공기 작동식 핀치 밸브: 가이드 및 응용

마모, 화학적 공격 또는 내부 부품의 매체 축적으로 인해 기존 밸브가 조기에 고장나는 공정 산업에서 공기 작동식 핀치 밸브는 구조적으로 뚜렷하고 매우 실용적인 대안을 제공합니다. 금속 디스크, 볼 또는 게이트를 흐름 경로를 통해 이동시키는 대신 압축 공기를 사용하여 유연한 고무 슬리브를 꽉 쥐어 닫는 작동 원리는 기존 밸브 설계에서 가장 일반적인 실패 지점인 내부 기계 구성 요소를 제거합니다. 그 결과 동일한 조건에서 경쟁 밸브 유형과 비교할 수 없는 서비스 수명 및 유지 관리 프로필을 갖춘 슬러리, 분말, 과립 및 화학적으로 공격적인 유체를 처리할 수 있는 밸브가 탄생했습니다.

어떻게 공기 작동식 핀치 밸브 일

공기 작동식 핀치 밸브의 작동 메커니즘은 매우 간단합니다. 밸브 본체는 일반적으로 주철, 탄소강, 스테인리스강 또는 엔지니어링 폴리머로 제조되는 외부 하우징과 연속적으로 유연한 고무 슬리브가 설치되는 입구 및 출구 포트로 구성됩니다. 이 슬리브는 밸브의 유일한 젖은 구성 요소를 형성합니다. 제어되는 유체는 밸브 본체, 액추에이터 또는 금속 구조 요소와 절대 접촉하지 않습니다.

밸브를 닫으려면 외부 몸체와 고무 슬리브 사이의 공간으로 압축 공기가 유입됩니다. 이 환형 챔버에 공기 압력이 쌓이면 슬리브에 균일한 반경 방향 힘이 가해 보어가 완전히 닫히고 흐름이 멈출 때까지 모든 측면에서 동시에 안쪽으로 붕괴됩니다. 밸브를 열기 위해 압축 공기는 스프링 리턴 설계에서 대기로 배출하거나 복동 구성에서 반대쪽 포트에 압력을 가하여 본체 챔버에서 배출되며 슬리브의 고유한 탄력성을 통해 완전히 열린 원형 보어 위치로 돌아갈 수 있습니다.

이 작동 논리는 유체 매체와 완전히 분리되어 있습니다. 압축 공기 시스템은 고무 슬리브의 개폐를 제어하고 유체는 내부 슬리브에만 접촉합니다. 이러한 구조적 분리는 게이트, 글로브 및 버터플라이 밸브의 패킹, 시트 및 액추에이터 스템을 빠르게 저하시키는 슬러리, 분말 또는 화학적으로 공격적인 공정에서 액추에이터 부식, 기계적 걸림 및 밀봉 불안정의 위험을 크게 줄입니다.

기존 밸브 설계에 비해 구조적 장점

완전히 열렸을 때 공기 작동식 핀치 밸브의 완전 보어, 방해받지 않는 흐름 경로는 가장 중요한 실제 이점 중 하나입니다. 감소된 보어 트림이 있는 볼 밸브, 부분적으로 후퇴된 게이트가 있는 게이트 밸브 또는 흐름 흐름에 영구적으로 디스크가 있는 버터플라이 밸브와 달리 완전 개방형 핀치 밸브는 공칭 파이프 직경과 동일한 명확한 원형 보어를 제공합니다. 이는 흐름 방해가 없고, 난류를 유발하는 내부 형상이 없으며, 연마 입자가 금속 시트나 디스크 가장자리에 영향을 미칠 수 있는 위치가 없음을 의미합니다.

내부 공동이 없다는 것은 위생 ​​및 분말 처리 분야에서도 똑같이 중요합니다. 스터핑 박스, 패킹 글랜드 및 체강이 있는 기존 밸브는 제품이 후속 배치에 축적되거나 경화되거나 오염될 수 있는 공간을 만듭니다. 공기 작동식 핀치 밸브에는 이러한 구멍이 없습니다. 슬리브 내부는 매끄럽고 흐름 중에 자체 청소되며 완전히 배수 가능합니다. 제약 분말 이송 라인, 식품 성분 취급, 시멘트 또는 비산재 이송 시스템에서 이러한 특성은 세척 주기와 교차 오염 위험을 직접적으로 줄여줍니다.

