Vana nedir ve nasıl çalışır?
En basit ifadelerle vana, bir boru sistemi üzerinden orta sıvı, gaz veya katı akışı kontrol etmek için kullanılan bir cihazdır. En yaygın olarak, vanalar ortam akışını durdurmak ve başlatmak için kullanılır. Bazı valfler akış hızını da kontrol edebilir; bunlara genellikle kontrol valfleri denir.
Valfler için çok sayıda farklı kullanım alanı olduğundan, bunlar çok çeşitli mekanik çeşitlerde mevcuttur. Belirli bir senaryoda uygun vanayı kullanmak, uygulamanızın sorunsuz ve güvenli bir şekilde çalışarak amaçlanan hedefe en verimli şekilde ulaşmanızı sağlar.
Birçok farklı valf sınıfı olmasına rağmen, çoğu valf üç kategoriye ayrılır: Döner, lineer ve kendinden tetiklenen.
- Döner
Döner valfler, bir boru sistemindeki akışı engellemek için döner kapatma bileşeni kullanır. Çoğu zaman bu dönüş 90 derece ile sınırlıdır, bu nedenle döner valflere genellikle çeyrek dönüşlü valfler de denir. Bu vana tipleri 0 derece kapalı ve 90 derece açık.
Bazı döner valfler daha büyük bir dönüş derecesiyle çalışabilir ve ikiden fazla konum içerebilir. Döner valf tiplerinin yaygın örnekleri kelebek, tapa ve bilyeli valflerdir.
- Doğrusal
Doğrusal vanalar, boru sisteminden akışı başlatmak, durdurmak veya ayarlamak için düz bir çizgide hareket eden bir disk, çıta veya diyafram gibi akış engelleyici kullanır. Bu valfler iki farklı türe ayrılabilir: Yükselen sap (çok yönlü) ve eksenel.
Çok yönlü doğrusal valfler özellikle kontrol uygulamalarında iyi çalışır ve küresel vanalar, sürgülü vanalar ve iğneli vanalar içerir. Koaksiyel ve açılı koltuk valfleri gibi eksenel valfler hızlı tepki vermekte ve öncelikle açma/kapama proses uygulamalarında kullanılmaktadır.
Diğer valf kategorileriyle karşılaştırıldığında, doğrusal hareket valfleri döner valflere göre daha uzun çevrim sürelerine sahiptir.
- Kendinden tetiklenen
Lineer ve döner valflerin aksine, kendinden tetiklenen valfler operatörün doğrudan giriş yapmasına gerek duymaz. Bunun yerine, bir basınç kontrol valfini açmak veya kapatmak için proses hattındaki basıncı kullanırlar. Bu valf tipi genellikle basınç tahliye valfi olarak kullanılır ve yalnızca sistem içinde izin verilen maksimum basınca ulaşıldığında açılır. Bu mekanizmanın sonucunda, kendinden tetiklenen valfler belirli uygulamalarda yaygın güvenlik gereksinimlerdir.
Yaygın olarak kullanılan kendinden aktüasyonlu valfler arasında tahliye valfleri, emniyet valfleri, çek valfler ve buhar tutucular bulunur.
Çeyrek Dönüş Vanalarının Tipleri
Çeyrek dönüşlü vanalar bir sapın dönüşü ile geniş bir hareket aralığına olanak tanıdığından, bu vana tipleri genellikle hassasiyet üzerinde hızlı ve kolay açma/kapama önceliklerini öncelik sırasına koyan uygulamalarda kullanılır.
- Bilyalı valfler
Bilyalı valfler, sıvı akışının kapatılması gereken çoğu uygulamada kullanılabilir. Aslında bunlar en yaygın kullanılan proses kontrol valfidir. Bu döner valfler, akışı başlatmak veya durdurmak için çalışan boru akışında dönen delikli küreler kullanır.
