도를 갖습니다. 게이트 밸브는 흐름을 열거 나 닫으려면 게이트를 들어 올리거나 아래로 내려야하므로 시간이 더 걸립니다. 반면에 볼 밸브는 90도 회전으로 열거 나 닫을 수 있으므로 빠른 종료가 필요한 응용 분야에 더 적합합니다.
극저온 체크 밸브는 주로 역류를 방지하는 데 사용됩니다. 유체가 전방 방향으로 흐르면 자동으로 열리고 흐름이 반전 될 때 닫습니다. 대조적으로, 극저온 볼 밸브는 유량 제어 및 OF -OFF 작업에 사용됩니다. 유량을 제어하고 흐름을 완전히 차단하도록 조정할 수 있습니다.
극저온 글로브 밸브는 더 복잡한 흐름 경로를 가지며 흐름을 조절하는 데 더 좋습니다. 그러나 그들은 일반적으로 극저온 볼 밸브에 비해 압력 강하가 더 높습니다. 볼 밸브는 흐름 경로를 통해 비교적 직선을 가지므로 압력 강하가 줄어들고 에너지 손실이 줄어 듭니다.
응용 프로그램
극저온 볼 밸브는 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. LNG 산업에서는 LNG 저장 탱크, LNG 로딩 및 언 로딩 시스템 및 LNG 파이프 라인에 사용됩니다. 이들은 LNG의 흐름을 제어하고 전체 LNG 생산 및 운송 프로세스의 안전을 보장하는 데 필수적입니다.
공기 분리 식물에서, 극저온 볼 밸브는 액체 산소, 액체 질소 및 기타 극저온 가스의 흐름을 제어하는 데 사용됩니다. 그들은 이들 가스의 분리 및 정제 과정에서 중요한 역할을한다.
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참조
- Thorkild Skogestad의 "Valve Handbook"
- Richard W. Swift의 "극저온 공학"
- 밸브 제조업체의 기술 문서
