다이어프램 밸브: 설계, 유형, 장점, 및 응용 프로그램

1. 소개

다이어프램 밸브 위생이 필요한 응용 분야에서 틈새 시장을 조각했습니다, 비 콘 타민, 부식 방지 성능.

일반적으로 의약품에 사용됩니다, 수처리, 화학 처리, 식량 생산, 그들은 그들의 선호합니다 간단한 구조, 누출-톱니 밀봉, 그리고 공격적이거나 연마 성 유체를 다루는 능력.

기존 밸브 설계와 달리, 다이어프램 밸브는 공정 유체에서 작동 메커니즘을 분리합니다., 청결도와 내구성 향상.

2. 다이어프램 밸브 란??

다이어프램 밸브는 선형 모션 밸브입니다. (올린 입술) 또는 밸브 본체의 장비.

주요 차이점은 다이어프램이 폐쇄 요소와 장벽으로 작용한다는 것입니다., 유량 매체와 밸브 액추에이터 또는 스템 사이의 접촉 방지.

이 격리는 다이어프램 밸브가 오염되는 응용 분야에 이상적입니다., 부식, 또는 위생이 중요합니다.

작동 원리: 다이어프램 밸브가 흐름을 제어하는 방법

다이어프램 밸브는 a 선형 모션 원리 그것은 a를 사용합니다 유연한 다이어프램 유체의 통과를 조절합니다.

다이어프램은 수직으로 (유량 경로에서 압박을 받거나, 들어 올려) 시작합니다., 멈추다, 또는 유체 흐름을 변조하십시오.

이 디자인은 a 단단한 봉인, 오염을 최소화합니다, 부식성 또는 미립자가 함유 된 매체와 우수한 호환성을 제공합니다.

흐름 제어의 핵심 메커니즘

작업 원칙에는 조정에서 작동하는 세 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다.:

1. 액추에이터 (수동, 영적인, 또는 전기):
   밸브 스템에 아래쪽 또는 위쪽 힘을 적용합니다. 이 동작은 흐름 경로를 끄거나 열리는 다이어프램으로 전송됩니다..
2. 밸브 스템 및 압축기:
   액추에이터를 다이어프램에 연결합니다. 액추에이터가 참여할 때, 압축기를 아래쪽으로 밀어냅니다, 차례로 다이어프램이 구부러집니다.
3. 유연한 다이어프램:
   다이어프램은 밸브 바디와 보닛 사이에 고정됩니다.. 엘라스토머 또는 열가소성 물질로 만들어졌습니다, 줄기의 움직임을 따르기 위해 구부러집니다.
   아래쪽으로 누르면, 그것은 위어에 연락합니다 (위어 형 밸브에서) 또는 반대 좌석 (직선형 유형으로), 새는 씰을 형성합니다.

흐름 제어 위치

• 닫힌 위치:
  다이어프램은 좌석이나 위어에 완전히 압박됩니다.. 유체가 통과되지 않습니다.
  이것은 a를 만듭니다 밀폐 인장 공정 유체와 액추에이터 구획 사이, 내부 부품의 오염 또는 부식 방지.
• 열린 위치:
  다이어프램이 완전히 들어 올립니다, 유체가 자유롭게 흐르도록 허용합니다. 직선 디자인으로, 이를 통해 최소한의 흐름 저항 - 슬러리 또는 점성 매체의 비밀.
• 조절 위치 (부분적으로 열려 있습니다):
  다이어프램은 부분적으로 만 누르면됩니다. 다이어프램 밸브는 글로브 밸브와 같은 정확한 스로틀을 위해 설계되지 않았습니다., 그들은 제공 할 수 있습니다 기본 흐름 제어, 특히 Weir 형 모델에서.

3. 다이어프램 밸브의 설계 및 핵심 구성 요소

다이어프램 밸브의 강력하면서도 간단한 구조는 가장 큰 강점 중 하나입니다..

그것의 디자인은 강조합니다 깨끗한 흐름 경로, 신뢰할 수있는 밀봉, 그리고 프로세스 매체와 기계적 구성 요소 간의 분리, 멸균 및 부식성 환경에 이상적입니다.

