การรู้ว่าเครื่องมือหรืออุปกรณ์แต่ละชนิดใช้งานอย่างไร
แตกต่างไปจากการรู้ว่าเมื่อใดควรจะเลือกใช้เครื่องมือหรืออุปกรณ์ชนิดไหน
เพราะการที่จะรู้ว่าเมื่อใดควรที่จะใช้เครื่องมือหรืออุปกรณ์ชนิดไหนนั้น
เราต้องรู้ไม่เพียงแต่ว่าเครื่องมือหรืออุปกรณ์ชนิดนั้นใช้งานอย่างไร
แต่ยังต้องรู้ทั้งข้อดี
ข้อเสีย ข้อจำกัด
ในการใช้งานเครื่องมือหรืออุปกรณ์ชนิดนั้น
และยังครอบคลุมไปถึงสภาพแวดล้อมหรือสภาวะการทำงานหรือปัญหาที่ต้องนำเอาเครื่องมือหรืออุปกรณ์ชนิดนั้นไปประยุกต์ใช้ด้วย
ลำดับเลขที่รูปในบทความชุดนี้จะเรียงต่อเนื่องจากตอนที่
๑ ไปเรื่อย ๆ รูปที่ ๕-๙
เป็นเอกสารหน้า ๓-๗
ที่เป็นตารางเปรียบเทียบคุณลักษณะและความเหมาะสมในการใช้งานวาล์วชนิดต่าง
ๆ คอลัมน์แรกเป็นชนิดวาล์ว
คอลัมน์ที่สองบรรยายถึงคุณลักษณะทั่วไป
คอลัมน์ที่สามเป็นการใช้งาน
และคอลัมน์ที่สี่เป็นข้อจำกัดในการใช้งาน
สำหรับผู้ที่ไม่รู้ว่าวาล์วแต่ละชนิดหน้าตาเป็นอย่างไร
ขอแนะนำให้ย้อนไปอ่านเรื่อง
"วาล์วและการเลือกใช้"
ตอนที่
๑-๓
ก่อน
เริ่มจากตัวแรกคือ
gate
valve วาล์วชนิดนี้มีแผ่นจาน
(disc)
ที่วางตัวตั้งฉากกับทิศทางการไหล
การเปิด-ปิดอาศัยการเลื่อนตัวแผ่นจานขึ้นลง
ด้วยการที่แผ่นจานมีรูปร่างแบน
ทำให้วาล์วชนิดนี้มีข้อดีคือมีขนาดไม่ใหญ่เมื่อเทียบกับวาล์วชนิดอื่นที่ใช้กับท่อขนาดเดียวกัน
(ขนาดในที่นี้ก็คือความหนาของตัววาล์วเมื่อวัดในทิศทางการไหลตามแนวท่อ)
และเมื่อเปิดวาล์วเต็มที่
ของไหลจะเดินทางไหลผ่านวาล์วได้เป็นแนวตรงโดยมีขนาดช่องทางการไหลผ่านตัววาล์วเท่ากับขนาดท่อ
เรียกได้ว่าในสภาพที่วาล์วเปิดเต็มที่นั้น
ไม่ต้องคำนึงถึงความดันลด
(pressure
drop) คร่อมตัววาล์วก็ได้
วาล์วชนิดนี้เหมาะสำหรับงานที่ต้องเวลาเปิดวาล์วก็ต้องเปิดเต็มที่หรือเวลาปิดวาล์วก็ต้องปิดให้สนิท
ไม่เหมาะกับงานที่ต้องเปิดวาล์วแบบหรี่เพื่อให้ของไหลไหลผ่านในปริมาณเล็กน้อย
เพราะจะทำให้ตัวแผ่นจานและ/หรือตัววาล์วสึกหรอได้เร็วเนื่องจาก
erosion
และไม่เหมาะกับของเหลวที่มีของแข็งแขวนลอยอยู่
เพราะของแข็งที่ตกอยู่บนพื้นใต้ตำแหน่งแผ่นจานจะทำให้ไม่สามารถปิดวาล์วได้สนิท
ตัวที่สองคือ
globe
valve
ช่องเปิดให้ของไหลไหลผ่านตัววาล์วจะวางตัวนอนในระนาบเดียวกับทิศทางการไหล
ลองนึกภาพวาล์วที่วางตัวอยู่ในแนวนอน
ของไหลที่ไหลเข้าตัววาล์วจะต้องไหลลงล่างก่อนไหลวกตั้งฉากขึ้นด้านบนเพื่อไหลผ่านช่องทางการไหล
ก่อนที่จะไหลวกลงล่างแล้วหักเลี้ยวเพื่อไหลออกไปในแนวนอน
(เหมือนกับลูกคลื่น
sine
wave ที่วกลงล่างก่อนขึ้นข้างบน)
ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลและขนาดช่องเปิดขึ้นอยู่กับรูปร่างของ
plug
ที่ใช้อุดปิดช่องเปิดและระยะยกตัวของ
plug
เช่นถ้า
plug
มีรูปร่างออกมาทางแผ่นจาน
ก็จะให้พฤติกรรมออกมาแบบ
quick
open (คือตัว
plug
ยกตัวขึ้นไม่มาก
อัตราการไหลผ่านวาล์วก็แทบถึงค่าสูงสุด
และถ้าใช้ตัว plug
ที่มีลักษณะเป็นรูปกรวยที่ผนังด้านข้างนั้นมีรูปร่างโค้งที่แตกต่างกัน
(เช่นโค้งโป่งนูน
หรือโค้งเว้าเข้า)
ก็จะได้ความสัมพันธ์ระหว่างระยะยกตัวกับอัตราการไหลผ่านวาล์วที่เปลี่ยนไป
globe
valve ทั่วไปทิศทางการเคลื่อนที่ของตัว
plug
จะอยู่ในทิศทางตั้งฉากกับแนวท่อ
ลักษณะเช่นนี้ทำให้ค่าความดันลดคร่อมวาล์วแม้ว่าจะเปิดวาล์วเต็มที่มีขนาดที่มีนัยสำคัญ
แต่ถ้าเลือกใช้วาล์วชนิด
Y-type
คือทิศทางการวางตัว
plug
นั้นอยู่ในแนวเฉียง
(คือหันเข้าหาช่องทางที่ของไหลไหลเข้ามา)
ก็จะช่วยลดค่าความดันลดในระบบท่อได้
ในช่องข้อจำกัดของวาล์วที่บอกว่า
globe
valve ไม่เหมาะกับงานประเภทเปิด-ปิด
(คือไม่ต้องการปรับอัตราการไหล)
ก็เพราะตัววาล์วจะมีขนาดใหญ่และราคาที่สูงกว่า
gate
valve
แต่ถ้าเป็นระบบที่เมื่อปิดวาล์วแล้วผลต่างความดันระหว่างด้านขาเข้ากับขาออกนั้นสูงมาก
globe
valve จะเปิดได้ง่ายกว่า
gate
valve (คือแรงกดนั้นอยู่ในแนวการเคลื่อนที่ของตัว
plug
ไม่ได้อยู่ในทิศทางตั้งฉากเหมือนในกรณีของแผ่น
disc
ของ
gate
valve)
Angle
valve มีการควบคุมการปิด-เปิดแบบ
globe
วาล์ว
ต่างกันตรงที่ทิศทางการไหลเข้าตัววาล์วนั้นไหลเข้าจากทางด้านล่างตรงเข้าหาตัว
plug
และทิศทางการไหลออกนั้นทำมุมฉากกันทิศทางการไหลเข้า
ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดก็คือก๊อกน้ำที่อ่างล่างหน้า
รูปที่
๕ หน้าที่ ๓/๒๒
ของเอกสาร Valve
philosophy
plug
valve และ
ball
valve มีความคล้ายคลึงกัน
(รูปที่
๕ และ ๖)
ความแตกต่างหลักอยู่ตรงที่ชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่เป็นตัวปิดกั้นการไหล
โดยในกรณีของ ball
valve นั้นจะใช้ลูกบอลทรงกลมที่มีรูเจาะทะลุผ่าน
ส่วน plug
valve ใช้แท่งทรงกระบอกตรงหรือทรงกระบอกที่มีความเรียวสอบเล็กน้อย
วาล์วทั้งสองชนิดนี้ด้วยการหมุนเพียงแค่
1/4
รอบ
(หรือ
90
องศา)
ก็จะทำการเปิดหรือปิดวาล์วได้เต็มที่
ข้อด้อยหลักของวาล์วทั้งสองชนิดนี้คงอยู่ที่วิธีการป้องกันการรั่วซึมระหว่างตัว
plus
หรือ
ball
กับผนังลำตัววาล์ว
ในกรณีของ ball
valve นั้นจะใช้วัสดุอิลาสโตเมอร์ที่มีความยืดหยุ่น
