Van cầu vs van cổng - So sánh toàn diện

1. Giới thiệu

Van cầu vs van cổng là một trong những so sánh phổ biến nhất trong kiểm soát chất lỏng công nghiệp, Vì cả hai loại van đều được áp dụng rộng rãi trong các đường ống để cô lập và điều chỉnh.

Trong khi họ có chung mục đích rộng lớn, việc kiểm soát dòng chất lỏng, chất khí, hoặc Steam - hình học nội bộ của họ, Phương pháp niêm phong, và các đặc điểm hoạt động khác nhau đáng kể.

Chọn giữa hai người đòi hỏi phải đánh giá cẩn thận các yếu tố như hiệu quả dòng chảy, hiệu suất niêm phong, Tốc độ truyền động, Chi phí vòng đời, và các yêu cầu cụ thể của ngành.

Một lựa chọn kém có thể tăng chi phí hoạt động, giảm độ tin cậy, và thỏa hiệp an toàn.

2. Van Quả cầu là gì?

MỘT Van Quả cầu là một loại van chuyển động tuyến tính được thiết kế chủ yếu cho điều chỉnh và điều chỉnh dòng chảy.

Tên của nó xuất phát từ hình dạng cơ thể hình cầu trong các thiết kế ban đầu, mặc dù các van cầu hiện đại cũng có thể sử dụng thẳng, góc, hoặc cấu hình mẫu y.

Không giống như van cổng, được dự định để tắt hoàn toàn, Van cầu vượt trội khi cung cấp kiểm soát, dòng chảy thay đổi với chuyển động đột quỵ tương đối ngắn.

Van toàn cầu thường được sử dụng trong Hệ thống hơi nước, xử lý hóa chất, phát điện, và xử lý nước—Wh đề cần sự kiểm soát chính xác của áp lực hoặc dòng chảy là cần thiết.

Nguyên tắc làm việc

Hoạt động của một van toàn cầu dựa trên Chuyển động dọc của một đĩa (cắm) chống lại một chỗ ngồi đứng yên.

• Đĩa van được kết nối với một thân di chuyển tuyến tính khi quay tay hoặc bộ truyền động.
• Khi đĩa được hạ xuống, nó ấn vào chỗ ngồi, Chặn lưu lượng.
• Khi đĩa được nâng lên, Dòng chảy qua khoảng trống giữa đĩa và ghế, tạo ra một con đường hình chữ S quanh co.
• Mức độ mở tương quan trực tiếp với lượng dòng chảy, cho các van toàn cầu.

Hình học này giới thiệu cao hơn Điện trở dòng chảy (áp lực giảm) so với van cổng nhưng cung cấp Độ chính xác kiểm soát vượt trội.

Các tính năng chính

• Độ chính xác kiểm soát dòng chảy: Van toàn cầu cung cấp quy định chính xác, với hệ số dòng chảy (CV) cho phép điều chỉnh gia tăng.
  Ví dụ, Van cầu 6 inch có thể đạt được độ chính xác kiểm soát trong phạm vi ± 5%.
• Tùy chọn niêm phong: Có sẵn với Ghế kim loại đến kim loại cho dịch vụ nhiệt độ cao (lên đến 650 °C) hoặc Thiết kế mềm (PTFE, đàn hồi) Đối với ngắt kết hợp bong bóng trong các hệ thống áp suất thấp.
• Cấu hình đa năng: Mô hình thẳng (tiêu chuẩn), mẫu góc (90° xoay, Giảm phụ kiện), và y-vote (áp suất thấp hơn).
• Phạm vi kích thước & Xếp hạng: Thường được sản xuất từ Inch đến 24 inch, với các lớp áp lực từ Lớp ANSI 150 lên đến lớp 2500.
• BẢO TRÌ: Đĩa và chỗ ngồi tương đối dễ dàng để truy cập để thay thế, làm cho các van toàn cầu trở nên phổ biến trong các nhà máy điện nơi xói mòn chỗ ngồi là phổ biến.

