آیا می توان از شیر پروانه دستی در کاربردهای کرایوژنیک استفاده کرد؟ این سوالی است که غالباً در صنایعی که با محیط های بسیار کم دمای ، مانند صنعت گاز طبیعی مایع (LNG) ، امکانات ذخیره سازی کرایوژنیک و برخی از کاربردهای تحقیقاتی علمی ایجاد می شوند ، ایجاد می شود. من به عنوان یک تأمین کننده سوپاپ پروانه دستی ، می خواهم به این موضوع بپردازم و یک تحلیل جامع ارائه دهم.
درک دریچه های پروانه دستی
قبل از بحث در مورد مناسب بودن آنها برای کاربردهای کرایوژنیک ، بیایید به طور خلاصه درک کنیم که دریچه های پروانه دستی چیست. دریچه پروانه دستی نوعی نوع چهارم است - شیر به نوبه خود که از دیسک برای کنترل جریان مایعات از طریق لوله استفاده می کند. دیسک در اطراف محور عمود بر خط وسط لوله می چرخد. عملکرد دستی این دریچه ها از طریق مکانیسم های مختلف قابل دستیابی است. به عنوان مثال ،شیر پروانه با اهرمیک روش ساده و مستقیم برای کار با شیر است ، جایی که از اهرم برای تبدیل دیسک استفاده می شود. درشیر شیر پروانهیک روش اتصال مناسب ، ودریچه پروانه چرخ دنده کرمکنترل دقیق تری با مکانیسم دنده کرم ارائه می دهد.
چالش در کاربردهای کرایوژنیک
برنامه های کرایوژنیک به طور معمول شامل دمای زیر - 150 درجه سانتیگراد ( - 238 درجه فارنهایت) است. در چنین درجه حرارت پایین ، مواد و مؤلفه ها با چالش های مختلفی روبرو هستند.
- انقباض مادی: تمام مواد با کاهش دما منقبض می شوند. در محیط های کرایوژنیک ، این انقباض می تواند قابل توجه باشد. برای شیر پروانه ، دیسک ، بدنه و مهر و موم ها ممکن است با نرخ های مختلف منقبض شوند که در صورت عدم طراحی شیر به درستی می تواند منجر به نشت شود.
- شجاعت: بسیاری از مواد رایج در دمای کرایوژنیک شکننده می شوند. این بدان معناست که آنها احتمالاً تحت فشار قرار می گیرند یا از بین می روند. به عنوان مثال ، برخی از انواع مهر و موم های لاستیکی می توانند خاصیت ارتجاعی خود را از دست دهند و شکننده شوند و توانایی آب بندی خود را از دست می دهند.
- شوک حرارتی: هنگامی که یک مایع کرایوژن به طور ناگهانی وارد دریچه ای می شود که در دمای بسیار بالاتر قرار دارد ، می تواند باعث شوک حرارتی شود. این تغییر سریع دما می تواند به اجزای دریچه آسیب برساند و منجر به نارسایی زودرس شود.
مناسب بودن دریچه های پروانه دستی برای کاربردهای کرایوژنیک
با وجود چالش ها ، از دریچه های پروانه دستی می توان در برنامه های کرایوژنیک تحت شرایط خاص استفاده کرد.
انتخاب مواد
- بدنه و دیسک دریچه: مواد ویژه برای مقاومت در برابر دمای کرایوژنیک مورد نیاز است. فولادهای ضد زنگ مانند 304L و 316L معمولاً به دلیل سختی کم دمای دمای پایین مورد استفاده قرار می گیرند. این فولادها در دمای پایین ساختار نسبتاً پایدار دارند و کمتر شکننده می شوند.
- مهر: برای مهر و موم ها ، اغلب از موادی مانند Polytetrafluoroethylene (PTFE) استفاده می شود. PTFE انعطاف پذیری و آب بندی خود را در دمای کرایوژنیک حفظ می کند. این ضریب اصطکاک کمی دارد که برای عملکرد صاف دیسک دریچه مفید است.
ملاحظات طراحی
- انبساط و جبران انقباض: طراحی دریچه باید انقباض دیفرانسیل اجزای مختلف را به خود اختصاص دهد. این امر می تواند از طریق ترخیص مناسب و استفاده از عناصر انعطاف پذیر حاصل شود. به عنوان مثال ، برخی از دریچه های پروانه کرایوژنیک با دیسک های شناور طراحی شده اند که می توانند با تغییرات در ابعاد ناشی از تغییرات دما تنظیم شوند.
