MO Memoir ฉบับนี้เป็นตอนต่อจากคราวที่แล้ว ตอนแรกกะว่าจะกล่าวถึงวาล์วระบายความดัน (Safety valve หรือ Relief valve) ด้วย แต่คิดดูอีกทีแล้วรู้สึกว่ามันเป็นเรื่องค่อนข้างเยอะอยู่เหมือนกัน ก็เลยจะขอแยกเรื่องวาล์วระบายความดันออกเป็นเรื่องต่างหาก
9. Check valve หรือ Non-return valve
Check valve (เรียกแบบอเมริกัน) หรือ Non-return valve (เรียกแบบอังกฤษ) เป็นวาล์วที่ทำหน้าที่ป้องกันการไหลย้อนกลับ ถ้าเป็นแบบที่ติดอยู่ปลายท่อด้านขาเข้าของเครื่องสูบน้ำด้านที่จุ่มลงไปในน้ำบางทีก็เรียกว่า foot valve ตัวอย่างการใช้งานใกล้ตัวเราที่เห็นได้ชัดคือการประปาบางแห่งจะติด check valve ไว้ด้านขาออกจากมิเตอร์วัดน้ำ แต่ก่อนเข้าตัวบ้าน หรือที่ติดตั้งที่ปากขวดเหล้านอก (จะเห็นเป็นลูกบอลตกขวางปากขวดอยู่) ซึ่งทำให้เทเหล้าออกจากขวดได้ แต่กรอกเข้าไปไม่ได้ (จุดประสงค์เพื่อป้องกันการปลอมปน) ส่วนในอุตสาหกรรมก็มีการใช้เพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับจากทางด้านความดันสูงไปทางด้านความดันต่ำ เพื่อป้องกันไม่ให้ระบบท่อด้านความดันต่ำเกิดความเสียหาย หรือในกรณีของปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์ก็จะมีการติดตั้ง check valve ไว้ทางด้านขาออก ทั้งนี้เพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับเวลาที่ปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์หยุดทำงาน (เช่นตอนปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับ) เพราะถ้าปล่อยให้มีการไหลย้อนกลับจะทำให้ใบพัดของปั๊มหรือของคอมเพรสเซอร์หมุนกลับทิศและเกิดความเสียหายได้ (โครงสร้างของอุปกรณ์พวกใบพัดนั้นมักจะออกแบบให้รับความเค้นที่เกิดขึ้นเมื่อใบพัดหมุนในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเท่านั้น การทำให้ใบพัดหมุนกลับทิศด้วยความเร็วรอบที่แม้จะไม่สูงเท่าความเร็วรอบการทำงานปรกติก็จะทำให้ใบพัดเสียหายได้) หรือป้องกันการปนเปื้อนใน
รูปที่ 1 วาล์วกันการไหลย้อนกลับ (ซ้าย) Swing check valve และ (ขวา) Lift check valve (ภาพจาก http://www.roymech.co.uk)
รูปแบบโครงสร้างของ check valve มีอยู่ 2 รูปแบบหลัก ๆ ดังแสดงในรูปที่ 1 ข้างบนคือ swing check valve และ lift check valve
swing check valve น่าจะเป็นชนิดที่พบกันแพร่หลายมากที่สุด (ดูตัวอย่างได้จากที่ติดอยู่ที่มิเตอร์น้ำประปาหรือที่ปากทางท่อระบายน้ำออกของเครื่องสูบน้ำที่กทม.ติดตั้งไว้ตามปากคลองต่าง ๆ) มีลักษณะเป็นแผ่นจาน (disk) ที่มีบานพับอยู่ที่ขอบด้านบนของแผ่นจาน เมื่อของไหลไหลเข้ามาทางด้านซ้าย (ดูรูปที่ 1 ประกอบ) แรงดันของของไหลก็จะดันให้ตัวแผ่นจานแกว่งขึ้นไปทางด้านขวา ทำให้ช่องทางการไหลเปิดออก แต่ถ้าของไหลไหลเข้ามาทางด้านขวา แรงดันของของไหลก็จะดันให้แผ่นจานตกลงมาปิดทิศทางการไหล swing check valve จะทำงานได้ก็ต่อเมื่อตัววาล์วติดตั้งอยู่ในแนวนอน หรือถ้าติดตั้งในแนวดิ่งก็ต้องให้ของไหลไหลจากด้านล่างขึ้นด้านบน (ห้ามติดกลับหัวและอย่าให้ของไหลไหลจากบนลงล่าง เพราะวาล์วจะเปิดอยู่เสมอ)