Vananın deliği borunun çapına uygun olacak şekilde hassas bir şekilde takılabildiği için, bilyeli vanalar kafa kaybına neden olur. Bilyalı valfler diğer döner valf seçeneklerine göre daha pahalı olabilir ancak kelebek vana gibi tiplere göre daha iyi sızdırmazlık sağlar.
- Kelebek Vanalar
Kelebek valfler, boru sisteminin akışına girip çıkan ortaya monte, disk şeklinde bir engelleyici kullanarak çalışır. Bu çeyrek dönüş valfleri, daha büyük boru boyutlarıyla ve kapatma, düzenleme ve izolasyonun çağrıldığı atık su tesislerinde, elektrik santrallerinde ve diğer proses tesislerinde sıklıkla kullanılır.
Kelebek vana kullanmanın avantajları arasında daha düşük maliyet ve daha küçük boyut bulunur. Ancak bu ortak valf tipleri, sızıntılara ve kafa kayıplarına bilyeli valflerden daha açıktır ve yüksek basınç akışlarına karşı iyi çalışmayabilir.
- Tapa Vanalar
Tapa vanaları, yapılarında ve işlevlerinde bilyeli vanalara çok benzer. Ancak, tapa vanaları, bilye şeklinde bir engelleyici kullanmak yerine akış akışının içine veya dışına doğru saldıran konik bir silindir aracılığıyla akışı engeller veya sağlar. İki ana tapa vanası tipi vardır: Yağlanmış ve yağlanmamış. Bu tip döner vana sıklıkla kapatma için ve kimyasal işleme endüstrisi, işleme tesisleri ve atık su arıtma tesisleri için kontrol vanası olarak kullanılır. Tapa vanaları boşluk ve boşluk olmamaları ve uzun vadede oluşan sızıntılara karşı ayarlanmaları nedeniyle bozulabilir. Sonuç olarak bu valfler genellikle aşırı servis senaryolarında kullanılır; yağ rafinerileri ve kimyasal tesisler gibi aşındırıcı ortamları düşünün.
Çok Yönlü Valf Türleri
Akış kontrolü uygulamalarında yaygın olarak kullanılan çok yönlü valfler, bir engelleyici elemanı akış yoluna taşımak için bir kolu döndürerek çalışır. Bu, boru sistemindeki akışı kısıtlar. Bazı çok devirli vana tipleri akışın değişken hızlarda serbest bırakılmasını veya bloke olmasını sağlar. Bu vana türlerine genellikle kontrol vanası denir.
- Küresel Vanalar
Küresel vanalar, kısıtlama deliğine karşı kapatıldığında akışı engellemek için küre şeklinde bir disk kullanarak çalışır. Bu çok dönüşlü valfler, açma/kapama ve kısma uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. Küresel vanalar sıvı akışına karşı veya sıvı akışıyla sızdırmazlık sağlayabilirler.
İki yollu küresel vanalar hassas kullanım için önerilirken, 3 yollu küresel vanalar iki giriş portundan gelen ortamları birleştirmek ve sonuçta ortaya çıkan karışımı bir çıkış portundan göndermek için uygundur. Küresel vanalar, atık su tesislerinde ve gıda işleme hizmetlerinde sıklıkla kullanılır. Bu vana tipi birçok varyasyonda mevcut olsa da en yaygın olanı Z-stili valftir.
- Sürgülü Vanalar
Sürgülü vanalar, akış akışlarını engellemek için yaygın olarak kullanılan çok yönlü vanalardır ve bazen de kısmak için kullanılır. Bu çok yönlü vana tipi, bir akış akışını engellemek için plaka benzeri bir bariyer kullanır.
Sürgülü vanalar, diğer vana tiplerine kıyasla açık olduğunda daha düşük kafa kayıpları sağlar. Bunların çalışması küresel vanalarla karşılaştırılabilir olsa da, sürgülü vanalar daha az akış kısıtlaması ve düzenleme kapasitesi sunar.
