バルブの主な分類方法

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　　知識1、バルブの分類　　1、用途と機能による分類　　遮断バルブ類　主に媒体の流れを遮断したり、通したりするために使用される。バルブ、ストップバルブ、ダイアフラムバルブ、ボールバルブ、コックバルブ、ディスクバルブ、ピストンバルブ、ボールピストンバルブ、ニードル型計装バルブなどが含まれる。 　　調節弁類は、主に媒体の流量や圧力などを調整するために使用されます。調節弁、流量制御弁、減圧弁などが含まれます。 　　逆止弁類は、媒体の逆流を防ぐために使用されます。各種構造の逆止弁を含む。 　　分岐弁類は、媒体を分離、分配、または混合するために使用されます。各種構造の分配弁や排水弁などが含まれます。 　　安全弁類は、媒体の過圧時に安全を守るために使用されます。各種の安全弁が含まれます。 　　2、主要なパラメーターによる分類　　（一）圧力による分類　　真空バルブ　標準大気圧よりも低い圧力で動作するバルブ。 　　低圧バルブ 公称圧力PNが1.6MPa未満のバルブ。 　　中圧バルブ 公称圧力PN 2.5～6.4MPaのバルブ。 　　高圧バルブ 公称圧力PN10.0～80.0MPaのバルブ。 　　超高圧バルブ 公称圧力PNが100MPaを超えるバルブ。 　　（二）媒体の温度による分類　高温バルブ：450℃を超える温度で使用されるバルブ。 　　中温バルブ：120℃未満で、tが450℃未満のバルブ。 　　常温水用バルブ –40℃未満から120℃未満の温度で使用するバルブ。 　　低温バルブ –100℃未満で、tが-40℃未満のバルブ。 　　超低温バルブとは、-100℃未満で使用されるバルブのことです。 　　（三）バルブ本体の材質による分類　非金属材料製バルブ：セラミックバルブ、グラスファイバー製バルブ、プラスチックバルブなど。 　　金属製バルブ：銅合金バルブ、アルミニウム合金バルブ、鉛合金バルブ、チタン合金バルブ、モネル合金バルブ、鋳鉄バルブ、炭素鋼バルブ、鋳鋼バルブ、低合金鋼バルブ、高合金鋼バルブなど。 　　金属製バルブ本体のライニング付きバルブ：例えば、鉛ライニング付きバルブ、プラスチックライニング付きバルブ、エナメルライニング付きバルブ。 　　3、汎用分類法　この分類法は、原理や機能に加えて構造によっても分類し、現在、国際的および国内的に最も一般的に用いられている分類法です。一般的な遮断弁、切替弁、流量制御弁、計装用弁、プランジャーバルブ、ダイアフラムバルブ、コック、ボールバルブ、バタフライバルブ、逆止弁、減圧弁、安全弁、スチームドレンバルブ、調節弁、底弁、フィルター、排泥弁など。 　　二、バルブの選び方　　バルブの選定については、個人的には配管が少し劣っていても、バルブは必ず良いものを使うべきだと思います。漏れや漏出といった問題は、多くの場合、配管部品やバルブに起因しています。 　　バルブを選定する際：　　1. 減圧弁、バランス弁などは必ずバイパスを設ける必要がある； 　　2、全開全閉はバルブやゲートバルブを使うのが最適； 　　3、切替バルブはできるだけ少なく使用する； 　　4、バルブの抵抗計算には注意が必要である； 　　5、電動バルブは必ず良いものを選ぶべきです。 　　A、媒体の通断特性に応じてバルブを選定　　バタフライバルブ　　バタフライバルブのバタフライプレートは、配管の直径方向に取り付けられる。バタフライバルブの本体にある円筒形の通路内で、円盤状のバタフライプレートが軸を中心に回転し、その回転角は0°から90°の間です。90°まで回転すると、バルブは完全に開いた状態になります。 　　バタフライバルブは構造がシンプルで、サイズが小さく、重量も軽く、わずかな部品で構成されています。また、90°回転するだけで迅速に開閉でき、操作が簡単であり、同時にこのバルブは優れた流体制御特性を持っています。バタフライバルブが完全に開いた状態にあるとき、バタフライプレートの厚さが流体がバルブ本体を通過する際の唯一の抵抗となるため、このバルブを通過する際の圧力損失は非常に小さく、優れた流量制御特性を持っています。バタフライバルブには、エラステマー密封と金属密封の2種類の密封方式があります。弾性シールバルブで、シールリングはバルブ本体に埋め込まれるか、バタフライプレートの周囲に取り付けられます。 　　金属シールを採用したバルブは、一般的に弾性シールのバルブよりも寿命が長いが、完全なシールを実現するのは難しい。金属製のシールは高い作業温度に対応できるが、弾性シールには温度によって制限されるという欠点がある。 