ปัญหาและการแก้ไขทั่วไปสําหรับวาล์วควบคุม

สำหรับวาล์วแบบที่นั่งเดียว เมื่อตัวกลางอยู่ในรูปแบบการไหลไปเปิด วาล์วจะมีความเสถียร อย่างไรก็ตาม ในรูปแบบการไหลไปปิด เสถียรภาพของวาล์วจะถูกบั่นทอน วาล์วแบบสองที่นั่งมีปลั๊กสองตัว: ปลั๊กด้านล่างทำงานในรูปแบบการไหลไปปิด ในขณะที่ปลั๊กด้านบนทำงานในรูปแบบการไหลไปเปิด เมื่อเปิดเล็กน้อย ปลั๊กแบบไหลไปปิดมีแนวโน้มที่จะเหนี่ยวนำให้เกิดการสั่นในวาล์ว ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมที่นั่งด้านบนจึงไม่เหมาะสำหรับการทำงานแบบเปิดเล็กน้อย

ข้อดีของวาล์วแบบสองที่นั่งคือโครงสร้างแรงที่สมดุล ซึ่งช่วยให้มีความแตกต่างของแรงดันสูง อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือพื้นผิวการซีลสองพื้นผิวไม่สามารถสัมผัสกันได้พร้อมกัน ส่งผลให้เกิดการรั่วไหลอย่างมาก หากใช้เป็นวาล์วปิดโดยบังคับ จะไม่มีประสิทธิภาพ แม้จะมีการปรับเปลี่ยน (เช่น วาล์วปลอกแบบซีลคู่) ก็ยังไม่เหมาะสม

ปลั๊กในวาล์วแบบเส้นตรงจะเคลื่อนที่ในแนวตั้งเพื่อการควบคุม ในขณะที่ตัวกลางไหลเข้าและออกในแนวนอน เส้นทางการไหลภายในตัววาล์วมีความซับซ้อน (มีรูปร่างคล้ายตัว "S" กลับด้าน) ซึ่งสร้างโซนตายที่ตะกอนตัวกลางสามารถสะสมได้ ในที่สุดก็นำไปสู่การอุดตัน ในทางตรงกันข้าม วาล์วแบบหมุนจะควบคุมในแนวระนาบ ทำให้ตัวกลางไหลเข้าและออกในแนวนอน ซึ่งสามารถนำสิ่งสกปรกออกไปได้อย่างง่ายดาย เส้นทางการไหลที่ง่ายกว่าและพื้นที่สะสมตะกอนน้อยลงทำให้วาล์วแบบหมุนสามารถป้องกันการอุดตันได้ดีกว่า

การออกแบบขึ้นอยู่กับหลักการทางกลง่ายๆ: แรงเสียดทานแบบเลื่อนมีค่ามากกว่าแรงเสียดทานแบบหมุน ในวาล์วควบคุมแบบเส้นตรง ก้านจะเคลื่อนที่ขึ้นและลง หากขันบรรจุภัณฑ์ให้แน่นเล็กน้อย จะจับก้านแน่น ทำให้เกิดการเล่นกลับอย่างมาก เพื่อลดการเล่นกลับ ก้านจึงถูกออกแบบให้บางมาก และใช้วัสดุที่มีแรงเสียดทานต่ำ เช่น PTFE สำหรับบรรจุภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม นี่หมายความว่าก้านมีแนวโน้มที่จะงอมากขึ้น และบรรจุภัณฑ์มีอายุการใช้งานสั้นลง เพื่อแก้ปัญหานี้ จึงใช้ก้านวาล์วแบบหมุน ซึ่งหนากว่าก้านวาล์วแบบเส้นตรง 2-3 เท่า ใช้วัสดุที่ใช้งานได้นาน เช่น แร่ใยหิน สำหรับบรรจุภัณฑ์ ให้ความแข็งแกร่งที่ดีกว่าและอายุการใช้งานบรรจุภัณฑ์ที่ยาวนานขึ้น โดยมีแรงเสียดทานน้อยที่สุดและการเล่นกลับน้อยที่สุด