3. Van cổng là gì?

MỘT Van cổng là một van cách ly chuyển động tuyến tính được thiết kế để cung cấp BẬT/TẮT kiểm soát dòng chảy chất lỏng.

Không giống như van toàn cầu, được tối ưu hóa để điều chỉnh, Van cổng được dự định là mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn.

Tính năng xác định của chúng là một cổng hình phẳng hoặc hình nêm (Đĩa) Điều đó di chuyển vuông góc vào đường dẫn dòng chảy để ngăn chặn chất lỏng.

Van cổng được sử dụng rộng rãi trong dầu & Đường ống dẫn khí, Phân phối nước thành phố, nhà máy điện, và các ngành công nghiệp quá trình chung nơi cần có dòng chảy lỗ khoan đầy đủ và giảm áp suất tối thiểu.

Nguyên tắc làm việc

Van cổng hoạt động bằng cách nâng hoặc hạ thấp Đĩa nêm hoặc song song giữa hai vòng ngồi:

• Khi quay tay hoặc bộ truyền động, Thân cây di chuyển cổng lên trên, rút nó hoàn toàn khỏi đường dẫn dòng chảy.
  Ở vị trí mở hoàn toàn, lỗ khoan không bị cản trở, cho phép dòng chảy có điện trở không đáng kể.
• Khi đóng, Cổng được ép vào ghế, chặn đoạn văn và đảm bảo sự cô lập.
• Van cổng là không được khuyến nghị cho điều chỉnh, Khi mở một phần cho thấy cổng và chỗ ngồi với chất lỏng vận tốc cao, gây rung động, xói mòn, và niêm phong thiệt hại.

Có hai thiết kế đĩa chính:

• Đĩa song song van cổng (Cổng phẳng giữa các ghế song song).
• Van cổng Wedge (nêm rắn hoặc linh hoạt cung cấp độ kín chỗ ngồi tốt hơn và khả năng chịu đựng sai lệch).

Các tính năng chính

• Điện trở dòng chảy tối thiểu: Ở vị trí mở hoàn toàn, Bánh khoan thẳng mang lại áp lực giảm xuống gần bằng không (Hệ số dòng CV cao hơn đáng kể so với các van toàn cầu có cùng kích thước).
• Dịch vụ hai chiều: Van cổng thường có thể niêm phong chống áp lực từ một trong hai hướng, Làm cho chúng phù hợp để cô lập trong bố cục đường ống phức tạp.
• Phạm vi kích thước & Xếp hạng: Thường có sẵn từ 2 inch lên đến 60 inch hoặc hơn, với xếp hạng áp lực từ Lớp ANSI 150 đến lớp 2500, làm cho họ một lựa chọn ưa thích cho Đường ống có đường kính lớn.
• Hoạt động chậm: Van cổng yêu cầu nhiều lượt thân phải mở hoặc đóng hoàn toàn, Làm cho chúng ít phù hợp hơn khi cần vận hành nhanh.
• Hiệu suất niêm phong: Thường được thiết kế để đáp ứng API 598 Tiêu chí rò rỉ, Nhưng thường không có sẵn trong các lớp ngắt chặt (Lớp VI Bubble-Chai như Quả cầu hoặc Van bóng có ghế mềm).
• Cân nhắc bảo trì: Thay thế chỗ ngồi và nêm có thể phức tạp do kích thước cơ thể lớn, và xói mòn hoặc galling có thể xảy ra nếu được sử dụng không đúng cách để điều chỉnh.

4. Thiết kế & Hình học bên trong của van toàn cầu vs van cổng

Sự khác biệt cơ bản nhất giữa Van Quả cầu Và van cổng nằm trong họ Đường dẫn lưu lượng nội bộ và thiết kế đĩa, ảnh hưởng trực tiếp đến giảm áp lực, niêm phong, và hoạt động phù hợp.