ทำให้มีปัญหาเรื่องอุณหภูมิสูงสุดที่ใช้งานได้
(เพราะพวกอิลาสโตเมอร์ไม่สามารถทนอุณหภูมิสูงได้เหมือนโลหะ)
ตัว
plug
valve นั้นยังมีชนิดที่ใช้สารหล่อลื่นเพื่อช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างตัว
plug
กับผนังลำตัววาล์ว
(ที่เรียกว่าเป็นชนิด
lubricated)
เพื่อทำให้สามารถหมุนเปิด-ปิดวาล์วได้ง่ายขึ้น
แต่ก็ต้องระวังเรื่องสารหล่อลื่นจะเข้าไปปนเปื้อนของเหลวที่ไหลผ่านวาล์ว
แต่อีกวิธีการหนึ่งที่สามารถทำให้หมุนเปิด-ปิดวาล์วได้ง่ายขึ้นคือการใช้ตัว
plug
ที่มีลักษณะเป็นทรงกระบอกที่เรียวสอบ
มีระบบกลไกที่ในช่วงแรกที่หมุนก้านวาล์วนั้นจะเป็นการยกตัว
plug
ให้สูงขึ้นจากผนังลำตัววาล์ว
ทำให้เมื่อทำการหมุนก้านวาล์วต่อไปเพื่อทำการบิดตัว
plug
ให้หมุนตามนั้น
ไม่มีแรงเสียดทานระหว่างตัว
plug
กับผนังลำตัววาล์ว
(เพราะว่ามันไม่สัมผัสกันแล้ว)
แต่ทำให้ต้องมีการหมุนก้านวาล์วมากเกินกว่า
1/4
รอบเพื่อเปิด-ปิดวาล์วเต็มที่
วาล์วทั้งสองประเภทนี้สามารถนำมาใช้ในงานที่ต้องมีการเปิดวาล์วแบบหรี่ได้
ปิดในสนิทกว่า gate
valve ตัว
ball
valve เองนั้นสามารถนำมาใช้การควบคุมอัตราการไหลผ่านวาล์วได้
แต่ไม่สามารถทำการปรับรูปแบบความสัมพันธ์ระหว่างร้อยละการเปิดของวาล์วกับอัตราการไหลผ่านตัววาล์วได้เหมือนกรณีของ
glove
valve (ที่ปรับเปลี่ยนได้ด้วยการใช้
plug
ที่มีรูปร่างแตกต่างกัน
ทำให้สามารถปรับเปรียบความสัมพันธ์ระหว่างขนาดช่องเปิดของ
orifice
กับระยะการยกตัวของ
plug
ให้มีรูปแบบที่แตกต่างกันได้)
วาล์วกันการไหลย้อนกลับ
(เรียกแบบอเมริกันคือ
check
valve เรียกแบบอังกฤษคือ
non-return
valve)
ทำงานโดยใช้แรงดันของเหลวด้านขาเข้าดันให้กลไกปิดกั้นการไหลในตัววาล์วนั้นเปิดออก
(กรณีที่ความดันด้านขาเข้าสูงกว่าความดันด้านขาออก)
และใช้แรงดันของเหลวด้านขาออก
(กรณีที่ความดันด้านขาออกสูงกว่าด้านขาเข้า)
ดันให้กลไกปิดกั้นการไหลในตัววาล์วนั้นปิดตัว
การเลือกรูปแบบและการทำงานของกลไกการไหลที่แตกต่างกันก็ทำให้ได้วาล์วกันการไหลย้อนกลับที่แตกต่างกันไป
(รูปที่
๗)
swing
check valve นั้นใช้กลไกการไหลที่เป็นแผ่น
gate
ยึดติดกับบานพับ
(ที่อยู่ทางด้านข้างของตัววาล์ว)
แรงที่ทำให้แผ่น
gate
ปิดคือน้ำหนักของแผ่น
gate
และความดันด้านขาออก
การทำงานของวาล์วชนิดนี้ขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง
เวลาที่ติดตั้งเข้ากับท่อในแนวนอนจึงต้องให้วาล์วตั้งในแนวดิ่ง
และเวลาที่ติดตั้งกับท่อในแนวดิ่งต้องให้การไหลเป็นจากล่างขึ้นบน
ในกรณีของวาล์วตัวใหญ่ที่แผ่น
