エアオペレートピンチバルブ：フルガイド

エアオペレートピンチバルブの違い

流体制御エンジニアリングでは、バルブ技術の選択はシステムの信頼性、メンテナンスコスト、プロセスの安全性に直接影響します。の エア式ピンチバルブ は、流体経路からほぼすべての内部機械的複雑さを取り除くという根本的に異なる動作原理によって、従来のバルブ設計とは一線を画しています。ディスク、シート、ステム、または回転要素に依存するのではなく、流量制御機能全体が、調整された空気圧によって圧縮された単一の柔軟なゴム製スリーブによって実行されます。この一見単純なアーキテクチャは、特に要求の厳しい、または摩耗の激しい使用条件において、より複雑なバルブ設計では匹敵できないパフォーマンス上の利点をもたらします。

作動機構が物理的に分離されており、バルブ本体にボルト締めまたは結合する必要があるゲートバルブやボールバルブとは異なり、エア作動ピンチバルブは駆動機能をバルブケーシングに直接統合します。加圧空気が外側バルブ本体とゴムスリーブの間の環状空間に導入されます。圧力が高まるとスリーブが内側に潰れ、徐々に流路が制限され、最終的には流路が密閉されます。空気圧が解放されると、ゴム本来の弾性によりスリーブが完全に開いた位置に戻ります。追加のアクチュエータは必要ありません。バルブ本体自体がアクチュエータです。

ゴムスリーブがゼロ漏れ性能を実現する仕組み

ゴム製スリーブはすべての空気作動式ピンチ バルブの動作の中心であり、その動作を理解することで、このタイプのバルブが他の設計で実現が困難な点を達成できる理由が説明されます。 漏れゼロピンチバルブ 固体粒子が流れストリームに存在する場合でも性能を発揮します。従来のバルブがシート表面に溜まった粒子の周りをシールしようとすると、シートの硬い形状により完全に閉じることができず、漏れ経路が生じます。ゴムスリーブは異なる動作をします。残留粒子の周りで弾性変形し、その形状に適合し、スリーブや粒子のいずれにも損傷を与えることなく効果的なシールを維持します。

密閉領域は、完全に閉じたときにバルブ全長の約 95% にわたって広がります。この拡張されたシールゾーンは、ボールまたはバタフライバルブシートの単一線接触よりもはるかに大きく、閉鎖力が一点に集中するのではなく、広範囲に分散されることを意味します。その結果、精密機械加工された金属間の接触に依存しない、信頼性の高いフルボア遮断が実現します。結晶化流体、浮遊固体を含むスラリー、または粒状の乾燥材料を扱うプロセスでは、この特性は操作上重要です。これは、作動の瞬間に媒体中に何が浮遊しているかに関係なく、バルブがサイクルごとにきれいに閉じることを意味します。

完全な閉鎖を達成するために必要な空気圧は、単純な関係によって定義されます。つまり、供給圧力は動作パイプライン圧力より約 2 bar 高い必要があります。この明確で予測可能な制御パラメータにより、システム設計と圧力調整が簡単になり、ライン圧力の範囲全体にわたって一貫した十分な力でバルブが閉じることが保証されます。

エア駆動ピンチバルブがスラリー用途に優れている理由

スラリーの使用ほど従来のバルブコンポーネントに有害な産業用途はほとんどありません。スラリー (液体中の研磨固体粒子の懸濁液) は、金属シート、スコアプラグ、ディスクの表面を侵食し、ほとんどのバルブ設計に存在する内部キャビティやデッドゾーンを詰まらせます。あ スラリー用ピンチバルブ 問題のあるコンポーネントを完全に削除することで、これらの障害モードを排除します。ゴムスリーブはプロセス媒体と接触する唯一の要素であり、内部空洞、凹部、または幾何学的不連続性がないため、研磨材が蓄積したり浸食性の流れが集中したりする場所がまったくありません。

バルブが完全に開いているとき、ゴムスリーブの穴はパイプの直線部分と同等の滑らかで障害物のない円筒形の通路を形成します。流速は妨げられず、乱流は最小限に抑えられ、研磨粒子は機械部品に影響を与えることなく通過します。このフルボアで乱流の少ない流れの形状は、わずかな流れの制限でも制限点での沈降、閉塞、または浸食の加速を引き起こす可能性があるスラリー用途では不可欠です。

スラリー制御にピンチバルブを使用する業界

• 採掘と鉱物加工: 粒子サイズと濃度が高い尾鉱の輸送、濃縮スラリーのパイプライン、および鉱石の洗浄回路。
• 廃水処理: 繊維状または粒状固体が常に存在するスラッジ処理、バイオソリッド移送、およびグリット除去システム。
• セラミックスとガラスの製造: セラミックまたは金属のバルブシートを急速に破壊する湿式研削スラリーおよび釉薬懸濁液。
• 化学処理: 耐摩耗性とともに耐食性を必要とする結晶化溶液、触媒スラリー、および攻撃的な化学懸濁液。
• 食品および飲料の製造: 衛生的な設計とデッドゾーンのない形状が規制要件である果肉、穀物のマッシュ、その他の粘性のある食品グレードのスラリー。