Thiết kế van toàn cầu & Hình học

• Đường dẫn dòng chảy: Trong một van địa cầu, Chất lỏng phải thay đổi hướng đầu tiên xuống qua chỗ ngồi và sau đó quay trở lại hướng dẫn trong một con đường dòng chảy quanh co.
• Đĩa/hình dạng phích cắm: Phần tử đóng cửa thường là một cắm, Đĩa, hoặc hình nón mà ấn vào vòng ghế vuông góc với dòng chảy.
• Định hướng chỗ ngồi: Ghế được sắp xếp theo chiều ngang, Làm cho các van toàn cầu phù hợp với hoạt động điều chỉnh và thường xuyên.
• Chuyển động thân: Thân di chuyển tuyến tính, với chuyến đi tương đối ngắn so với van cổng (khoảng 253030% kích thước lỗ khoan).
• Ý nghĩa cấu trúc: Buồng dòng chảy nhỏ gọn tạo ra tổn thất áp suất cao hơn nhưng cho phép kiểm soát dòng chảy tốt hơn.

Thiết kế van cổng & Hình học

• Đường dẫn dòng chảy: Đoạn văn trong van cổng là thẳng. Khi mở hoàn toàn, Cổng hoàn toàn ra khỏi dòng chảy, Cung cấp giảm áp suất gần bằng không.
• Đĩa/hình dạng nêm: Yếu tố đóng là một Cổng nêm hoặc tấm điều đó giảm giữa hai ghế thẳng đứng.
• Định hướng chỗ ngồi: Các ghế là dọc và song song đến đường dẫn dòng chảy.
• Chuyển động thân: Du lịch thân cây lớn bằng nhau với độ khoan đầy đủ của van (100% kích thước lỗ khoan)Hoạt động làm chậm hơn nhưng đảm bảo dòng chảy hoàn toàn không bị cản trở.
• Ý nghĩa cấu trúc: Yêu cầu một ách và nắp ca -pô cao do di chuyển thân cây dài; Sự nén nhỏ được hy sinh cho khả năng chống lưu lượng thấp.

5. Đặc điểm dòng chảy & Hiệu suất thủy lực

các Dòng chảy động lực của một van xác định mức độ hiệu quả của nó, ga, hoặc cô lập chất lỏng quá trình.

Hình học bên trong của van cầu và cổng tạo ra các hành vi thủy lực riêng biệt.

Đặc điểm dòng chảy của van cầu

• Tuyến tính / Kiểm soát dòng chảy tỷ lệ phần trăm bằng nhau: Van toàn cầu cung cấp mối quan hệ gần như tuyến tính hoặc ngang nhau giữa du lịch thân và tốc độ dòng chảy, làm cho chúng phù hợp với Dịch vụ điều chỉnh và điều chỉnh.
• Áp lực giảm: Do sự thay đổi đột ngột theo hướng dòng chảy trên ghế, Van toàn cầu tạo ra tổn thất áp suất tương đối cao.

• • Một lớp 6 inch 300 Van cầu có thể trưng bày một áp suất giảm 2,5 trận3,5 psi tại 100 GPM, so với ít hơn 1 psi cho một van cổng có cùng kích thước.

• CV (Hệ số dòng chảy): CV thấp hơn trên mỗi van kích thước (≈30 660% của một van cổng) - Giới hạn lưu lượng tối đa nhưng tăng cường độ chính xác trong điều kiện mở một phần.

Đặc điểm lưu lượng van cổng

• Về hành vi của Off Off: Van cổng được thiết kế để cách ly thay vì điều chỉnh. Cổng Wedge cung cấp dòng chảy gần như không bị cản trở khi mở hoàn toàn.
• Áp suất tối thiểu giảm: Với một lỗ khoan thẳng, Điện trở thủy lực gần như tương đương với một mảnh ống có cùng kích thước.