バタフライバルブを流量制御に使用する場合、重要なのはバルブのサイズとタイプを正しく選択することです。バタフライバルブの構造原理は、特に大口径バルブの製造に適しています。バタフライバルブは、石油、ガス、化学、水処理などの一般的な産業分野で広く利用されているだけでなく、火力発電所の冷却水システムにも使用されています。 　　よく使われるバタフライバルブには、対合式バタフライバルブとフランジ式バタフライバルブの2種類があります。対夾式バタフライバルブは、二重ねじを使ってバルブを2本の配管のフランジの間に接続するもので、フランジ式バタフライバルブはバルブ自体にフランジがあり、その両端のフランジをねじで配管のフランジに接続するものです。 バルブの強度性能とは、バルブが媒体の圧力に耐える能力を指します。バルブは内部圧力に耐える機械製品であるため、長期間使用しても破損や変形が起こらないよう、十分な強度と剛性を持っていなければなりません。 　　ボールバルブ　ボールバルブは、ノズルバルブから進化したものです。それは同じように90度回転させる動作を持つが、違いはコック本体が球体であり、その軸線を通る円形の通孔または通路がある点である。球面と通路の開口部の比率は、球が90度回転した際に、入口および出口の両方で球面が完全に現れ、流れを遮断するようなものでなければならない。 　　ボールバルブは、90度回転させるだけの操作とわずかなトルクで確実に閉じることができます。完全に均一なバルブ内部の空間は、媒体に対して抵抗が非常に小さく、直通する流路を提供する。一般的には、ボールバルブは開閉用として最も適していると考えられていますが、近年の技術進歩により、流量の調節や制御も可能なように設計されるようになりました。ボールバルブの主な特徴は、構造がコンパクトで操作やメンテナンスが容易であることです。水、溶剤、酸、天然ガスなどの一般的な作業媒体に適しているだけでなく、酸素、過酸化水素、メタン、エチレンなど、厳しい作業条件の媒体にも適しています。ボールバルブのバルブ本体は、一体型でも組み立て式でもあります。 　　遮断弁　遮断弁のバルブシャフトの軸線は、バルブシートの密封面に対して垂直である。バルブロッドの開閉ストロークは比較的短く、非常に信頼性の高い遮断動作を持つため、この種のバルブは媒体の遮断や調節、および流量制御に非常に適しています。 　　止弁のバルブプレートが一度開いた状態になると、そのバルブシートとバルブプレートのシール面はもはや接触せず、非常に信頼性の高い遮断動作を示す。このため、この種のバルブは媒体の遮断や調節、および節流に非常に適している。 　　遮断弁が一度開いた状態になると、そのバルブシートとバルブプレートのシール面同士はもはや接触しなくなるため、シール面の機械的な摩耗が少なくなります。また、ほとんどの遮断弁ではバルブシートやバルブプレートのシール部品を修理したり交換したりする際に、バルブ全体を配管から外す必要がないため、バルブと配管が溶接されて一体となっている場合に非常に適しています。媒体がこの種のバルブを通過する際に流れの方向が変わるため、遮断弁の流動抵抗は他のバルブよりも高くなる。 　　よく使われる遮断弁には、以下のものがあります：1）コーナータイプの遮断弁；コーナータイプの切替弁では、流体は方向を一度だけ変えるだけで済むため、この弁を通過する際の圧力損失は、通常の構造の切替弁よりも小さい。2）直流式遮断弁；直流式またはY字型の遮断弁では、バルブ本体の流路が主流路と斜めになっているため、流動状態の乱れが通常の遮断弁よりも小さくなり、それに伴ってバルブを通過する際の圧力損失も小さくなる。3）ピストン式遮断弁：この形式の遮断弁は、通常の遮断弁の変形である。このバルブでは、弁弁と弁座は通常、ピストン方式に基づいて設計されています。弁弁はプランジャーと連結されるように研磨され、シールはプランジャーに装着された2つの弾性シールリングによって実現される。2つの弾性シールリングは1つのリングによって隔てられ、バルブキャップナットがバルブキャップに加える荷重によってピストン周囲のシールリングがしっかりと圧縮される。弾性シールリングは交換可能で、さまざまな材料で作られる。このバルブは主に「開く」または「閉じる」ために使用されるが、特殊な形状のプランジャーや特別なリングを備えており、流量調整にも利用できる。 　　ゲートバルブ　ゲートバルブは媒体の遮断に使用され、全開時には流路が完全に通じるため、このときの媒体の圧力損失が最も小さくなります。