유지 관리의 단순성은 또 다른 결정적인 구조적 이점입니다. 공기 작동식 핀치 밸브에서 마모되기 쉬운 유일한 구성 요소는 고무 슬리브 자체입니다. 슬리브의 수명이 다한 경우(표면 균열, 박리 또는 핀홀 형성 여부를 육안 검사를 통해 감지할 수 있음) 교체에는 특수 도구가 필요하지 않으며 단순한 감압 이상의 라인 절연도 필요하지 않으며 전문 기술자도 필요하지 않습니다. 슬리브는 몇 분 만에 제거 및 교체되므로 유사한 기존 밸브의 트림 또는 액추에이터 구성 요소를 교체하는 데 드는 비용의 일부만으로 밸브를 최대 성능으로 되돌릴 수 있습니다.

고무 슬리브 재료 및 선택

고무 슬리브는 모든 공기 작동식 핀치 밸브의 성능에 중요한 구성 요소입니다. 특정 유체, 온도 및 응용 분야의 압력 조건에 맞는 올바른 엘라스토머를 선택하는 것은 핀치 밸브 사양에서 가장 중요한 엔지니어링 결정입니다. 잘못된 슬리브 재료는 사용 중에 급속히 저하되거나 적절한 내화학성을 제공하지 못해 조기 교체 또는 공정 오염으로 이어질 수 있습니다.

베이스 엘라스토머 선택 외에도 슬리브 벽 두께 및 보강 구조도 성능에 영향을 미칩니다. 고압 서비스용 슬리브에는 고무 벽 내에 내장된 직물 또는 코드 강화 층이 포함되어 있어 라인 압력 하에서 반경 방향 팽창을 방지하고 반복적인 개방-폐쇄 주기를 통해 피로 수명을 연장합니다. 연마성 슬러리 응용 분야의 경우 천연 고무의 두꺼운 슬리브 벽은 마모된 표면이 강화 층에 도달하기 전에 더 큰 재료 깊이를 제공하여 서비스 간격을 직접 연장합니다.

주요 산업 및 응용 분야

공기 작동식 핀치 밸브는 다양한 산업 분야의 열악한 작업 조건에서 널리 적용됩니다. 적합성은 단일 산업 분야가 아니라 처리되는 매체의 특성에 따라 결정됩니다. 연마성, 끈적임, 부식성 또는 오염에 민감한 유체가 존재하는 모든 곳에서 핀치 밸브는 기존 밸브 유형이 복제할 수 없는 이점을 제공합니다.

• 채광 및 광물 가공: 광미 슬러리, 광석 농축물, 연마성 고형물이 포함된 공정수는 금속 시트 밸브의 트림을 빠르게 파괴합니다. 천연 고무 슬리브 공기 작동식 핀치 밸브는 예상치 못한 고장보다는 처리량에 따라 낮은 유지 관리 빈도와 예측 가능한 슬리브 교체 간격으로 이러한 매체를 처리합니다.
• 시멘트 및 건축 자재: 시멘트, 비산회, 석회 및 이와 유사한 분말을 공압식으로 운반하면 마모성이 높고 접착성이 높은 흐름 조건이 생성됩니다. 핀치 밸브의 자체 청소 보어와 내부 구멍이 없기 때문에 기존 밸브가 완전히 밀봉되지 않거나 막힐 수 있는 분말 축적을 방지합니다.
• 화학 및 수처리: 수처리 및 화학 제조 시 산, 알칼리 및 산화제의 주입 및 전달은 공격적인 매체로부터 밸브 본체와 액추에이터를 완전히 격리하는 EPDM 또는 내화학성 슬리브 재료의 이점을 제공합니다.
• 식품, 음료 및 제약: FDA 준수 슬리브 재질과 매끄럽고 청소 가능한 보어 덕분에 공기 작동식 핀치 밸브는 제품 순도와 CIP(Clean-In-Place) 절차의 용이성이 규제 요구 사항인 위생 응용 분야에 적합합니다.
• 폐수 및 슬러지 처리: 도시 및 산업 폐수 처리장은 슬러지 라인에 핀치 밸브를 사용하는데, 이 경우 섬유질 및 미립자 함량이 대체 밸브 유형의 시트와 액추에이터 메커니즘을 빠르게 오염시킵니다.