• • Ví dụ, Van cổng 6 inch mở hoàn toàn thường có áp lực giảm <0.5 psi tại 100 GPM.

• Sự phù hợp tiết lưu kém: Vận hành một van cổng mở một phần dẫn đến nhiễu loạn, Cavites, và xói mòn chỗ ngồi/cổng.
• Giá trị CV: Giá trị CV rất cao (≈90) Làm cho van cổng lý tưởng cho các hệ thống yêu cầu hạn chế dòng chảy tối thiểu.

6. Hiệu suất niêm phong & Lớp rò rỉ

Khả năng của một van để duy trì con dấu chặt chẽ rất quan trọng đối với an toàn quá trình, chất lượng sản phẩm, và hiệu quả.

Van cầu vs van cổng đạt được niêm phong theo những cách khác nhau, tác động đến hiệu suất rò rỉ và sự phù hợp cho các dịch vụ cụ thể.

Niêm phong van địa cầu

• Liên hệ với chỗ ngồi:
  Van toàn cầu sử dụng một Đĩa nhấn vào vòng ghế. Bởi vì khu vực tiếp xúc nhỏ và lực niêm phong được tập trung, Van cầu có thể đạt được tắt chất lượng cao.
• Lớp rò rỉ:

• • Có khả năng gặp gỡ ANSI/FCI 70-2 Lớp IV hoặc V (Công nghiệp đóng cửa chặt chẽ).
  • Với các phần chèn mềm hoặc chất đàn hồi, Một số van toàn cầu có thể đạt được Lớp VI (tắt bong bóng).

• Niêm phong hai chiều:
  Hầu hết các thiết kế là đơn hướng (tối ưu hóa cho áp lực ở phía hạ lưu), Nhưng một số thiết kế với sự sắp xếp hai chỗ hỗ trợ niêm phong hai chiều.
• Điều chỉnh & Mặc:
  Vì các van toàn cầu thường được sử dụng trong dịch vụ điều chỉnh, Chỗ ngồi theo thời gian có thể dẫn đến tăng rò rỉ.
  Các vật liệu cứng như lớp phủ cacbua của Stellite hoặc Vonfram thường được áp dụng để cải thiện tuổi thọ.

Van cổng niêm phong

• Tiếp xúc cổng nêm:
  Niêm phong xảy ra giữa cổng (nêm/đĩa) Và những chiếc ghế ngồi. Tắt chặt chẽ dựa vào sự liên kết nêm và lực lượng chỗ ngồi thích hợp.
• Lớp rò rỉ:

• • Thường đạt được Lớp III hoặc IV Tắt trong các phiên bản có chỗ ngồi kim loại.
  • Van cổng nêm mềm hoặc có khả năng phục hồi có thể tiếp cận Lớp V hoặc VI, Nhưng những điều này ít phổ biến hơn trong các dịch vụ áp suất cao.

• Khả năng hai chiều:
  Hầu hết các van cổng đều tự nhiên hai chiều, có khả năng niêm phong chống lại dòng chảy theo một trong hai hướng.
• Hạn chế:
  Trong các vị trí mở một phần, Dòng chảy trực tiếp lên các bề mặt niêm phong, dẫn đến xói mòn và Rò rỉ chỗ ngồi theo thời gian. Vì lý do này, Van cổng không phù hợp với dịch vụ phát tiết.

Ý nghĩa ứng dụng

• Van cầu được ưa thích ở đâu hiệu suất bị rò rỉ và điều chế dòng chảy là cần thiết, chẳng hạn như cách ly hơi nước, Kiểm soát ngưng tụ, và hệ thống thức ăn hóa học.
• Van cổng được ưa chuộng trong trên dịch vụ cách ly Off Off, đặc biệt trong các đường ống, Phân phối nước, và dầu & Truyền khí, Ở đâu ngắt hai chiều với rò rỉ tối thiểu là đủ.