外部アクチュエータの廃止: 設計とコストへの影響

従来の自動バルブは、空気圧式、油圧式、または電気式のいずれであれ、ブラケットとカップリング アセンブリを介してバルブ本体に取り付けられた個別のアクチュエータ ユニットを必要とします。この外部アクチュエータはバルブ パッケージの総コストのかなりの部分を占め、機械的な複雑さが増し、独自のメンテナンス スケジュールが必要となり、潜在的な故障箇所が追加されます。空気作動式ピンチバルブは、このアセンブリ全体を方程式から除外します。圧縮空気がバルブケーシングに直接作用してスリーブを圧縮するため、バルブ本体はそれ自身の統合された駆動装置として機能します。

この統合により、アクチュエータ自体のコストが削減され、取り付けブラケットやステムカップリングの必要性がなくなり、全体のバルブプロファイルが簡素化されます。バルブ本体から突き出ている外部ハンドル、ピストン、ギアボックス、回転シャフトはありません。その結果、混雑した配管、狭いスペース、および外部アクチュエータを備えた従来のバルブの設置や保守が物理的に困難な場所に適した、コンパクトで薄型の設置が可能になります。

メンテナンスプロファイルと総所有コスト

エア駆動ピンチバルブのメンテナンスの経済性は、最も魅力的な実際的な利点の 1 つです。プロセス流体と接触するバルブシート、シールパッキン、ステムシール、内部機械部品がないため、摩耗や腐食を受ける部品の範囲は基本的にゴムスリーブ 1 つに減ります。調整または交換するためのパッキングランド、ラップまたは再研磨するための金属座面、および漏れを監視するためのステムシールは必要ありません。

保守要件の比較

プロセス流体の性質と温度によって決まる耐用年数が延びた後、最終的にスリーブの交換が必要になった場合、手順は簡単で、標準的な保守技術者が持つ以上の特殊な工具や技術的専門知識は必要ありません。スリーブの交換は、複数の内部コンポーネントを備えた従来のバルブのオーバーホールにかかるコストと時間のほんの一部で済みます。

遠隔地、過酷な場所、手の届きにくい場所への適合性

外部可動部品がないため、ハンドル、レバー、ピストン、回転シャフト、突出するアクチュエータ ハウジングがないため、空気作動式ピンチ バルブは、アクセスが制限されている場所や環境条件が厳しい場所での設置に特に適しています。海洋プラットフォーム、地下採掘作業、化学物質封じ込めエリア、または埃や腐食性の屋外環境では、外部アクチュエータコンポーネントの故障はメンテナンスの継続的な課題となります。高湿度、極端な温度、または化学薬品にさらされた状態では、露出したギアボックスが腐食し、ピストン ロッドが焼き付き、リミット スイッチが故障します。

ピンチ バルブの密閉型でアクチュエータのない設計には、そのような脆弱性はありません。バルブへの唯一の接続は圧縮空気供給ラインです。これは、安全な場所またはアクセス可能な場所からバルブが設置されている場所まで配線できる単一のシンプルなインターフェースです。この特性により、アクチュエータの故障による計画外の停止が大幅に減少し、このバルブはメンテナンスの介入を最小限に抑える必要がある、本当に遠隔の、またはアクセスできないパイプラインセクションに適しています。

適切なゴムスリーブの材質の選択

エア駆動ピンチバルブの動作原理はすべての用途で一貫していますが、スリーブの材質の選択は特定のプロセス条件に注意深く合わせる必要があります。スリーブは媒体と直接接触する唯一のコンポーネントであるため、その化学的適合性、温度定格、および機械的特性によって、特定の用途におけるバルブの適合性と耐用年数が決まります。

• 天然ゴム（NR）： 優れた耐摩耗性と柔軟性。スラリーの採掘や骨材の取り扱いに最適です。油や溶剤に対する耐性が限られています。
• EPDM: 水、蒸気、および多くの希酸やアルカリに対する優れた耐性。廃水および化学水処理用途に最適です。
• ネオプレン (CR): 油、中程度の化学薬品、耐候性に対する優れた耐性。屋外設置および石油に隣接する用途に適しています。
• ニトリル(NBR): 優れた耐油性および耐燃料性。石油製品の移送や油で汚染された水システムに最適です。
• 食品グレードのシリコーンまたは EPDM: 食品との接触に関する規制に準拠しています。規制順守が必須の飲料、乳製品、医薬品のスラリー用途に使用されます。

スリーブの材質を用途条件に適合させることは二次的な考慮事項ではなく、エア駆動ピンチバルブの設置において主な仕様決定となります。材料を正しく選択すると、バルブ本来の耐摩耗性と漏れゼロ機能が予定された耐用年数を通じて維持され、プロセスとバルブ システムへの投資の両方が保護されます。