Βαλβίδα πύληςείναι το προϊόν της βιομηχανικής επανάστασης. Παρόλο που ορισμένα σχέδια βαλβίδων, όπως οι σφαιρικές βαλβίδες και οι βαλβίδες βύσματος, υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό, οι βαλβίδες πύλης κατέχουν δεσπόζουσα θέση στον κλάδο εδώ και δεκαετίες και μόνο πρόσφατα παραχώρησαν ένα μεγάλο μερίδιο αγοράς σε σχέδια σφαιρικών βαλβίδων και βαλβίδων πεταλούδας.

Η διαφορά μεταξύ της βαλβίδας πύλης και της σφαιρικής βαλβίδας, της βαλβίδας βύσματος και της βαλβίδας πεταλούδας είναι ότι το στοιχείο κλεισίματος, που ονομάζεται δίσκος, πύλη ή αποφράκτης, ανεβαίνει στο κάτω μέρος του στελέχους ή του άξονα της βαλβίδας, εξέρχεται από την υδάτινη οδό και εισέρχεται στο πάνω μέρος της βαλβίδας, που ονομάζεται καπό, και περιστρέφεται μέσω του άξονα ή του άξονα σε πολλαπλές στροφές. Αυτές οι βαλβίδες που ανοίγουν με γραμμική κίνηση είναι επίσης γνωστές ως βαλβίδες πολλαπλών στροφών ή γραμμικές βαλβίδες, σε αντίθεση με τις βαλβίδες τετάρτου στροφής, οι οποίες έχουν ένα στέλεχος που περιστρέφεται κατά 90 μοίρες και κανονικά δεν ανεβαίνουν.

Οι βαλβίδες πύλης διατίθενται σε δεκάδες διαφορετικά υλικά και ονομαστικές τιμές πίεσης. Το μέγεθός τους ποικίλλει από NPS που χωράει το χέρι σας ½ ίντσα έως NPS μεγάλου φορτηγού 144 ιντσών. Οι βαλβίδες πύλης αποτελούνται από χυτά, σφυρήλατα ή εξαρτήματα που κατασκευάζονται με συγκόλληση, αν και ο σχεδιασμός της χύτευσης κυριαρχεί.

Μία από τις πιο επιθυμητές πτυχές των βαλβίδων πύλης είναι ότι μπορούν να ανοίξουν πλήρως με μικρή απόφραξη ή τριβή στις οπές ροής. Η αντίσταση ροής που παρέχεται από την ανοιχτή βαλβίδα πύλης είναι περίπου η ίδια με αυτή ενός τμήματος σωλήνα με το ίδιο μέγεθος θύρας. Επομένως, οι βαλβίδες πύλης εξακολουθούν να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη για εφαρμογές μπλοκαρίσματος ή ενεργοποίησης/απενεργοποίησης. Σε ορισμένες ονοματολογίες βαλβίδων, οι βαλβίδες πύλης ονομάζονται σφαιρικές βαλβίδες.

Οι βαλβίδες πύλης γενικά δεν είναι κατάλληλες για τη ρύθμιση της ροής ή για λειτουργία σε οποιαδήποτε κατεύθυνση εκτός από το πλήρες άνοιγμα ή το πλήρες κλείσιμο. Η χρήση μιας μερικώς ανοιχτής βαλβίδας πύλης για την επιτάχυνση ή τη ρύθμιση της ροής μπορεί να προκαλέσει ζημιά στην πλάκα της βαλβίδας ή στον δακτύλιο της έδρας της βαλβίδας, επειδή σε ένα περιβάλλον μερικώς ανοιχτής ροής που προκαλεί αναταραχή, οι επιφάνειες της έδρας της βαλβίδας θα συγκρούονται μεταξύ τους.

Στυλ βαλβίδας πύλης

Από έξω, οι περισσότερες βαλβίδες πύλης μοιάζουν. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές διαφορετικές δυνατότητες σχεδιασμού. Οι περισσότερες βαλβίδες πύλης αποτελούνται από ένα σώμα και ένα καπό, το οποίο περιέχει ένα στοιχείο κλεισίματος που ονομάζεται δίσκος ή πύλη. Το στοιχείο κλεισίματος συνδέεται με το στέλεχος που διέρχεται από το καπό και τέλος με τον χειροτροχό ή άλλο μηχανισμό κίνησης για τη λειτουργία του στελέχους. Η πίεση γύρω από το στέλεχος της βαλβίδας ελέγχεται από τη συμπίεση του παρεμβύσματος στην περιοχή ή τον θάλαμο παρεμβύσματος.