7. Tốc độ vận hành, Động vật & Tự động hóa

8. Khả năng nhiệt độ áp suất & Cân nhắc về vật chất

Lựa chọn van phải giải thích cho áp lực hoạt động, nhiệt độ, và khả năng tương thích vật chất, Vì những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn, độ bền, và cuộc sống phục vụ.

Van cầu và cổng khác nhau về dung sai thiết kế và hành vi vật chất theo thái cực PTH T.

Áp lực & Xếp hạng nhiệt độ

Cân nhắc về vật chất

• Van Quả cầu:

• • Lựa chọn vật chất phụ thuộc vào ăn mòn, xói mòn, và chống mài mòn, đặc biệt đối với lưu lượng phát triển hoặc vận tốc cao.
  • Hợp kim phổ biến: Thép cacbon, thép không gỉ (304/316/316L), hai mặt, hợp kim niken (Hastelloy, Monel) Đối với hóa chất tích cực.
  • Con dấu & Chỗ ngồi: Ghế kim loại sang kim loại hoặc mềm (PTFE, than chì, đàn hồi) để xử lý phạm vi P át T.

• Van cổng:

• • Được thiết kế chủ yếu cho toàn bộ lỗ hổng, Dòng chảy kháng thấp.
  • Nguyên vật liệu: Thép cacbon, thép không gỉ, đồng, Thép hợp kim.
  • Chỗ ngồi: Ghế kim loại thống trị áp suất cao, Dịch vụ nhiệt độ cao; ghế mềm được sử dụng để áp suất thấp, đóng chặt.

9. Độ bền & BẢO TRÌ

• Van Quả cầu: Mặc xảy ra ở giao diện chỗ ngồi/đĩa do điều chỉnh, và đóng gói mặc tại thân cây. Dễ dàng duy trì trang trí mà không cần tháo thân van.
• Van cổng: Dễ bị kẹt vì chất rắn, Xói mòn chỗ ngồi khi bị điều chỉnh, và ăn mòn thân cây. Bảo trì có thể yêu cầu tháo gỡ nắp ca -pô và đôi khi loại bỏ cơ thể.

Cuộc sống phục vụ

• Van Quả cầu: 10–20 năm phục vụ vừa phải, ngắn hơn trong các ứng dụng ăn mòn/điều chỉnh mà không cần bảo trì.
• Van cổng: 15–25 năm cho dịch vụ cô lập, Nhưng cuộc sống dịch vụ giảm mạnh trong điều kiện mở một phần hoặc vận tốc cao.

10. Ứng dụng công nghiệp điển hình của van toàn cầu vs van cổng

Sự lựa chọn giữa các van Globe và Gate phụ thuộc vào Yêu cầu kiểm soát dòng chảy, áp lực , nhiệt độ, và tần suất hoạt động.

Ứng dụng van toàn cầu

Van cầu vượt trội quy định dòng chảy, điều chỉnh, và hoạt động thường xuyên.

Thiết kế của họ cho phép kiểm soát chính xác dòng chảy và giảm áp suất, làm cho chúng phù hợp cho các hệ thống mà cần điều chế.

Ứng dụng chính:

• Hệ thống điều khiển hơi nước: Dòng chảy chính xác và điều chỉnh áp suất trong nước cấp nước và hệ thống sưởi ấm.
• Cây hóa học và hóa dầu: Liều dùng chính xác, Chất lỏng bị ăn mòn hoặc nhiệt độ cao.
• HVAC và huyện nóng: Điều chỉnh các van để điều khiển nhiệt độ và áp suất trong mạng lưới đường ống lớn.
• Nhà máy xử lý nước: Kiểm soát dòng chảy để lọc, tiêm hóa chất, và các ứng dụng dùng thuốc.
• Năng lượng và nhà máy điện: Quy định về nước, lưu lượng nước làm mát, và hệ thống bỏ qua tuabin.