swing check valve มีข้อดีคือเมื่อวาล์วเปิดแล้วจะมีแรงด้านทานการไหลที่ต่ำ เพราะของไหลจะไหลผ่านวาล์วไปตรง ๆ ไม่ต้องมีการหักเลี้ยว แต่ก็มีข้อความระวังในการใช้งานโดยเฉพาะกับวาล์วขนาดใหญ่ เพราะแผ่นจานที่ทำหน้าที่ปิดเปิดของวาล์วขนาดใหญ่ก็จะมีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากตามไปด้วย ในกรณีที่การไหลหยุดกระทันหันจะทำให้แผ่นจานตกลงจากตำแหน่งเปิดเต็มที่มาอยู่ที่ตำแหน่งปิดทันที จะทำให้แผ่นจานกระแทกกับ seat ของวาล์วอย่างแรงและอาจทำให้ตัวแผ่นจานหรือ seat เกิดความเสียหายได้ เพื่อป้องกันการปิดกลับอย่างรวดเร็วจึงมักจะมีการติดตั้งอุปกรณ์หน่วงการปิดตัวของแผ่นจาน ที่เห็นนิยมใช้กับวาล์วที่ไม่ใหญ่มากคือการใช้น้ำหนักถ่วงดังแสดงในรูปที่ 2 ข้างล่าง
รูปที่ 2 Butterfly check valve ซึ่งมีหลักการทำงานแบบเดียวกันกับ swing check valve ในรูปแสดงตัวอย่างวาล์วขนาดใหญ่ (ใช้กับท่อกี่นิ้วก็ลองนับจำนวนรูบนหน้าแปลนเองก็แล้วกัน) จะเห็นว่ามีการใช้ทั้งน้ำหนักถ่วง (ที่เป็นก้อนทรงกระบอกแบนติดอยู่ที่ปลายแขนที่ยื่นออกมา) และไฮดรอลิกเพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นจานปิดตัวอย่างรวดเร็ว ถ้าเป็นวาล์วขนาดไม่ใหญ่มากก็อาจใช้น้ำหนักถ่างเพียงอย่างเดียวก็ได้ (ภาพซ้ายจาก www.made-in-china.com ภาพขวาจาก www.wvt.co.th)
โครงสร้างภายในของ lift check valve จะคล้ายกับ globe valve กล่าวคือของไหลที่ไหลเข้าวาล์วทางด้านซ้าย (ดูรูปที่ 1 ประกอบ) จะถูกเบี่ยงให้ไหลวกขึ้นไปทางด้านบน แรงดันของไหลที่ไหลจากด้านล่างขึ้นบนจะไปดันให้ตัวแผ่นจาน (disk) หรือลูกบอลที่วางอยู่บน seat ให้ยกตัวขึ้น วาล์วก็จะเปิดออก แต่ถ้ามีการไหลกลับทิศ แรงดันของของไหลก็จะดันให้แผ่นจานหรือลูกบอลตกลงมาอุดรูเอาไว้ lift check valve จะไม่เกิดปัญหาการปิดกระแทกอย่างรุนแรงเหมือน swing check valve แต่จะมีความดันลดคร่อมตัววาล์วที่สูงกว่า และแบบที่แสดงในรูปที่ 1 ก็ทำงานได้ก็ต่อเมื่อติดตั้งให้อยู่ในแนวราบเท่านั้น ถ้าต้องการใช้กับท่อที่ติดตั้งในแนวดิ่ง จะต้องใช้ lift check valve ที่มีการออกแบบแตกต่างกันไป รูปที่ 3 ได้แสดงโครงสร้างภายในของ lift check valve ที่ออกแบบมาเพื่อใช้ติดตั้งกับท่อในแนวดิ่งและแนวราบ
