日本語

空気圧搬送バルブ：圧力損失、空気コスト、選定

作成日 今日
ほとんどの空気圧搬送システムは、ブロワから逆算して設計されています。管径が計算され、曲がり部が数えられ、フィルタのサイズが決められ、バルブは残ったスペースに何とか収められます。そしてシステムは計算が約束したよりも20パーセント多い空気で運転され、バルブが疑わしい存在になります。このノートは、その圧力が実際にどこへ行くのか、各バルブタイプが何を加えるのか、そして試運転の後ではなく購入の前に2つの選択肢を比較する方法についてです。

なぜバルブは通常最後にサイズ決定されるのか

バルブは長いライン上の小さな部品であり、希薄相システムでは全圧力収支の中で本当に小さな部分です。問題は、それが最も予測しにくい形状を持つ部分だということです。配管は配管です。製作業者は内径と曲げ半径を把握しています。バルブにはボディ、シート、アクチュエータ、流路内の障害物があり、ダイバータでは材料の方向を変える分岐があります。それらすべてがライン内に存在しながら、誰かが計算に組み込まない限り、空気輸送計算には一切現れません。
その結果、ラインが実際には供給しない圧力に対してブロワが選定されるシステムになります。よくある応急処置は空気量を増やすことですが、それは流速を上げ、バルブより下流のすべての曲がり部の摩耗を増やします。こうして圧力損失の問題が、18か月後にメンテナンスの問題へと変わるのです。

2つの搬送モード、2つの異なる基準

圧力損失は基準値と比較して初めて意味を持ち、その基準値は搬送モードによって設定されます。

希薄相

高速、低固体負荷、そしてシステム圧力は通常1バール未満です。材料は15～30 m/sの速度で懸濁状態で移動し、摩擦が分散しているため、圧力はラインに沿ってほぼ均等に低下します。このモードでは、バルブが全体の数パーセントを占めることがありますが、システム全体が低圧であるため、数パーセントの差が標準ブロワーとワンサイズ上のブロワーの違いになります。

濃厚相

低速度、高固形分負荷、そしてシステム圧力は1～6バールです。材料は3～8 m/sでプラグまたは波として移動します。圧力プロファイルは不均一です。プラグが形成される間に上昇し、プラグが移動する間は保持され、プラグが通過すると低下します。バルブの総計に占める割合は百分率で見ると小さくなります — 絶対数は単により大きいだけです — しかしバルブは今や高圧領域に位置し、動作中にその圧力を保持しなければならず、これは流量の問題ではなく機械的な要件です。
まだどのモードがあなたの材料に適しているか決めかねている場合は、一般的な比較はこちらの空気圧搬送バルブページにあります。このノートの残りは、あなたがどちらかを選んだことを前提としています。

バルブタイプ別の圧力損失

以下の数値は、実際に観察されるおおよその目安を、同じ口径の直管の相当長さとして表したものです。これらはタイプ同士を比較するためのものであり、ご自身の配管を確認する代わりにはなりません。また、バルブが全開であることを前提としています。
バルブタイプ
開時の障害物
典型的な相当長さ
問題となる箇所
ピンチバルブ、フルボア
なし — スリーブの内径は配管と一致しています
配管とほぼ同じ長さに曲がり1つを加えたものに近い
空気圧が低すぎてスリーブを完全に開けない場合のみ
Inflatable seated butterfly
ディスクとシートリングが流路内に位置する
配管直径2～5個分
運転1時間ごと、開または閉
アイリスバルブ
ブレードがボアから完全に退避する
低く、全開時のバタフライより下
摩耗性材料におけるブレード開口部の段付きエッジ
ボールまたはプラグダイバータ
ボールを通るフルボアですが、ブランチが流れを変えます
配管径の5～10倍
ブランチであり、バルブ本体ではありません
フラップダイバータ
フラップがブランチの片側に引き込まれます
ベンドと短いブランチを組み合わせたものに類似
シール面、フラップが平らに着座しない場合
その表から2つのことが導かれます。第一に、フルボアピンチバルブは単に損失が低いだけでなく、システムにとってほとんど存在しないに等しく、それゆえ速度を犠牲にできない摩耗性の用途で一般的に使用されます。第二に、ダイバータでは圧力損失はバルブではなく分岐部の形状に起因するため、分岐部を移動したりトランジションを延長したりすることが、バルブを変更するよりも重要になる場合があります。
当社のVFシリーズ空気作動式ピンチバルブはフルボアタイプです：DN40～DN300、フランジ付きアルミニウムボディ、スリーブがシールを担い、ボアは連続したままです。ライン切り替えには、KFQボールダイバータ、KFZプラグダイバータおよびVABフラップダイバータは通常、圧力損失のみではなく、シーリング負荷と材料の摩耗に基づいて選定されます。フランジ間にコンパクトな遮断機構が必要な場合、PZDインフレータブルシートバタフライバルブは小さな永久損失と引き換えに、非常に短い面間距離を実現します。