gate
มีน้ำหนักมาก
เวลาที่แผ่น gate
ปิดตัวลงกระทันหันอาจเกิดการกระแทกอย่างรุนแรงได้
ดังนั้นเพื่อป้องกันการกระแทกอย่างรุนแรงนี้จึงอาจมีการติดตั้งน้ำหนักถ่วงเข้ากับบานพับ
โดยอยู่ทางด้านนอกของตัววาล์วด้านที่ตรงข้ามกับแผ่น
gate
น้ำหนักถ่วงที่ติดตั้งนี้ไม่เพียงแต่จะช่วยให้วาล์วไม่ปิดกระแทกอย่างรุนแรง
ยังช่วยให้รู้ด้วยว่าในขณะนั้นวาล์วอยู่ในตำแหน่งเปิดหรือปิด
butterfly
check valve ใช้กลไกแบบบานพับเช่นเดียวกัน
swing
check valve แต่แตกต่างตรงนี้เป็นการใช้แผ่น
gate
สองชิ้น
(ที่เป็นครึ่งวงกลม)
ติดตั้งเข้ากับแกนบานพับที่วางอยู่ในแนวกลางของเส้นทางการไหล
วาล์วแบบนี้บางชนิดสามารถวางไว้ระหว่างหน้าแปลนสองชิ้น
(ที่เรียกว่า
wafer
type) แล้วใช้นอตที่สอดผ่านหน้าแปลนสองชิ้นนั้นบีบอัดตัว
butterfly
check valve ให้อยู่ระหว่างกลาง
ทำให้ตัววาล์วเองนั้นไม่จำเป็นต้องมีหน้าแปลน
ซึ่งเป็นการลดน้ำหนัก
(รวมทั้งราคา)
ของตัววาล์วลงไป
ทั้ง
swing
check valve และ
butterlfy
check valveไม่เหมาะกับระบบที่อัตราการไหลเต้นไปมาตลอดเวลา
(plusating
flow) เพราะอาจทำให้ตัวกลไกปิดกั้นการไหลนั้นเปิด-ปิดกระแทกตลอดเวลา
รูปที่
๖ หน้าที่ ๔/๒๒
ของเอกสาร Valve
philosophy
รูปที่
๗ หน้าที่ ๕/๒๒
ของเอกสาร Valve
philosophy
piston
check valve มีรูปแบบเดียวกับตัว
glove
valve เพียงแต่ใช้น้ำหนักของตัว
piston
ร่วมกับความดันด้านขาออกเป็นตัวดันให้ตัว
piston
กดปิดรู
orifice
ด้วยเหตุนี้วาล์วประเภทนี้ส่วนใหญ่จึงมักต้องติดตั้งในแนวนอน
(ตัว
swing
check valve นั้นแม้จะใช้น้ำหนักตัว
gate
ในการทำให้วาล์วปิด
แต่ก็ยังสามารถติดตั้งในแนวดิ่งได้ถ้าการไหลเป็นแบบจากล่างขึ้นบน)
แต่ถ้าเป็นวาล์วขนาดไม่ใหญ่มากก็อาจมีการใช้สปริงช่วยในการกดให้ตัว
piston
ปิดรู
orifice
แต่นั้นหมายความว่าความดันที่จะทำให้วาล์วเปิดนั้นจะเพิ่มสูงขึ้น
เพราะต้องเอาชนะทั้งน้ำหนักของตัว
piston
และแรงกดของสปริง
วาล์วชนิดนี้ใช้งานได้ดีกับระบบที่อัตราการไหลนั้นมีการเต้นไปมา
ball
check valve ใช้ลูกบอลกลมเป็นตัวปิดกั้นการไหล
มีทั้งรูปแบบที่ปิดกั้นรู
orifice
โดยของไหลนั้นเมื่อไหลผ่านรู
orifice
จะไหลอ้อมทางด้านข้างของลูกบอลไปโดยมีทั้งชนิดที่มีสปริงช่วยดันลูกบอลให้ปิดและชนิดที่ไม่มีสปริงช่วยดันลูกบอล
(แบบเดียวกับที่อยู่ที่ปากขวดเหล้านอกบางยี่ห้อที่ติดตั้งวาล์วชนิดนี้ไว้ที่ปากขวด
เพื่อป้องกันไม่ให้เติมของเหลวอื่นเข้าไปในขวดได้เวลาขวดวางตั้ง)
