วาล์วประตูน้ำคืออะไร?

วาล์วประตูน้ำคืออะไร
วาล์วประตูน้ำเป็นวาล์วเคลื่อนที่เชิงเส้นที่ใช้การยกและลดประตูในแนวตั้งเพื่อเปิดหรือปิดการไหลของน้ำจนสุด ไม่เหมาะสำหรับการควบคุมการไหล และควรใช้ในตำแหน่งเปิดสุดหรือปิดสุดเท่านั้น เมื่อประตูถูกยกขึ้นจนสุด ช่องน้ำจะตรง- ส่งผลให้สูญเสียแรงดันน้อยที่สุด เมื่อประตูลดระดับลงจนสุด การไหลของน้ำจะถูกตัดออกโดยโลหะ-ถึง-โลหะหรือพื้นผิวซีลแบบยืดหยุ่นระหว่างประตูและบ่าวาล์ว

 

หลักการทำงานและส่วนประกอบสำคัญ
ส่วนที่เคลื่อนไหวหลักของวาล์วประตูคือประตู ซึ่งขับเคลื่อนด้วยก้านเพื่อทำการเคลื่อนที่แบบลูกสูบเชิงเส้นไปตามร่องนำภายในตัววาล์ว สำหรับการออกแบบก้านที่เพิ่มขึ้น ก้านและประตูจะขึ้นและลงพร้อมกัน ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถกำหนดตำแหน่งวาล์วด้วยสายตาตามความยาวก้านที่สัมผัสได้ สำหรับวาล์วประตูไม่เพิ่มขึ้น(หรือเรียกอีกอย่างว่าวาล์วประตูก้านมืด) น็อตก้านถูกยึดเข้ากับประตู และก้านจะหมุนโดยไม่ต้องยกเท่านั้น ประตูเลื่อนขึ้นลงตามเกลียวก้าน การออกแบบนี้ทำให้ความสูงโดยรวมของวาล์วเกือบคงที่ ทำให้เหมาะสำหรับการติดตั้งในห้องใต้ดิน อุโมงค์ หรือพื้นที่-ระบบท่อที่จำกัด

 

วัสดุตัววาล์วโดยทั่วไปจะเป็นเหล็กดัด (QT450-10) หรือเหล็กหล่อ (WCB) ในท่อส่งน้ำ เหล็กดัดมีสัดส่วนมากกว่า 85% (ตามสถิติมาตรฐาน AWWA C515) พื้นผิวซีลสามารถทำจากทองเหลือง สแตนเลส (เช่น 13Cr หรือ 304) หรือซับในยาง EPDM ความแตกต่างของความแข็งระหว่างวัสดุจะกำหนดความแตกต่างของแรงดันสูงสุดที่อนุญาต: วาล์วฝังโลหะ-ภายใต้เงื่อนไขคลาส 150 (PN20) สามารถบรรลุอัตราการรั่วไหลที่ตรงตามมาตรฐาน ISO 5208 อัตรา A (การรั่วไหลที่มองเห็นเป็นศูนย์) ในขณะที่โครงสร้างที่ติดตั้งแบบยืดหยุ่นจะรักษาการรั่วไหลเป็นศูนย์ แม้จะอยู่ที่ 1.5 เท่าของแรงดันปกติก็ตาม

 

พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญและมาตรฐานอุตสาหกรรม
A วาล์วประตูน้ำประปาตามมาตรฐานน้ำประปาสากล โดยทั่วไปจะมีช่วงพารามิเตอร์ดังต่อไปนี้:

• เส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนด: DN50 – DN1200 (DN100 ถึง DN600 ทั่วไปสำหรับแนวท่อน้ำในเมือง)
• พิกัดแรงดัน: PN10, PN16, PN25 (ตรงกับ ANSI Class 125/150)
• อุณหภูมิในการทำงาน: -10 องศาถึง 80 องศา (แบบนั่งได้-); -29 องศาถึง 425 องศา (นั่งด้วยโลหะ)
• ค่าสัมประสิทธิ์การไหล (Cv): สำหรับ DN200 ที่เปิดเต็มที่, Cv data 7000 โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทาน ζ เพียง 0.05–0.1 ซึ่งต่ำกว่าวาล์วผีเสื้อ (ζ µ 0.3) หรือโกลปวาล์วมาก (ζ มากกว่าหรือเท่ากับ 4.0)
• แรงบิดในการทำงาน: สำหรับวาล์วเกทก้านที่เพิ่มขึ้น DN300 ภายใต้ PN16 แรงบิดที่วัดได้คือประมาณ 450 นิวตันเมตร สำหรับวาล์วประตูไม่เพิ่มขึ้นเนื่องจากประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าของคู่เกลียว แรงบิดจึงสูงขึ้น 15%–20%

 