バルブは、頻繁に開閉する必要がなく、ゲートプレートを常に全開または全閉の状態に保つ必要がある場合に適しています。調整や節流としての使用には適しません。高速で流れる媒体の場合、ゲートプレートが部分的に開いた状態ではゲートの振動を引き起こし、その振動がゲートプレートとバルブシートのシール面を損傷させる可能性があります。また、流量制御によってゲートプレートは媒体の侵食を受けることになります。構造形式における主な違いは、使用されるシール部品の形態です。シール要素の形状によって、ゲートバルブはくさび形ゲートバルブ、平行形ゲートバルブ、平行二枚板ゲートバルブ、くさび形二枚板ゲートバルブなど、いくつかの異なるタイプに分けられることが多い。最も一般的な形態はウェッジ型ゲートバルブと平行型ゲートバルブです。 　　B、媒体の逆流を防ぐためのバルブ　このタイプのバルブは、媒体が一方向にのみ流れるようにし、逆方向の流れを防ぐ役割を果たします。通常、この種のバルブは自動で動作し、ある方向に流れる流体の圧力によってバルブの弁が開きます；流体が逆方向に流れると、流体圧力とバルブ弁の自重によってバルブ弁がバルブシートに作用し、流れを遮断する。その中で逆止弁はこのタイプのバルブに属し、旋回式逆止弁と昇降式逆止弁が含まれます。旋回式逆止弁にはヒンジ機構があり、ドアのような弁弁が傾斜した弁座の表面に自由に当たっている。バルブ弁が毎回バルブシート面の適切な位置に到達できるように、弁にはヒンジ機構が設けられており、これにより弁に十分な回転スペースが生まれ、弁が真に全面的にバルブシートと接触することができる。バルブの弁板は、使用性能の要求に応じて、すべて金属で作られることも、金属に革やゴムをはめ込んだり、合成素材の被覆を施したりすることもあります。旋回式逆止弁は完全に開いた状態では、流体の圧力がほとんど妨げられないため、バルブを通過する際の圧力損失は比較的小さい。昇降式逆止弁の弁弁は、弁体上の弁座シール面に位置している。このバルブは、弁弁が自由に上下動できる点を除けば、他の部分は遮断弁と同様に、流体圧力によって弁弁がバルブシートの密封面から持ち上がり、媒体の逆流によって弁弁がバルブシートに戻って流れを遮断します。使用条件に応じて、バルブ弁は全金属構造のものであるか、または弁枠にゴムパッドやゴムリングを埋め込んだ形式のものになります。切替弁と同様に、昇降式逆止弁の流路も狭いため、昇降式逆止弁を通過する際の圧力損失は旋回式逆止弁よりも大きくなります。また、旋回式逆止弁では流量がほとんど制限されません。 　　C、調節媒体のパラメータに応じてバルブを選定する　製造工程において、媒体の圧力や流量といったパラメータを工程の要求に合わせるために、上記のパラメータを調節する調節機構を設置する必要がある。調節機構の主な動作原理は、*バルブの弁板と弁座との間の流路面積を変化させることで、上記のパラメータを調節することです。この種のバルブは総称して制御バルブと呼ばれ、その中で媒体自体の力によって駆動されるものを自動駆動式制御バルブといい、減圧弁や定圧弁などがこれにあたる。一方、外部からの力（電力、圧縮空気、液圧など）によって駆動されるものを他動駆動式制御バルブといい、電動調節弁、空気圧調節弁、液圧調節弁などがこれにあたる。 　　D、バルブの駆動方式に応じてバルブを選定する　　電力駆動式バルブ　　電力駆動式バルブはよく使われる駆動方式のバルブで、この種の駆動装置をバルブ用電動装置と呼びます。バルブ用電動装置の特徴は以下の通りです：1）開閉が迅速で、バルブの開閉にかかる時間を**短縮できる；2）**作業員の労働負担を軽減でき、特に高圧・大口径バルブに適している；3）手動での操作が不可能またはアクセスが困難な場所に設置でき、遠隔操作が容易であり、設置高さに制限がない；4）システム全体の自動化に寄与する；5）電源はガス源や液体源よりも入手しやすく、その配線の敷設やメンテナンスも圧縮空気や油圧配管よりはるかに簡単である。 　　バルブ用電動装置の欠点は、構造が複雑で、湿気の多い場所での使用がより困難であり、爆発性のある媒体を扱う場合には防爆対策を講じる必要があることです。 　　バルブ駆動装置は、駆動するバルブの種類によって、Z型とQ型の2つの大きなカテゴリーに分けられます。Z型バルブ用電動アクチュエータの出力軸は多くの回転が可能で、ゲートバルブ、ストップバルブ、ダイヤフラムバルブなどの駆動に適しています；Q型バルブ用電動アクチュエータの出力軸は90°しか回転せず、コックバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブなどの駆動に適しています。