크기, 압력 및 작동 고려 사항

공기 작동식 핀치 밸브의 올바른 크기 조정에는 공칭 보어를 파이프 직경에 일치시키는 것 이상이 포함됩니다. 라인 압력, 슬리브 강성 및 사용 가능한 작동 공기 압력 간의 관계를 평가하여 밸브가 작동 차압에 대해 신뢰할 수 있는 완전 폐쇄를 달성할 수 있는지 확인해야 합니다.

일반적인 설계 원칙에 따라 밸브 본체에 적용되는 작동 공기 압력은 슬리브를 완전히 접을 수 있을 정도로 제어되는 유체의 라인 압력을 초과해야 합니다. 대부분의 제조업체는 라인 압력과 슬리브 크기에 따라 필요한 최소 작동 공기 압력을 지정하며, 일반적인 요구 사항은 안정적인 폐쇄를 위해 라인 압력의 1.5~2배 범위입니다. 플랜트 압축 공기 공급 압력이 제한되는 경우 이 관계는 주어진 핀치 밸브가 적용될 수 있는 최대 라인 압력을 제한할 수 있으며 가정하기보다는 시스템 설계 중에 검증되어야 합니다.

공기 작동식 핀치 밸브를 사용하여 단순히 열거나 닫는 대신 유량을 조절하는 스로틀링 서비스의 경우 슬리브가 장기간 부분적으로 접힌 위치에서 작동하지 않도록 밸브 크기를 보수적으로 조정해야 합니다. 장기간 부분 폐쇄는 슬리브 둘레의 특정 지점에 기계적 응력을 집중시켜 피로 균열 발생을 가속화하고 서비스 수명을 단축시킵니다. 지속적인 흐름 조절이 필요한 경우 특성화된 슬리브 프로필을 갖춘 포지셔너가 장착된 액추에이터는 보다 제어된 조절 동작을 제공하고 슬리브 표면 전체에 응력을 보다 균일하게 분산시킵니다.

설치 및 유지 관리 모범 사례

공기 작동식 핀치 밸브는 가능한 한 수평 파이프라인 방향으로 설치해야 하며 작동 공기 연결부는 위쪽에 위치해야 합니다. 이러한 방향은 밸브가 닫힐 때 유체의 고체 입자나 침전물이 슬리브 핀치 구역에서 침전되도록 하여 완전한 밀봉을 방해하거나 국부적인 슬리브 마모를 유발할 수 있는 고체가 클로저에 갇히는 위험을 줄입니다.

밸브에 공급되는 압축 공기는 여과되고 건조되어야 합니다. 작동 공기의 수분은 시간이 지남에 따라 환형 본체 챔버에 축적될 수 있으며, 특히 결로가 발생할 가능성이 있는 추운 환경에서는 잠재적으로 밸브 본체 내부의 부식을 일으키거나 결빙 조건에서는 밸브 작동을 방해하는 얼음이 형성될 수 있습니다. 공기 공급 라인의 간단한 필터 조절 장치는 최소한의 비용으로 오염과 습기 위험을 모두 해결합니다.

예정된 슬리브 검사는 계획된 유지 관리 루틴에 통합되어야 합니다. 외부 표면 균열, 비정상적인 변형 또는 슬리브 벽을 통한 미디어 누출 징후에 대한 육안 검사를 통해 예상치 못한 고장으로 인해 발생하는 것이 아니라 예정된 가동 중지 시간 동안 슬리브 교체를 계획할 수 있습니다. 달력 시간이 아닌 작동 주기 또는 처리량 측면에서 슬리브 수명을 추적하면 고부하 응용 분야에서 교체 계획을 위한 보다 정확한 기반을 제공합니다. 이러한 간단한 관행을 갖춘 공기 작동식 핀치 밸브는 낮은 총 소유 비용과 작동 신뢰성을 제공하므로 업계에서 가장 까다로운 공정 환경에서 선택되는 밸브입니다.