다이어프램 밸브의 주요 구성 요소

흐름 경로 설계

다이어프램 밸브는 두 가지 기본 흐름 구성으로 제공됩니다:

위어 유형 (안장 유형)

• 유량 경로 중앙에 올라간 "위어"또는 시트가 있습니다..
• 다이어프램은이 위어에 대항하여 흐름을 중지합니다.
• 다음에 이상적입니다. 깨끗한 액체, 낮은 고체, 그리고 무균 응용.
• 쉽게 활성화합니다 배수 가능성 그리고 죽은 볼륨 감소.

직선 (풀 보어)

• 내부 위어가 없습니다; 다이어프램은 반대 좌석에 직접 밀봉됩니다.
• 다음에 가장 적합 슬러리, 점성 유체, 또는 연마재 방해받지 않는 흐름이 필요한 곳.
• 마감 중에 스트레스를 더 취하기 쉽습니다; 청정 성이 흐름 볼륨보다 덜 중요 할 때 사용됩니다.

밀봉 메커니즘

그만큼 다이어프램은 1 차 봉인 역할을합니다 밸브의 습식 구성 요소와 외부 환경 사이. 그것은 제공합니다:

• 버블 텐트 차단, 공격적이거나 연마적인 미디어도 마찬가지입니다.
• 유체의 분리 밸브 스템과 액추에이터에서, 포장 누출 제거.
• 우수한 성능 위생 그리고 신랄한 기존 밸브가 오염 또는 저하 위험이있는 환경.

4. 다이어프램 밸브의 유형

다이어프램 밸브는 다양한 산업 요구 사항을 충족하도록 조정 된 다양한 구성으로 제공됩니다., 위생 포함, 내식성, 미디어 유형, 자동화.

그들은 일반적으로 흐름 경로 설계로 분류됩니다, 작동 방법, 그리고 건축의 재료.

위어 형 다이어프램 밸브

위어 형 다이어프램 밸브에는 입술이나 안장이 있습니다. ("위어") 밸브 본체로 성형.

액추에이터 또는 핸드 휠에 의해 다이어프램을 눌렀을 때, 그것은이 위어에 맞서 봉인합니다, 유체 흐름 중지.

작동 중에 다이어프램 플렉스의 바깥 쪽 가장자리와 중앙 만, 마모 최소화.

이 디자인의 흐름 경로는 완전히 똑바로 아닙니다., 적절하게 설치하면 비교적 우수한 배수 가능성을 허용하면서 소형 발자국을 유지하는 데 도움이됩니다. (약간의 경사면).

이 구성은 특히 청소 또는 멸균 환경에 적합합니다., 디자인은 최소한의 유체 포획을 허용하고 정화 장소를 지원합니다. (CIP) 또는 증기가 있습니다 (한모금) 프로세스.

장점:

• 깨끗하게 적합합니다, 저급 액체
• 적절한 각도로 설치할 때 자체 배수
• 위생 및 무균 시스템에 이상적입니다

제한 사항:

• 고격도의 유체 또는 무거운 슬러리에는 적합하지 않습니다
• 위어 방해로 인한 약간의 압력 강하

응용:

• 생명 공학 및 제약 처리
• 식음료 제조
• 멸균 수와 초음파 미디어 라인

직선 (풀 보어) 다이어프램 밸브

직선 또는 풀 보어 밸브는 올린 위어를 제거합니다, 직접 제공, 입구에서 출구로 방해받지 않는 유량 경로.

이 설계는 특히 점성을 처리하는 시스템에서 유리합니다, 섬유, 또는 미립자가 함유 된 배지, 막힘 가능성을 줄이고 밸브를 가로 지르는 압력 강하를 최소화함에 따라.

이 구성의 다이어프램은 작동 중에 더 크게 구부러져 야합니다., 위어 유형에 비해 다이어프램 수명이 줄어들 수 있습니다..

하지만, 무제한 흐름이 필요한 연마 또는 슬러리 기반 프로세스에 더 나은 솔루션을 제공합니다..

장점:

• 압력 강하를 최소화합니다
• 점성을 통과 할 수 있습니다, 연마제, 또는 슬러리가 함유 된 유체
• 파이프 라인의 플러싱 및 청소가 더 쉽습니다

제한 사항:

• 다이어프램은 더욱 굴곡을 경험합니다, 서비스 수명 감소
• 잠재적 풀링으로 인해 멸균 또는 위생 시스템에 적합하지 않음

응용:

• 광업 및 미네랄 가공
• 화학 슬러리 파이프 라인
• 산업 폐수 시스템

수동 다이어프램 밸브

수동 다이어프램 밸브는 핸드 휠 또는 레버를 사용하여 작동합니다., 복잡성 또는 자동화 비용없이 직접 운영자 제어가 필요한 시스템에 이상적입니다..