- İğneli valfler
İğneli vanalar, çeşitli temel faktörlerden ayrı olarak küresel vanalara çok benzer. Öncelikle, küresel vanalardan daha küçüktür ve daha küçük sistemlerde daha hassas akış kontrolü sağlar. Ayrıca, akışı başlatmak ve durdurmak için orifis içine ve dışına hareket eden, disk şekilli bir tapanın aksine koni şekilli iğneden oluşurlar.
İğneli valfler, bir sistemdeki sıvı akışını hassas bir şekilde değiştirme imkanı sunar. Bu tür uygulamalarda/uygulamalarda kullanılabilir ancak kapatmak için çok sayıda dönüş gerektirdiklerinden bu tür durumlarda en iyi seçenek olmayabilir.
Açma/Kapama Vanaları Türleri
Adından da anlaşılacağı gibi, açma/kapama valfleri, kısıtlamasız akış veya tamamen akışı engelleyen hızlı hareket eden cihazlardır. Bu tür valfler hassas akış ayarına izin vermeseler de, örneğin acil kapatma gerektiren durumlarda hızın önemli olduğu çeşitli uygulamalarda faydalıdır.
- Solenoid valfler
Solenoid valfler, valfi açmak veya kapatmak ya da akışı bir çıkıştan diğerine yönlendirmek için doğrusal bir kayar engelleyici kullanır. Bu vana tipleri, bir milimetre kadar küçükten 100 milimetre kadar büyük olmak üzere birçok farklı boyutta mevcuttur. Ayrıca dökme demir, paslanmaz çelik, alüminyum, plastik ve pirinç gibi çeşitli malzemelerden de oluşabilir.
Solenoid valfler, acil kapatma servis uygulamalarında ve yüksek basınçlı sistemlerde yaygın olarak kullanılır. Ayrıca, bazı modellerde -418°F - 1472°F gibi aşırı sıcaklıklara dayanabildiği için solenoid valfleri kriyojenik işlemler için popüler bir seçenek haline getirir.
- Koaksiyel valfler
Koaksiyel valf, pnömatik veya elektrikle çalıştırılabilen 2 konumlu bir valftir. Koaksiyel elektrik valflerinde bir elektromanyetik bobin ve bir yay kullanılır. Pnömatik koaksiyel valfler, yay veya çift etkili hava basıncı (her iki yönden gelen hava basıncı) yerine hava basıncı kullanır. Bu valfler, akışı doğru çıkışa yönlendirmek ve açmak veya kapatmak için mekik engelleyici kullanır.
Koaksiyel valfler birçok açma/kapama uygulamasında bilyalı valflerin yerini iyi bir şekilde alıyorlar. Aslında daha uygun fiyatlı, daha küçük, daha hafif, daha güvenli ve daha hızlı bir alternatiftir. Koaksiyel vanaların dezavantajları arasında daha düşük akış kapasitesi ve sınırlı sıvı uyumluluğu vardır.
- Açılı oturak valfleri
Farklı valf türleri ve bunların kullanımları listesini kapatmak, açık/kapalı uygulamalarda bir bilyalı valfin yerine kullanılabilir başka bir valf türü olan açılı yuva valfidir. Koltuk açısı valfleri, çift etkili veya yaylı geri dönüş yapabilen dahili bir pnömatik aktüatör kullanır.
Bu 2 konumlu valf, akış yolu içindeki açılı koltuğa uyum sağlamak için valfe açılı olarak giren bir engelleyici tapa içerir. Valf açıkken tapa, akış yolundan neredeyse tamamen dışarı çekilir ve bu nedenle bu tip valf en düşük basınç düşüşüyle en yüksek akış hızlı etkili valf olur.
Bilyalı vanalara kıyasla açılı yuva vanaları daha hızlı, daha ucuz ve aynı zamanda dayanıklı. Birincil dezavantajı, açılı koltuk valflerinin bilyeli valfe kıyasla sahip olduğu açı, parçacık taşıyan ortamlarla birlikte iyi performans göstermediğidir. Doğrusal yapısı nedeniyle açılı bir koltuk valfi, kapatma sırasında nesneleri contaya sıkıştırmaya daha yatkındır; bu da sıkı bir sızdırmazlık sağlayamaz ve yumuşak sızdırmazlık bileşenlerine zarar verebilir. Diğer yandan, bilyalı valfler kapandıkça tüm parçacıkları silme eğilimindedir ve bu da nesnelerin top ile yumuşak contalar arasında sıkışmasını önler. Açılı oturak valfleri de daha düşük çalışma basıncına sahip uygulamalar için daha uygun olma eğilimindedir.