圧力損失をエアコストに変える

空気は空圧システムにおいて高コストな部分であり、そのコストは圧力に比例します。ブロワやコンプレッサが一定の流量をより高い圧力に抗して供給する場合、より多くの動力を消費し、その関係は特定の機械の範囲内ではほぼ線形です。流量を変えずにラインの圧力損失を10パーセント増加させると、プラントの寿命にわたって毎時間、空気供給の運用に約10パーセント多く支払うことになります。
それが低損失バルブを選ぶべき正直な理由です。購入価格ではほとんど勝負になりません。なぜなら、フルボアバルブは通常、ウェハーバタフライより高価だからです。勝負がつくのはランニングコストであり、流速を増加させないバルブは後方の曲がり部分に摩耗を追加しないという事実です。
高濃度相は計算を変えます。そこではコンプレッサーが数バールで稼働しており、その圧力の圧縮空気は低圧ブロワー空気よりも立方メートルあたりのコストがかなり高くなります。高濃度相では、あらゆる制約を減らす根拠は弱まるどころか強くなります。

バルブの位置が数値を変える

位置は種類と同じくらい重要であり、プラントのレイアウトによって固定されるため搬送エンジニアではなくプラント側に決められることが多く、最も見落とされがちな部分です。
  • 垂直リフトの底部。
  • ベンドの直下流。
  • 分岐部。
  • サイロへの水平配管上で。

シール、摩耗、そして忍び寄る低下

バルブの圧力損失は生涯固定ではありません。二つの要因がそれを変動させます。
第一はシート摩耗です。研磨性のある材料に晒されたエラストマー製シートは形状を失い、シールラインが広がり、キャンペーン開始時にはシールしていたバルブが内部漏れを起こすようになります。ダイバータでは、これは遮断バルブの場合よりも深刻です。漏れているアイドルレッグは、目に見える漏れとして現れることなく、搬送レッグから空気を奪うからです。
第二はスリーブまたはシートの膨潤と硬化です。天然ゴムは熱や特定の油で硬化します。EPDMはその両方に耐性がありますが、一部の炭化水素サービスでは膨潤します。硬化したスリーブは同じ空気圧でも開く量が少なくなり、ラインを静かに絞ってしまいます。システムの能力が1年かけて低下していく場合は、ブロワを疑う前にスリーブを確認してください。
だからこそ当社では、スリーブとシートを故障ではなく計画的な消耗部品として扱っています。これらの部品の材料選定については、当社の粉体およびバルク固体用バルブガイド。

簡単な選定チェックリスト

仕様を決定する前に、次の4つの数値を1行にまとめてください：
  • 搬送モードと、運転予定の空気速度。
  • バルブ位置でのシステム圧力。リフトの底部にある場合は始動圧力も含みます。
  • 必要なボア、およびそのボアでレデューサーなしにバルブを実際に供給できるかどうか。
  • バルブが何に対してシールする必要があるか、およびその動作頻度。
3番目のポイントへの答えが「いいえ」の場合、圧力損失の議論はすでに負けています — より小さなバルブへのレジューサーは、バルブが節約する以上のコストがかかります。この単一のチェックで、私たちが見る悪い選択のほとんどが排除されます。

ライン配置をお送りください

材料、時間当たりのトン数での流量、搬送距離、およびバルブ位置をマークしたラインのスケッチをお送りいただければ、各ポイントにどのバルブを取り付けるか、そして圧力が実際にどこへ向かうと考えるかをお伝えします。もし私たちのバルブがその位置には間違った選択であるという答えであれば、そう申し上げます。以下までご連絡ください: zjxnjx@126.com、または当社の製品リスト。
ZHEJIANG XINGNENG MACHINERY CO., LTD.は、粉体、バルク固形物、空気圧搬送用途向けにピンチバルブ、ダイバータバルブ、アイリスバルブ、インフレータブルシートバタフライバルブを製造しています。
Contact
Leave your information and we will contact you.