이 밸브는 기계적으로 간단합니다, 유지하기 쉽습니다, 소규모 또는 저 사이클 응용 분야에서 정확한 조절을 허용합니다..

일반적으로 실험실 설정에 사용됩니다, 유틸리티 라인, 자동화가 필요하지 않은 저주파 프로세스.

사용자는 핸드 휠을 돌려 다이어프램을 좌석으로 들어 올리거나 누릅니다., 수동으로 흐름을 조절합니다.

장점:

• 스로틀 링 또는 차단에 대한 정확한 제어
• 외부 전력이 필요하지 않습니다
• 낮은 초기 비용과 간단한 운영

제한 사항:

• 대형 시스템에서 노동 집약적
• 자동화 된 프로세스 제어와 호환되지 않습니다

응용:

• 실험실 및 파일럿 플랜트
• 소규모 프로세스 라인
• 유지 보수 우회 및 백업 시스템

공압 및 솔레노이드-활용 다이어프램 밸브

이 밸브는 공압 액추에이터 중 하나를 사용하여 자동 흐름 제어를 위해 설계되었습니다. (공기 작동) 또는 솔레노이드 시스템 (전자기 작동).

공압 모델에서, 선형 운동을 통해 다이어프램을 열거 나 닫기 위해 공기 압력이 적용됩니다., 솔레노이드 밸브는 전기 코일을 사용하여 플런저를 움직이고 다이어프램을 사용합니다..

이 밸브는 최신 공정 자동화에 필수적입니다, 프로그래밍 가능한 논리 컨트롤러와 고속 작동 및 호환성을 제공합니다 (PLC), 분산 제어 시스템 (DCS), 또는 원격 감독 제어 플랫폼.

그들은 종종 포지셔너가 장착되어 있습니다, 피드백 센서, 그리고 정확한 뇌졸중 제한 자, 실시간 제어.

장점:

• 고속, 자동화 된 작동
• 산업 제어 시스템과 호환됩니다
• 원격 또는 위험한 위치에 이상적입니다

제한 사항:

• 초기 비용이 높음
• 외부 에너지가 필요합니다 (압축 공기 또는 전기)
• 보다 복잡한 유지 보수 및 교정

응용:

• 클린 룸 및 멸균 충전 작업
• 화학 플랜트의 배치 공정 제어
• 제약 및 식품 산업의 CIP/SIP 시스템

플라스틱 대. 금속 바디 다이어프램 밸브

5. 다이어프램 밸브의 구성 재료

성능, 내구성, 다이어프램 밸브의 화학적 호환성은 건설에 사용되는 재료에 크게 영향을받습니다..

올바른 조합 다이어프램 재료 그리고 밸브 바디 재료 부식성 환경과 같은 다양한 조건에서 안정적인 작동을 보장합니다., 멸균 가공, 그리고 연마 미디어.

다이어프램 재료

다이어프램은 공정 유체와 직접 접촉하는 중요한 밀봉 요소입니다..

유연성을 나타냅니다, 내화학성, 기계적 강도, 그리고 내구성. 아래는 일반적으로 사용되는 다이어프램 재료입니다.:

메모: 다이어프램은 직물로 강화 될 수 있습니다 (예를 들어, 나일론 또는 폴리 에스테르) 압력 및 피로 저항을 향상시킵니다.

고순도 또는 공격적인 서비스, 다층 다이어프램 (예를 들어, EPDM에 대한 PTFE) 일반적입니다.

밸브 바디 재료

밸브 바디는 다이어프램을 수용하고 시스템 압력을 지원합니다..

신체 재료의 선택은 기계적 강도에 따라 다릅니다, 내식성, 열 성능, 및 규제 요구 사항.