มาตรฐานการผลิตประกอบด้วย: ISO 5208 (การทดสอบแรงดัน), EN 1074-1 (ข้อกำหนดสำหรับวาล์วจ่ายน้ำ), AWWA C509 (มาตรฐานอเมริกันสำหรับวาล์วประตูน้ำ), BS 5163 (มาตรฐานอังกฤษสำหรับวาล์วประตูก้านไม่ขึ้น) BS 5163 กำหนดไว้เป็นพิเศษว่าวาล์วประตูไม่เพิ่มขึ้นต้องมีการปิดผนึกก้านที่เชื่อถือได้และการออกแบบ-ก้านที่ป้องกันการทะลุ โดยมีการเชื่อมต่อ-ก้านที่ป้องกันด้วยช่อง T- หรือร่องรูปวงแหวนเพื่อป้องกันการหลุดออกที่ระดับการเปิดใดๆ

 

ประเภทของเกทวาล์วสำหรับการจ่ายน้ำ
ขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งานและความแตกต่างทางโครงสร้างประเภทของวาล์วประตูสำหรับการจ่ายน้ำสามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท คือ

 

วาล์วประตูแบบยืดหยุ่นแบบลิ่ม
ประตูเป็นแผ่นรูปทรงลิ่ม-ที่มั่นคงซึ่งสร้างมุมลิ่ม (โดยทั่วไปคือ 5 องศา –8 องศา ) โดยมีพื้นผิวการซีลทั้งสองด้านของตัววาล์ว เมื่อปิด แรงดันจำเพาะการปิดผนึกที่เพียงพอจะถูกสร้างขึ้นโดยการดำเนินการลิ่ม เหมาะสำหรับท่อจ่ายน้ำหลักแรงดันปานกลางและต่ำ DN50–DN600 ข้อดีคือสามารถชดเชยการสึกหรอของคู่ซีลได้โดยการปรับน็อตก้าน ข้อเสียคือความแม่นยำในการตัดเฉือนสูงที่จำเป็นสำหรับมุมลิ่ม - ความคลาดเคลื่อนเกิน ±0.2 มม. อาจทำให้เกิดการยึดเกาะหรือการรั่วไหล

 

วาล์วประตูขนาน
ประตูอิสระสองบานถูกกดลงบนพื้นผิวการปิดผนึกแบบขนานด้วยสปริงหรือกลไกลอย ซึ่งมักพบในการใช้งานที่มีแรงดันสูง-หรืออุณหภูมิสูง- ในการจ่ายน้ำ วาล์วประตูแบบขนานมักใช้ที่ทางออกของปั๊ม หรือในกรณีที่จำเป็นต้องปิดอย่างรวดเร็ว-บ่อยครั้ง เนื่องจากจังหวะการเปิด/ปิดจะสั้นกว่าวาล์วประตูลิ่มประมาณ 30%

 

วาล์วประตูก้านไม่เพิ่ม-
ในฐานะตัวแทนของวาล์วประตูไม่เพิ่มขึ้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการติดตั้งแบบฝังในเครือข่ายน้ำประปา ก้านหมุนเท่านั้น และประตูขึ้น/ลงผ่านเกลียวภายใน เนื่องจากไม่มีก้านเปลือย จึงหลีกเลี่ยงการโค้งงอของก้านที่เกิดจากการกระแทกของฝาปิดท่อระบายหรือการพันกันของเศษซาก ตามข้อมูลจาก.ระเบียบการดำเนินงานและบำรุงรักษาเครือข่ายน้ำประปาในเมืองในพื้นที่ภาคเหนือที่มีอากาศหนาวเย็น อัตราความล้มเหลวที่เกิดจากการแช่แข็ง-ของวาล์วสเต็มเกตที่ไม่-นั้นต่ำกว่าของวาล์วสเต็มเกตวาล์วที่เพิ่มขึ้นถึง 42%

 

การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติของวาล์วประตูในน้ำประปา
เมื่อพูดคุยกันวาล์วประตูในการจ่ายน้ำควรเน้นที่ฟังก์ชันการแยกส่วน บนเครือข่ายการจ่ายน้ำแบบวนรอบ DN400 จะมีการติดตั้งวาล์วประตูทุกๆ 500–800 เมตร เพื่อแบ่งเครือข่ายออกเป็นโซนการบำรุงรักษาอิสระ เมื่อท่อแตกเกิดขึ้นในโซนหนึ่ง จำเป็นต้องปิดเฉพาะวาล์วประตูต้นน้ำและปลายน้ำเพื่อแยกจุดที่เกิดข้อผิดพลาด ในขณะที่พื้นที่อื่นๆ ยังคงจ่ายน้ำตามปกติ การออกแบบนี้อาศัยลักษณะการรั่วซึมต่ำของวาล์วประตู - ตามมาตรฐาน EN 1074-2 หลังจากเปิด-ปิดครบ 200 รอบ การรั่วไหลของวาล์วประตูจ่ายน้ำที่ 1.1 เท่าของแรงดันที่กำหนดจะต้องไม่เกิน 0.1 ลิตร/นาที·มม. (เส้นรอบวงพื้นผิวซีล)