Ứng dụng van cổng

Van cổng chủ yếu được sử dụng cho BẬT/TẮT cô lập với áp suất giảm tối thiểu khi mở hoàn toàn.

Chúng phù hợp với các đường ống và ứng dụng có đường kính lớn trong đó điều chế dòng chảy là không cần thiết.

Ứng dụng chính:

• Dầu & Đường ống dẫn khí: Sự cô lập chính, trạm bơm, và vận chuyển thô.
• Phân phối nước & Nước thải: Các van cách ly và nhà máy xử lý có đường kính lớn.
• Phát điện: Sự cô lập của nước làm mát, tiêu đề hơi nước, và dòng nhiên liệu.
• Dòng quá trình công nghiệp: Sự cô lập không phải là hóa chất, Không khí nén, hoặc đường ống dẫn khí.
• Hàng hải & Đóng tàu: Hệ thống cách ly nước và nhiên liệu dằn.

11. Bảng tóm tắt so sánh - Van cầu vs van cổng

12. Phần kết luận

Cả hai Van Quả cầu vs van cổng không thể thiếu trong các hệ thống đường ống công nghiệp, Nhưng vai trò của họ khác nhau đáng kể.

Van toàn cầu là giải pháp cho quy định dòng chảy chính xác và ngắt đáng tin cậy trong áp suất cao, nhiệt độ cao, và môi trường quan trọng quá trình.

Van cổng, Ngược lại, kinh tế hơn và tiết kiệm năng lượng cho các nhiệm vụ cách ly có đường kính lớn trong đó giảm áp suất tối thiểu là điều cần thiết.

Lựa chọn chính xác phụ thuộc vào việc ứng dụng có ưu tiên Kiểm soát độ chính xác hoặc Hiệu quả dòng chảy.

Các kỹ sư và nhà thiết kế nhà máy phải cân, quy trình nhu cầu, và điều kiện hoạt động để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy tối ưu.

 

Câu hỏi thường gặp

Có thể sử dụng van cổng để điều chỉnh không?

Không có van cổng mở đặc về mặt tạo ra nhiễu loạn và xâm thực, Giảm tuổi thọ dịch vụ bằng cách 70% và gây ra sự mất ổn định dòng chảy (± 20 độ lệch30%).

Một nhà máy lọc dầu sử dụng các van cổng để điều chỉnh các lỗi chỗ ngồi có kinh nghiệm gấp 3 lần so với thực vật sử dụng van quả cầu.

Nhiệt độ tối đa cho một van cầu mềm là bao nhiêu?

Mềm mại (PTFE) Van toàn cầu được giới hạn ở ≤260 ° C. Cho nhiệt độ cao hơn (260–650°C), Sử dụng các van cầu có chỗ ngồi bằng kim loại với sao 6 cắt tỉa.

Trên 650 ° C., Van cổng có ghế kim loại được ưa thích (PTFE xuống cấp, và các van toàn cầu giảm áp suất trở nên không hiệu quả).

Van nào có hiệu quả chi phí hơn cho một đường ống dầu?

Van cổng-TCO 10 năm của họ ($29,000 cho 12 inch) là 28% thấp hơn van toàn cầu ($40,000).

Van cổng, tiết kiệm áp suất thấp $120,000 hàng năm với chi phí năng lượng bơm, bù đắp chi phí thời gian chết trả trước cao hơn.

Van cổng có phù hợp với chất lỏng ăn mòn như nước biển không?

Có, sử dụng song công 2205 hoặc van cổng 316L có niêm phong kim loại đến kim loại.

Một nền tảng biển sử dụng song công 2205 Van cổng đạt được tuổi thọ 10 năm trong nước biển, không ăn mòn (Tốc độ ăn mòn <0.001 mm/năm). Tránh các van cổng mềm (Hải cẩu xuống cấp trong nước mặn).