Η κίνηση της πλάκας της βαλβίδας πύλης στο στέλεχος της βαλβίδας καθορίζει εάν το στέλεχος της βαλβίδας ανεβαίνει ή βιδώνεται στην πλάκα της βαλβίδας κατά το άνοιγμα. Αυτή η αντίδραση καθορίζει επίσης τα δύο κύρια στυλ στελέχους/δίσκου για τις βαλβίδες πύλης: ανοδικό στέλεχος ή μη ανοδικό στέλεχος (NRS). Το ανοδικό στέλεχος είναι το πιο δημοφιλές στυλ σχεδιασμού στελέχους/δίσκου στη βιομηχανική αγορά, ενώ το μη ανοδικό στέλεχος προτιμάται εδώ και καιρό από τη βιομηχανία ύδρευσης και αγωγών. Ορισμένες εφαρμογές πλοίων που εξακολουθούν να χρησιμοποιούν βαλβίδες πύλης και έχουν μικρούς χώρους χρησιμοποιούν επίσης το στυλ NRS.

Ο πιο συνηθισμένος σχεδιασμός στελέχους/καλύμματος σε βιομηχανικές βαλβίδες είναι το εξωτερικό σπείρωμα και ζυγός (OS&Y). Ο σχεδιασμός OS&Y είναι πιο κατάλληλος για διαβρωτικά περιβάλλοντα επειδή τα σπειρώματα βρίσκονται έξω από την περιοχή στεγανοποίησης ρευστού. Διαφέρει από άλλα σχέδια στο ότι ο χειροτροχός είναι προσαρτημένος στο δακτύλιο στην κορυφή του ζυγού, όχι στο ίδιο το στέλεχος, έτσι ώστε ο χειροτροχός να μην ανυψώνεται όταν η βαλβίδα είναι ανοιχτή.

Τμηματοποίηση της αγοράς βαλβίδων πύλης

Παρόλο που τα τελευταία 50 χρόνια, οι περιστροφικές βαλβίδες ορθής γωνίας έχουν καταλάβει μεγάλο μερίδιο στην αγορά βαλβίδων πύλης, ορισμένες βιομηχανίες εξακολουθούν να βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε αυτές, συμπεριλαμβανομένης της βιομηχανίας πετρελαίου και φυσικού αερίου. Παρόλο που οι σφαιρικές βαλβίδες έχουν σημειώσει πρόοδο στους αγωγούς φυσικού αερίου, οι αγωγοί αργού πετρελαίου ή υγρών εξακολουθούν να αποτελούν την τοποθεσία των παράλληλων βαλβίδων πύλης.

Στην περίπτωση μεγαλύτερων μεγεθών, οι βαλβίδες πύλης εξακολουθούν να αποτελούν την κύρια επιλογή για τις περισσότερες εφαρμογές στη βιομηχανία διύλισης. Η στιβαρότητα του σχεδιασμού και το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας (συμπεριλαμβανομένης της οικονομίας συντήρησης) είναι τα επιθυμητά σημεία αυτού του παραδοσιακού σχεδιασμού.

Όσον αφορά την εφαρμογή, πολλές διεργασίες διυλιστηρίου χρησιμοποιούν θερμοκρασίες υψηλότερες από την ασφαλή θερμοκρασία λειτουργίας του τεφλόν, το οποίο είναι το κύριο υλικό έδρασης για τις πλωτές σφαιρικές βαλβίδες. Οι βαλβίδες πεταλούδας υψηλής απόδοσης και οι μεταλλικές σφαιρικές βαλβίδες με σφράγιση αρχίζουν να χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε εφαρμογές διυλιστηρίου, αν και το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας τους είναι συνήθως υψηλότερο από αυτό των βαλβίδων πύλης.

Η βιομηχανία εγκαταστάσεων ύδρευσης εξακολουθεί να κυριαρχείται από σιδερένιες βαλβίδες πύλης. Ακόμα και σε θαμμένες εφαρμογές, είναι σχετικά φθηνές και ανθεκτικές.

Η βιομηχανία ενέργειας χρησιμοποιείβαλβίδες πύλης από κράμαγια εφαρμογές που περιλαμβάνουν πολύ υψηλές πιέσεις και πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Παρόλο που στον σταθμό παραγωγής ενέργειας έχουν βρεθεί ορισμένες νεότερες σφαιρικές βαλβίδες τύπου Υ και μεταλλικές σφαιρικές βαλβίδες με έδρα που έχουν σχεδιαστεί για λειτουργία μπλοκαρίσματος, οι βαλβίδες πύλης εξακολουθούν να προτιμώνται από τους σχεδιαστές και τους χειριστές των εγκαταστάσεων.