재료 호환성 및 선택 가이드 라인

다이어프램 밸브 재료를 선택할 때, 다음 요소를 평가해야합니다:

• 화학적 호환성: 모든 습식 재료가 공정 유체에 저항하는지 확인하십시오.
  PTFE는 보편적 저항의 금 표준입니다, 그러나 EPDM 또는 FKM과 같은 엘라스토머는 덜 공격적인 미디어에 충분할 수 있습니다..
• 온도와 압력: 다이어프램과 바디 재료는 시스템의 작동 극단을 견딜 수 있어야합니다..
  예를 들어, 증기선 PTFE 또는 실리콘과 같은 고온 다이어프램 및 스테인리스 스틸과 같은 신체가 필요합니다..
• 기계적 부하 및 마모: 연마 서비스를 위해 (예를 들어, 슬러리), 천연 고무 다이어프램과 같은 재료 및 늘어선 금속 몸체는 내마모성 향상.
• 위생 요구 사항: 멸균 또는 식품 등급 시스템의 경우, FDA 준수 엘라스토머 및 316L 스테인리스 스틸은 표준입니다. 매끄러운 표면과 청정 (CIP/SIP) 필수적이다.
• 비용 대. 성능: 플라스틱 밸브는 비용 효율적이지만 압력과 온도 제한이 있습니다.. 금속 밸브는 내구성을 제공하지만 더 비쌉니다.

6. 다이어프램 밸브의 주요 장점

• 위생적인 디자인: 다이어프램 밸브의 디자인은 죽은 공간과 틈새를 제거합니다, 깨끗한 장소와 완전히 호환됩니다 (CIP) 그리고 멸균 된 장소 (한모금) 절차.
  이 기능은 의약품에 중요합니다, 생명 공학, 무균이 가장 중요한 식품 가공 산업.
• 미디어 격리: 다이어프램은 액추에이터와 공정 유체 사이의 물리적 장벽 역할을합니다., 밸브 내부의 오염 및 부식 방지, 내구성과 제품 순도 향상.
• 누출 낮은 차단: 다이어프램 밸브는 일반적으로 ANSI 클래스 VI 누출 표준을 달성합니다 (설계 흐름의 ≤0.0005%), 많은 지구 및 게이트 밸브에 비해 우수한 밀봉 성능을 제공.
• 유지 관리의 용이성: 다이어프램은 일반적으로 파이프 라인에서 밸브를 제거하지 않고 15-30 분 안에 교체 할 수 있습니다., 다운 타임 및 유지 보수 복잡성을 크게 줄입니다.
• 화학 및 부식 저항: 다양한 다이어프램 재료 (EPDM, PTFE, FKM) 그리고 바디 재료 (스테인레스 스틸, PVDF) 공격적인 화학 물질과 부식성 매체에 대한 탁월한 저항을 제공합니다.
• 연마 유체에 대한 적합성: 유연한 다이어프램과 부드러운 흐름 경로는이 밸브가 슬러리 및 연마 유체에 이상적입니다., 마모 최소화 및 서비스 수명 확장.
• 비용 효율성: 특히 작은 직경의 경우 (≤2 인치), 다이어프램 밸브는 종종 볼 밸브에 비해 초기 비용이 낮습니다., 많은 응용 프로그램에 경제적 인 선택을 제공합니다.

7. 다이어프램 밸브의 제한 및 고려 사항

• 압력 및 온도 제약: 대부분의 다이어프램 밸브는 압력 ≤150 psi로 제한됩니다 (≈10 바) 및 온도 ≤250 ° F (≈120 ° C).
  이 한도는 고압 증기 또는 탄화수소 서비스 환경에서의 사용을 제외합니다..
• 다이어프램 마모 및 교체: 다이어프램은 피로에 따른 마모 부분입니다, 특히 빈번한 사이클링에서 (>10,000 운영).
  미디어와 사용에 따라 다릅니다, 다이어프램은 일반적으로 모든 교체가 필요합니다 6 에게 24 달.
• 흐름 제한: 위어 형 다이어프램 밸브는 점성이 높은 유체로 막히거나 막기가 발생합니다. (예를 들어, 꿀, 진흙) 직선 설계가 지정되지 않는 한. 또한, 그들의 스로틀 링 정밀도는 글로브 밸브보다 열등합니다.
• 크기 및 작동 한도: 다이어프램 밸브는 파이프 크기를 넘어서는 거의 사용되지 않습니다 8 신장 (DN200) 더 큰 크기는 훨씬 더 높은 작동력이 필요하기 때문입니다, 운영을 복잡하게하고 비용을 증가시킵니다.