และรูปแบบที่ให้ลูกบอลกลมลอยขึ้นเพื่อเปิดช่องทางการไหลและตกกลับมาลงมาปิดเมื่อมีการไหลสวนทาง
(ทำนองเดียวกับ
swing
check valve เพียงแต่เปลี่ยนเป็นใช้ลูกบอลกลมแทนการใช้บานพับและแผ่น
gate)
วาล์วชนิดนี้บางรูปแบบถูกนำมาใช้เป็นวาล์วจำกัดอัตราการไหลเพื่อป้องกันไม่ให้อัตราการไหลในท่อนั้นสูงเกินไปหรือปิดกั้นการไหลเมื่อพบว่าอัตราการไหลนั้นเพิ่มขึ้นกระทันหัน
(เช่นในกรณีของท่อแตกรั่ว)
เช่นที่ติดตั้งอยู่ที่
LPG
regulator ที่ใช้กับถังแก๊สหุงต้มตามบ้าน
ที่เมื่อตอนเปิดหัวถังแก๊สนั้นจะมีแก๊สพุ่งออกมาอย่างแรงจนทำให้ลูกบอลนั้นเคลื่อนที่เร็วจนกระทั่วไปอยู่ที่ตำแหน่งปิด
ต้องมีการกด reset
เพื่อให้วาล์วเปิดใหม่
(ดูตัวอย่างได้ใน
Memoir
ปีที่
๙ ฉบับที่ ๑๓๖๑ วันอาทิตย์ที่
๙ เมษายน ๒๕๖๐ เรื่อง
"วาล์วลดความดันหัวถังแก๊สหุงต้ม (LPG Regulator)")
หน้าที่ของ
check
valve นั้นคือเพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับ
"ในปริมาณมาก"
ไม่ได้แปลว่าเมื่อมีการไหลย้อนกลับเกิดขึ้น
ตัววาล์วจะปิดกั้นการไหลเอาไว้ได้อย่าง
"สมบูรณ์เสมอไป"
ในช่วงแรก
ๆ นั้นวาล์วอาจปิดกั้นการไหลได้ดีจนเรียกได้ว่าสมบูรณ์
แต่เมื่อใช้งานไปเป็นระยะเวลานั้นก็อาจเกิดการไหลย้อนกลับได้ในปริมาณน้อย
ๆ ดังนั้นจึงไม่ควรจะไว้วางใจให้
check
valve ทำหน้าที่ปิดกั้นการไหล
ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือระบบท่อด้านขาออกของปั๊มหอยโข่งที่จะมี
block
valve อีกตัวหนึ่งติดตั้งทางด้านขาออกของ
check
valve คือเมื่อปั๊มหยุดทำงาน
ของเหลวด้านขาออก
(โดยเฉพาะด้านขาออกที่มีความดันสูงกว่าด้านขาเข้า)
จะไหลย้อนกลับเข้ามาในตัวปั๊ม
ด้วยเหตุนี้จึงต้องติดตั้ง
check
valve เอาไว้
แต่ผู้ปฏิบัติงานก็ยังควรต้องไปปิด
block
valve ด้านขาออกของปั๊มอยูดี
needle
valve เป็นวาล์วที่ทำหน้าที่ปรับอัตราการไหลเหมือน
globe
valve แต่ใช้กับงานที่ต้องการปรับอัตราการไหลละเอียด
(ระบบท่อขนาดเล็ก
เช่นในระดับห้องทดลองหรือโรงประลอง)
โดยกลไกที่ทำหน้าที่ปิดกั้นรู
orifice
นั้นจะมีลักษณะคล้ายเข็มเล็กที่เรียวยาว
(ทำให้ปรับขนาดช่องเปิดได้ละเอียด)
แต่ด้วยโครงสร้างเช่นนี้จึงทำให้ไม่ตัววาล์วไม่สามารถปิดได้สนิท
เพราะไม่สามารถอัดตัวโครงสร้างที่เป็นเข็มเรียวยาวที่บอบบางนี้เข้ากับ
seat
ได้
ด้วยเหตุนี้เวลาติดตั้ง
needle
valve จึงต้องมี
block
valve อีกตัวทำหน้าที่ปิดกั้นการไหลในกรณีที่ไม่ต้องการให้มีการไหล
(glove
valve ทำหน้าที่ได้ทั้งปรับการไหลและเป็น
block
valve ในตัวเอง)
automatic
control valve และ