Vana Tipi nasıl seçersiniz: Önemli Seçim Konusları
Farklı valf tipleri ve kullanımları üzerinde bir kol kullandıktan sonra, uygulamanız için hangi valf türünün en iyisi olduğunu belirleyebilirsiniz. Bir vana seçerken, karar vermeden önce aşağıdaki faktörleri ve soruları göz önünde bulundurun:
- Supap boyutu: Farklı boyutlar uygulamayı nasıl etkiler?
- Basınç değeri: Çeşitli basınç seviyelerinde vana nasıl performans gösterir?
- Malzemeler: Vana ne malzemeden yapılmıştır ve farklı uygulamalar için bu ne kadar önemlidir?
- Bağlantı noktası bağlantıları: Kaç adet ve hangi tür giriş ve çıkış bağlantı noktası bulunur?
- Ortamın yapısı: Vana ne tür ortamlar için kullanılabilir veya tasarlanmıştır?
- Etkinleştirme: Valf otomatik çalışıyor mu veya manuel çalıştırma gerekiyor mu?
Hedeflenen uygulama ile ilgili aşağıdakiler dahil ek faktörler:
- Ortam sıcaklığı nedir?
- Valf ne sıklıkta döngü yapar?
- Valf için istenen kullanım ömrü nedir?
- Vananın hedef maliyeti nedir?
Farklı Vana Türleri hakkında SSS
Belirli bir vana tipinin seçilmesi neden önemlidir?
Farklı vana stilleri, herhangi bir uygulamada farklı şekilde çalışır. Bu, hem işlevselliğin (döngü hızı, konum kontrolü vb.) hem de valfin kullanım ömrünün farklı olduğu anlamına gelebilir. Bazı vana tipleri belirli uygulamalar için tamamen uygun olmayabilir.
Lineer valfler ve döner valfler arasındaki fark nedir?
Döner valfler, bir boru sistemindeki akışı engellemek için döner kapatma bileşeni kullanır; doğrusal valfler ise bir kapı, küre veya diyafram gibi bir akış engelleyici yükselterek veya alçaltarak çalışır. Döner valfler genellikle açma veya kapatma döngüsü için yalnızca 90 derece dönüş gerektirirken, doğrusal valfler kapama bileşenini hareket ettirmek için milin birden fazla dönüşü gerektirir.
Açma/kapama valfini neden düşünmeliyim?
Valfin istenen işlevinin ortam akışını durdurmak veya başlatmak olduğu uygulamalarda açma/kapama valfleri kullanılmalıdır. Açma/kapama valfleri akış hızını değiştirmek için kullanılmamalıdır.
Neden bir kontrol vanası düşünmeliyim?
Tüm kontrol vanalarının kısma için tavsiye edilmemesine rağmen, ortam akış hızının daha hassas bir şekilde kontrol edilmesi gereken uygulamalarda kontrol vanaları kullanılmalıdır.
Tüm lineer valfler kontrol valfleri olarak kullanılabilir mi?
Hayır; örneğin sürgülü vanalar kontrol uygulamaları için önerilmez ve tamamen açık veya tamamen kapalı olması amaçlanmıştır.
Bazı vanalar neden diğerlerinden daha pahalıdır?
Maliyet, inşaat malzemeleri, üretim süreçleri ve tasarımın karmaşıklığı gibi çok çeşitli faktörlerden etkilenir. Maliyeti de etkileyebilecek birçok farklı özellik ve seçenek vardır. Örneğin, tetiklenen valfler genellikle manuel valflere göre daha pahalı olur.