- عایق حرارتی: برای کاهش خطر شوک حرارتی ، شیر می تواند به عایق حرارتی مجهز شود. این امر به کاهش سرعت انتقال حرارت بین مایع کرایوژنیک و بدن دریچه کمک می کند و از اجزای آن در برابر تغییر سریع دما محافظت می کند.
مزایای استفاده از دریچه های پروانه دستی در کاربردهای کرایوژنیک
- عمل ساده: دریچه های پروانه دستی نسبتاً آسان است. در کاربردهای کرایوژنیک ، که در آن سیستم های خودکار ممکن است پیچیده تر و مستعد خرابی باشند ، سادگی عملکرد دستی می تواند یک مزیت باشد. اپراتورها می توانند بدون تکیه بر سیستم های برقی یا پنوماتیک مستقیم شیر را کنترل کنند.
- هزینه - اثربخشی: در مقایسه با برخی از انواع دیگر دریچه های کرایوژنیک ، شیرهای پروانه دستی می توانند هزینه بیشتری داشته باشند. آنها از طراحی ساده تر و اجزای کمتری برخوردار هستند که باعث کاهش هزینه تولید می شود. این امر آنها را به گزینه ای جذاب برای برنامه هایی تبدیل می کند که در آن هزینه یک عامل مهم است.
- فضا - صرفه جویی: دریچه های پروانه دستی دارای طراحی جمع و جور هستند که در امکانات کرایوژنیک که در آن فضا اغلب محدود است ، مفید است. عملکرد چهارم آنها نیز در مقایسه با برخی دیگر از دریچه ها به فضای کمتری برای نصب نیاز دارد.
محدودیت ها
- دقت کنترل جریان: دریچه های پروانه دستی ممکن است همان سطح کنترل جریان را به عنوان برخی از انواع دیگر دریچه ها ، مانند دریچه های کره زمین فراهم کنند. در برنامه هایی که کنترل جریان بسیار دقیق لازم است ، شیرهای پروانه دستی ممکن است بهترین انتخاب نباشند.
- عملکرد دستی در محیط های خطرناک: در برخی از کاربردهای کرایوژنیک ، محیط ممکن است خطرناک باشد ، مانند مناطق ذخیره سازی LNG. عملکرد دستی در این محیط ها می تواند خطرات را برای اپراتورها ایجاد کند. در چنین مواردی ، دریچه های خودکار ممکن است گزینه مناسب تری باشد.
مطالعات موردی
کاربردهای موفقیت آمیز متعددی از دریچه های پروانه دستی در صنایع کرایوژنیک وجود دارد. به عنوان مثال ، در یک مرکز ذخیره سازی LNG در مقیاس بزرگ ، دریچه های پروانه دستی ساخته شده از فولاد ضد زنگ 316L با مهر و موم PTFE برای کنترل جریان گاز طبیعی مایع استفاده می شود. این دریچه ها سالهاست که به طور قابل اعتماد کار می کنند و مناسب بودن آنها را برای کاربردهای کرایوژنیک نشان می دهند.
پایان
در نتیجه ، از دریچه های پروانه دستی می توان در کاربردهای کرایوژنیک استفاده کرد ، اما باید به انتخاب مواد ، طراحی و الزامات خاص برنامه توجه کنید. ما به عنوان یک تأمین کننده دریچه دستی پروانه دستی ، ما تخصص و تجربه ای برای ارائه دریچه های با کیفیت بالا داریم که برای محیط های کرایوژنیک مناسب هستند. دریچه های ما با استفاده از آخرین فن آوری ها و بهترین مواد کلاس برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد طراحی و تولید می شوند.
اگر برای کاربردهای کرایوژنیک به شیرهای پروانه دستی نیاز دارید یا در مورد انتخاب دریچه سؤالی دارید ، ما شما را ترغیب می کنیم تا برای تهیه و بحث های بیشتر با ما تماس بگیرید. ما متعهد هستیم که بهترین راه حل ها را برای نیازهای خاص خود در اختیار شما قرار دهیم.
منابع
- پری ، RH ، و گرین ، DW (1997). کتابچه راهنمای مهندسان شیمی پری. مک گرا - هیل.
- کد لوله کشی فرآیند ASME B31.3.
- دریچه های پروانه API 609 - دو برابر - فلنج ، لگ - نوع و ویفر - نوع.