self
regulating automatic control
หมายถึงวาล์วที่ควบคุมระดับการเปิด-ปิดด้วยระบบอัตโนมัติ
ที่อาจเป็นวาล์วชนิดใดก็ได้
ต่างกันที่ใช้ระบบอัตโนมัติทำงานแทนการใช้คนคอยปรับ
พวกวาล์วควบคุมความดัน
(ที่มีโครงสร้างแบบ
globe
valve) ก็จัดอยู่ในพวกนี้ด้วย
โดยทำงานด้วยการใช้ความดันด้านขาออกมากดให้ตัว
piston
(หรือ
plug)
เคลื่อนลงมาปิดรู
orifice
ร่วมกับแรงกดสปริง
กล่าวคือถ้าความดันด้านขาออกเพิ่มขึ้น
แรงกดตัว piston
ก็จะมากขึ้น
ทำให้รู orifice
ถูกปิดให้เล็กลง
ความดันด้านขาออกก็จะลดลง
แต่ถ้าความดันด้านขาออกลดลง
แรงกดตัว piston
ก็จะลดลงตาม
รู orifice
จะถูกเปิดให้กว้างขึ้น
ทำให้การไหลเพิ่มสูงขึ้น
รูปที่
๘ หน้าที่ ๖/๒๒
ของเอกสาร Valve
philosophy
diaphragm
valve ใช้วัสดุที่มีความยืดหยุ่นมาทำเป็นท่อเส้นทางการไหล
และใช้การบีบจากภายนอกกดให้ท่อปิดตัวลง
จึงเหมาะสมกับกรณีที่ไม่ต้องการให้มีการรั่วซึมที่ตัววาล์ว
วาล์วประเภทอื่นมีโอกาสจะรั่วซึมได้ตรงช่องว่างระหว่างตัวกลไกลที่ใช้ในการเคลื่อนชิ้นส่วนที่ใช้ในการปิดกั้นการไหลขึ้นลง
(เช่นในกรณีของ
gate
กับ
globe
valve) หรือหมุนชิ้นส่วนที่ใช้ในการปิดกั้นการไหล
(เช่นในกรณีของ
ball,
plug และ
butterfly
valve)
แต่ด้วยการที่ต้องใช้วัสดุพอลิเมอร์ทำให้มีข้อจำกัดเรื่องอุณหภูมิที่สามารถใช้งานได้
นอกจากนี้ท่อที่ผนังยืดหยุ่นได้นี้จำเป็นต้องให้ความดันภายในท่อสูงกว่าความดันบรรยากาศ
ท่อจึงจะคงรูปร่างอยู่ได้
แต่ถ้าหากความดันภายในท่อต่ำกว่าความดันบรรยากาศ
จะมีปัญหาเรื่องท่อจะถูกแรงกดอากาศบีบให้ปิดตัวลงเองโดยที่ไม่จำเป็นต้องมีชิ้นส่วนทางกลมาบีบผนังท่อให้ยุบตัวลง
(นึกภาพลองเอานิ้วอุดปลายหลอดดูดกาแฟไว้ด้านหนึ่ง
แล้วออกแรงดูดที่ปลายอีกด้านหนึ่ง
ก็จะเห็นหลอดนั้นยุบตัวลง)
ข้อดีของ
butterfly
valve
จะเห็นได้ชัดในกรณีของท่อขนาดใหญ่ที่จำเป็นต้องมีวาล์วทำหน้าที่ปิด-เปิด
เพราะ butterfly
valve จะมีน้ำหนักน้อยกว่าวาล์วชนิดอื่นมาก
แต่ด้วยแรงที่ใช้ในการกดแผ่น
disc
ให้แนบกับ
seat
เพื่อปิดวาล์วนั้นต้องอาศัยแรงบิดจากภายนอก
ทำให้ยากที่จะปิดได้สนิท
ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะเห็นการใช้งาน
butterfly
valve กับท่อขนาดใหญ่ที่ใช้ลำเลียงของไหลที่ปลอดภัย
(เช่นน้ำหล่อเย็น
อากาศอัดความดัน)
และด้วยการที่ลักษณะโครงสร้างของวาล์วนั้นที่ใช้แผ่น
disc
ที่มีแกนหมุนอยู่ตรงแนวกลาง
ทำให้แรงกดของของไหลที่ไหลเข้ามาที่กระทำต่อแผ่น
disc
ซีกหนึ่งจะกดให้แผ่น
disc
แนบเข้ากับตัว