รูปที่ 3 โครงสร้างภายในของ lift check valve ที่ออกแบบมาเพื่อสำหรับติดตั้งกับท่อ (บนซ้าย) ในแนวดิ่งโดยไหลจากล่างขึ้นบน และ (บนขวา) ในแนวราบโดยไหลจากซ้ายไปขวา (ภาพจาก www.resistoflex.com) ส่วนรูปล่างตัวซ้ายคือ lift check valve ที่ออกแบบมาเพื่อติดตั้งกับปลายท่อด้านขาเข้าของปั๊มด้านที่จุ่มอยู่ในของเหลว ซึ่งมักเรียกวาล์วตัวนี้ว่า foot valve (ภาพจาก www.merrillmfg.com)
check valve ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อปิดกั้นการไหลอย่างสมบูรณ์ เพียงแต่ป้องกันไม่ให้เกิดการไหลย้อยกลับที่รุนแรงและรวดเร็ว ดังนั้นในการติดตั้ง check valve จึงจำเป็นต้องมีการติดตั้ง block valve (ที่ทำหน้าที่ปิด-เปิด) ร่วมอยู่ด้วย โดยทั่วไปจะติดตั้ง block valve ไว้ระหว่าง check valve กับด้านความดันสูง (อย่าติดสลับกันนะ) เพื่อให้สามารถถอด check valve ออกมาซ่อมได้ ทั้งนี้เพราะ check valve มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวมากกว่าและมีโอกาสเกิดเสียได้มากกว่า ทางด้านขาออกของปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) ที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมนั้น ท่อด้านขาออกจะต่อเข้ากับ check valve ก่อน ตามด้วย block valve แล้วจึงต่อเข้า process line (ดูรูปที่ 4 ประกอบ) เมื่อหยุดการทำงานของปั๊ม check valve จะปิดตัวลงเพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับทำให้ผู้ปฏิบัติงานมีเวลาเพียงพอที่จะไปปิด block valve ด้านขาออกเพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับอย่างสมบูรณ์ (ในเรื่องการทำหน้าที่ปิดท่อให้สนิทนั้น block valve จะไว้วางใจได้มากกว่า check valve)
รูปที่ 4 การติดตั้งวาล์วด้านขาออกของปั๊ม สีแดงคือ check valve (หรือ bellow (ข้อต่ออ่อน)? - ไม่แน่ใจ) และที่อยู่เหนือ check valve ที่มีก้านอยู่ทางด้านขวาคือ butterfly valve (ภาพจาก www.energysystemsanalysts.com/high_capacity_pumps.html)
ในกรณีที่ต้องการความมั่นใจว่าจะไม่เกิดการไหลย้อนกลับเกิดขึ้น ก็จะทำการติดตั้ง check valve 2 ตัวต่ออนุกรมกัน โดยจะต้องเป็น check valve คนละชนิดกัน (เช่นติดตั้ง swing check valve ต่อกับ lift check valve) ทั้งนี้เพราะถ้าใช้อุปกรณ์ที่เป็นชนิดเดียวกัน โอกาสที่อุปกรณ์จะไม่ทำงานพร้อม ๆ กันจะสูงมากกว่าการใช้อุปกรณ์ต่างชนิดกัน
ปั๊มแบบลูกสูบ (reciprocating pump) นั้นไม่จำเป็นต้องมี check valve ด้านขาออก ทั้งนี้เพราะรูปแบบการทำงานของปั๊มเองจะมี check valve ป้องกันการไหลย้อนกลับอยู่ในตัวมันเองแล้ว
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น