ความแตกต่างของแรงดันที่สูงกว่าสำหรับการปิดในวาล์วแบบหมุนเป็นผลมาจากแรงลัพธ์ขนาดเล็กที่เกิดจากตัวกลางบนปลั๊กวาล์วหรือดิสก์ ซึ่งช่วยลดแรงบิดบนเพลาหมุน ดังนั้น วาล์วแบบหมุนจึงสามารถทนต่อความแตกต่างของแรงดันที่สูงกว่าได้

น้ำที่ผ่านการบำบัดมีกรดหรือด่างในความเข้มข้นต่ำ ซึ่งสามารถกัดกร่อนยาง ทำให้เกิดการบวม การเสื่อมสภาพ และความแข็งแรงลดลง ทั้งวาล์วผีเสื้อแบบเรียงรายและวาล์วไดอะแฟรมแสดงประสิทธิภาพที่ไม่ดีเนื่องจากความไวของยางต่อการกัดกร่อน แม้ว่าวาล์วไดอะแฟรมแบบเรียงรายได้รับการปรับปรุงด้วยวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น การเรียงรายด้วยฟลูออรีน แต่ไดอะแฟรมก็ยังมีแนวโน้มที่จะแตกภายใต้การโค้งงอซ้ำๆ ทำให้ช่วงชีวิตของวาล์วสั้นลง ปัจจุบันมีการใช้วาล์วบอลเฉพาะสำหรับการบำบัดน้ำ ซึ่งสามารถใช้งานได้นาน 5-8 ปี

วาล์วปลอก ซึ่งเปิดตัวในปี 1960 และใช้กันอย่างแพร่หลายในทศวรรษ 1970 ถูกมองว่าเป็นตัวแทนที่เป็นไปได้สำหรับวาล์วแบบที่นั่งเดียวและสองที่นั่ง อย่างไรก็ตาม วาล์วแบบที่นั่งเดียว สองที่นั่ง และปลอกยังคงอยู่ร่วมกัน แม้ว่าวาล์วปลอกจะมีการปรับปรุงในการควบคุม เสถียรภาพ และการบำรุงรักษา แต่ก็มีลักษณะคล้ายกันในด้านน้ำหนัก การป้องกันการอุดตัน และการรั่วไหลกับวาล์วแบบที่นั่งเดียวและสองที่นั่ง จึงไม่สามารถแทนที่ได้อย่างสมบูรณ์

วาล์วปิดต้องการการรั่วไหลน้อยที่สุด และแม้ว่าการซีลแบบอ่อนจะให้ประสิทธิภาพการปิดที่ดี แต่ก็ไม่ทนทานและเชื่อถือได้น้อยกว่า การซีลแบบแข็ง เช่น ในวาล์วควบคุมอเนกประสงค์น้ำหนักเบาที่มีพื้นผิวการซีลที่ได้รับการปกป้องด้วยโลหะผสมทนทานต่อการสึกหรอ ให้ความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้นและการรั่วไหลที่น้อยลง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานปิด

เมื่อเทียบกับการคำนวณ การเลือกวาล์วมีความสำคัญและซับซ้อนกว่า เนื่องจาก การคำนวณเกี่ยวข้องกับสูตรง่ายๆ เท่านั้น ในขณะที่การเลือกขึ้นอยู่กับความถูกต้องของพารามิเตอร์ของกระบวนการ การเลือกต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ และข้อผิดพลาดอาจนำไปสู่การเลือกที่ไม่เหมาะสม ส่งผลให้ทรัพยากรสูญเปล่าและประสิทธิภาพต่ำกว่าเกณฑ์ รวมถึงปัญหาด้านความน่าเชื่อถือ อายุการใช้งาน และคุณภาพการดำเนินงาน

สำหรับวาล์วนิวเมติก แอคชูเอเตอร์ลูกสูบสามารถใช้แรงดันลมได้อย่างเต็มที่ ส่งผลให้มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นและมีแรงขับสูงกว่าแอคชูเอเตอร์ไดอะแฟรม โอริงในแอคชูเอเตอร์ลูกสูบยังมีความน่าเชื่อถือมากกว่าไดอะแฟรม ซึ่งนำไปสู่ความนิยมที่เพิ่มขึ้น