seat
ในขณะที่อีกซีกหนึ่งนั้นจะดันให้แผ่น
disc
เคลื่อนออกจากตัว
seat
ดังนั้นการจะทำให้วาล์วเปิดค้างที่ระดับใดระดับหนึ่งนั้นจำเป็นต้องมีกลไกยึดตรึงตำแหน่งแผ่น
disc
ไม่ให้หมุนไปตามแรงดันของของไหล
ตรงนี้ไม่เหมือนกับพวก ball
หรือ
plug
valve ที่ใช้การหมุนชิ้นส่วนปิดกั้นการไหลเหมือนกัน
วาล์วสองพวกหลังนี้เราสามารถเปิดค้างมันให้อยู่ที่ระดับไหนก็ได้โดยไม่ต้องกังวลว่าของไหลที่ไหลอยู่ในท่อนั้นจะทำให้ตัว
ball
หรือ
plug
นั้นหมุนได้เอง
ที่น่าห่วงมากกว่าคือการที่ก้านหมุนวาล์วนั้นถูกกระแทกให้หมุนโดยไม่ตั้งใจ
(เช่นมีคนมาเดินชน)
ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะเห็นว่า
ball
หรือ
plug
valve ขนาดใหญ่หรือใช้กับระบบท่อที่สำคัญนั้น
จะทำก้านหมุนวาล์วเป็นชิ้นส่วนแยกออกมาต่างหาก
เวลาจะเปิดหรือปิดวาล์วแต่ละทีก็ต้องเอาก้านหมุนวาล์วสวมไปที่แกนหมุน
และเมื่อปรับตำแหน่งเรียบร้อยแล้วก็ต้องถอดเอาก้านหมุนนั้นออกจากแกนหมุน
(วาล์วตัวเล็กหรือที่ต้องใช้งานบ่อย
ๆ ก็มักจะมีการห้อยก้านหมุนวาล์วอยู่ที่ตัววาล์ว)
วาล์วระบายความดันหรือ
pressure
relief valveอาศัยแรงกดของสปริงต้านกับความดันของระบบในการปิดวาล์ว
ข้อพึงคำนึงก็คือในการตั้งแรงกดของสปริงนั้นเรามักจะทำกันที่อุณหภูมิห้อง
แต่พอนำวาล์วไปใช้งานบ่อยครั้งที่ใช้กับระบบที่มีอุณหภูมิสูง
ความร้อนของระบบที่ทำให้สปริงร้อนจะทำให้สปริงอ่อนตัวลง
วาล์วจะเปิดที่ความดันที่ต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ที่อุณหภูมิห้องได้
ดังนั้นถ้าทำการตั้งความดันที่จะให้วาล์วเปิดที่อุณหภูมิห้อง
แต่จะนำไปใช้งานที่อุณหภูมิสูง
ก็ต้องทำการเผื่อความดันเอาไว้ด้วย
ข้อดีของวาล์วระบายความดันคือเมื่อความดันภายในระบบลดต่ำลงแล้ว
วาล์วก็จะทำการปิดตัวเอง
rupture
disc หรือ
bursting
disc นั้นเป็นแผ่นโลหะที่จะฉีกขาดออก
ณ ความดันที่กำหนด ข้อดีของ
rupture
disc คือระบายความดันได้รวดเร็วกว่าวาล์วระบายความดัน
ดังนั้นจึงใช้กับระบบที่คาดว่าจะมีโอกาสที่ความดันภายในระบบสามารถเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว
(เช่นกรณีเกิดการระเบิดในระบบ)
แต่มีข้อเสียคือมันไม่สามารถปิดตัวเอง
ดังนั้นแม้ว่าความดันในระบบจะลดต่ำลงมายังระดับที่ปลอดภัยแล้ว
ก็ยังจำเป็นต้องหยุดการทำงานของระบบเพื่อทำการเปลี่ยน
rupture
disc และเริ่มต้นการทำงานของระบบใหม่อยู่ดี
รูปที่
๙ หน้าที่ ๗/๒๒
ของเอกสาร Valve
philosophy
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น