 

ในการคัดเลือกภาคปฏิบัตินั้นวาล์วประตูน้ำประปายังต้องคำนึงถึงผลกระทบของอนุภาคทราย คลอรีนตกค้าง และแผ่นชีวะในตัวกลางด้วย ผนังด้านในของตัววาล์วที่เป็นเหล็กดัดมักเคลือบด้วยผงอีพอกซี (ความหนามากกว่าหรือเท่ากับ 250 μm) ผ่านการทดสอบสเปรย์เกลือเป็นกลาง 240 ชั่วโมง (ASTM B117) โดยไม่มีสนิมแดง วัสดุก้านควรเป็นสแตนเลส 420 หรือ 431 ที่มีความแข็ง HRC 35–45 ซึ่งสามารถต้านทานการสึกหรอจากการเสียดสีจากรอบการเปิด/ปิดซ้ำๆ

 

คะแนนการบำรุงรักษาและข้อมูลชีวิต
จากการสำรวจระบบสาธารณูปโภคด้านน้ำของยุโรป 42 แห่งที่ตีพิมพ์ในวาล์วโลก(ฉบับที่ 4 ปี 2022) ภายใต้สภาวะคุณภาพน้ำปกติ เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว (MTBF) ของวาล์วประตูแบบแมนนวลที่ต่ำกว่า DN200 คือ 12–15 ปี ในโหมดความล้มเหลว การรั่วไหลของซีลก้านคิดเป็น 58% การเกาะติดของประตูคิดเป็น 27% และการกัดกร่อนของตัววาล์วคิดเป็น 15% การใช้การออกแบบก้านไม่เพิ่มขึ้นและดำเนินการปิด-จังหวะเปิด-เต็มหนึ่งครั้งทุกปี (เพื่อป้องกันการแข็งตัวของตะกอน) สามารถยืดอายุการซีลก้านได้มากกว่า 20 ปี

สำหรับการฝังวาล์วประตูไม่เพิ่มขึ้นsขอแนะนำให้จัดให้มีรูระบายน้ำที่ด้านล่างของหลุมวาล์วเพื่อหลีกเลี่ยงการแช่เป็นเวลานาน ควรติดตั้งฝาครอบกันฝุ่นและหัวอัดจาระบีทั่วไปไว้ที่ด้านบนของก้าน โดยฉีดจาระบีกันน้ำ 0.5 กรัมทุกๆ หกเดือน เมื่อแรงบิดในการทำงานเกิน 1.5 เท่าของมูลค่าโรงงาน ควรถอดประกอบวาล์วเพื่อตรวจสอบเศษซากระหว่างเกตและตัววาล์ว

 

บทสรุปการคัดเลือก
ในการเลือกวาล์วประตูน้ำที่เหมาะสม จะต้องชี้แจงจุดสามจุดก่อน: เส้นผ่านศูนย์กลางท่อและระดับแรงดัน ตำแหน่งการติดตั้งอนุญาตให้มีก้านเปลือยหรือไม่ และอุณหภูมิและความสะอาดปานกลาง สำหรับการใช้งานเหนือ-ภาคพื้นดินที่ไม่ต้องการการทำงานบ่อยครั้ง แนะนำให้ใช้วาล์วสเตมเกตแบบยกขึ้น เนื่องจากมีการแสดงตำแหน่งที่มองเห็นได้และง่ายต่อการบำรุงรักษา สำหรับสายน้ำประปาใต้ดิน ห้อง หรือเฮดรูม-ที่มีจำกัด กวาล์วประตูไม่เพิ่มขึ้นควรเป็นไปตาม BS 5163 หรือ AWWA C515 นอกจากนี้ เพื่อตอบสนองความต้องการการแยกโซนเครือข่าย วาล์วที่เลือกควรมีความสามารถในการ-ปิดการรั่วไหล-เป็นศูนย์ (โลหะ-ปิดผนึกอย่างน้อย ISO 5208 Rate C, ยืดหยุ่น-ปิดผนึกอัตรา A) เข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างกันประเภทของวาล์วประตูสำหรับการจ่ายน้ำและข้อมูลการดำเนินงานจริงของวาล์วประตูในการจ่ายน้ำช่วยให้ตัดสินใจทางวิศวกรรมที่เชื่อถือได้และประหยัด

 

*ข้อมูลทางเทคนิคในบทความนี้อ้างอิงถึงคู่มือทางเทคนิคปี 2023 ของวาล์วโลก, มาตรฐาน AWWA C509-2018 และข้อกำหนดการทดสอบ ISO 5208:2015*