8. 다이어프램 밸브의 산업 응용

다이어프램 밸브는 신뢰할 수있는 산업에서 널리 사용됩니다, 오염이없는 흐름 제어 및 부식 저항:

• 의약품 & 생명 공학: CIP/SIP 호환성 및 화학 저항성 다이어프램으로 인한 멸균 공정에 이상적입니다., 오염이없는 유체 취급 보장.
• 음식 & 음료: 유제품의 위생적 유체 제어에 광범위하게 사용됩니다, 음료수, 그리고 소스, FDA 및 위생 표준 충족.
• 물 & 폐수 처리: 식수를 제어하는 데 적합합니다, 진흙, 처리 된 폐수, 특히 부식 방지 플라스틱 몸체.
• 화학 처리: 새는 씰과 화학 저항성 재료로 공격적인 화학 물질을 처리하십시오, 투약 및 배치 프로세스에 적합합니다.
• 채광 & 슬러리: 마모에 저항합니다, 단단한 유체를 효과적으로 제어하고 밸브 마모 감소.
• 공조 & 일반 산업: 냉각수 조절에 사용됩니다, 증기, 신뢰할 수있는 차단 및 부식 저항으로 압축 공기.

9. 다른 밸브 유형과 비교

프로세스 제어를위한 밸브를 선택할 때, 다이어프램 밸브가 글로브와 같은 대안과 어떻게 비교되는지 이해합니다, 공, 그리고 나비 밸브가 필수적입니다.

요약

• 다이어프램 밸브 누출이 가중 된 밀봉으로 눈에.니다, 위생적인 디자인, 그리고 유지관리의 용이성, 적당한 압력 및 온도에서 위생 및 부식성 응용에 이상적입니다..
• 글로브 밸브 우수한 스로틀 링 정밀도와 더 높은 압력 등급을 제공하지만 더 많은 유지 보수가 필요합니다..
• 볼 밸브 빠른 온/오프 제어 및 고압 시스템에서 탁월하지만 멸균 환경에 덜 적합합니다..
• 버터플라이 밸브 저압 낙하 요구가 낮은 대형 파이프 라인의 경우 비용 효율적이지만 중간 정도의 밀봉 기능이 있습니다..

11. 결론

다이어프램 밸브는 요구하는 프로세스 환경에 고유하게 적합합니다. 청결, 내화학성, 그리고 신뢰할 수있는 차단.

단순하면서도 매우 효과적인 그들의 디자인은 위생에서 시간의 테스트를 받았습니다., 신랄한, 연마 적용.

고압이나 정확한 조절에 적합하지는 않지만, 다이어프램 밸브는 선호되는 선택으로 남아 있습니다 생명 공학, 음식, 화학적인, 및 수자원 산업.

재료 및 자동화 기술이 발전함에 따라, 다이어프램 밸브는 차세대 프로세스 제어 시스템에서 중요한 역할을 계속합니다..

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자주 묻는 질문

다이어프램 밸브가 슬러리를 처리 할 수 있습니다?

예, 그러나 단지 직선 (풀 보어) 디자인, 고체를 가두는 위어를 피합니다. 내마모성 다이어프램을 사용하십시오 (예를 들어, 강화 고무) 긴 서비스 수명을 위해.

다이어프램을 얼마나 자주 교체 해야하는지?

깨끗한 서비스에서 (물, 의약품), 1-2 년마다. 가혹한 화학 또는 연마 서비스, 6-12 개월마다.

고압 증기에 적합한 다이어프램 밸브입니다?

아니요. 대부분의 다이어프램 밸브는 ≤150 psi 및 ≤250 ° F로 제한됩니다.; 증기 시스템 (300+ psi) 글로브 또는 볼 밸브가 필요합니다.

ANSI 클래스 VI와 클래스 IV 누출의 차이점은 무엇입니까??

클래스 VI (다이어프램 밸브) 설계 흐름 누출의 ≤0.0005%를 허용합니다; 클래스 IV (글로브 밸브) ≤0.01% 허용, 다이어프램 밸브가 꽉 차단하기 위해 우수하게 만듭니다.

진공 응용 분야에서 다이어프램 밸브를 사용할 수 있습니다?

예, 그러나 다이어프램 재료가 진공과 호환되는지 확인하십시오 (아웃소싱이 없습니다). PTFE 다이어프램은 진공 시스템에 적합합니다 29 inhg.