保護タイプによって、通常型、防爆型（Bで表す）、耐熱型（Rで表す）、そして三重機能型（屋外用、防食、防爆の機能を備え、Sで表す）があります。 　　バルブ用電動装置は、一般的に駆動機構（減速機）、電動機、ストローク制御機構、トルク制限機構、手動・電動切り替え機構、開度指示器などで構成されている。 　　空気圧・液体圧バルブ　空気圧バルブと液体圧バルブは、一定の圧力を持つ空気、水、または油を動力源とし、シリンダー（または油圧シリンダー）とピストンの動きを利用してバルブを駆動するもので、一般的に空気圧バルブの空気圧は0.8MPa未満、液体圧バルブの水圧または油圧は2.5MPa～25MPaである。またはダイヤフラムバルブ；回転型のガス・液体駆動装置は、ボールバルブ、バタフライバルブ、またはコックバルブを駆動するために使用されます。液圧装置は駆動力が大きく、大口径バルブの駆動に適しています。バルブやボールバルブ、バタフライバルブを駆動する場合は、ピストンの往復運動を回転運動に変換しなければならない。シリンダーや油圧シリンダーのピストンを使用して駆動する方法のほか、空気圧式の薄膜駆動も用いられる。そのストロークと駆動力が小さいため、主に調節弁に使用される。 　　手動バルブ　手動バルブは、最も基本的な駆動方式のバルブです。それには、ハンドホイール、ハンドル、またはレンチで直接駆動する方法と、伝動機構を介して駆動する方法の2種類がある。バルブの起動トルクが大きい場合は、歯車やウォームギアを用いた駆動によって省略することができる。歯車伝動には、直歯円筒歯車伝動と円錐歯車伝動がある。歯車伝動の減速比は小さく、バルブやストップバルブに適しています。ウォームギア伝動の減速比は大きく、コック、ボールバルブ、バタフライバルブに適しています。 　　三、バルブの主要な技術的性能　　強度性能　　バルブの強度性能とは、バルブが媒体の圧力に耐える能力のことです。バルブは内部圧力に耐える機械製品であるため、長期間使用しても破損や変形が起こらないよう、十分な強度と剛性を持っていなければなりません。 　　密封性能　バルブの密封性能とは、バルブの各シール部が媒体の漏れを防ぐ能力のことであり、これはバルブにおいて最も重要な技術的指標です。バルブのシール部には3か所あります：開閉部品とバルブシートの2つのシール面との接触部；充填材とバルブシャフトおよびガスケットハウジングの接合部；バルブ本体とバルブカバーの接続部。そのうち、先の場所での漏れは内部漏れと呼ばれ、いわゆるしっかり閉じられない状態であり、バルブが媒体を遮断する能力に影響を与えます。遮断弁の場合、内部からの漏れは許されません。最後の2か所での漏れは外部漏れと呼ばれ、つまり媒体がバルブ内部から外部に漏れ出ることです。外部への漏れは、材料の損失や環境汚染を引き起こし、深刻な場合には事故にもつながります。可燃性・爆発性、毒性、または放射性を持つ媒体においては、外部への漏れは絶対に許されず、そのためバルブには信頼性の高い密封性能が必要である。 　　流動性　媒体がバルブを通過すると圧力損失が生じる（つまり、バルブの前後の圧力差）。これは、バルブが媒体の流れに一定の抵抗を与えているためであり、媒体はその抵抗を克服するために一定のエネルギーを消費する必要がある。エネルギー節約の観点から、バルブを設計・製造する際には、流れる媒体に対するバルブの抵抗をできるだけ低減させる必要があります。 　　動作性能　　動作の敏感度と信頼性　　これは、バルブが媒体のパラメータ変化に対して、どれだけ敏感に反応するかを示すものです。流量制御弁、減圧弁、調節弁など、媒体のパラメータを調整するためのバルブや、安全弁、スチームドレインバルブなど、特定の機能を持つバルブにおいては、その機能の感度と信頼性は非常に重要な技術的性能指標です。 　　開閉力と開閉トルク　開閉力と開閉トルクとは、バルブを開閉するために必要な作用力や力矩のことです。バルブを閉じる際には、開閉部品とシートの2つの密封面の間に一定の密封圧力を生み出す必要があり、同時にバルブロッドとパッキンとの間、バルブロッドとナットのねじ部との間、バルブロッドの端部支持部およびその他の摩擦部における摩擦力を克服しなければならない。そのため、一定の閉鎖力と閉鎖トルクを加える必要がある。バルブの開閉過程において必要とされる開閉力と開閉トルクは変化し、その最大値は閉じる最終瞬間または開く最初の瞬間に現れる。バルブを設計・製造する際は、その閉鎖力と閉鎖トルクをできるだけ低減するよう努めるべきである。 　　開閉速度　開閉速度とは、バルブが1回の開閉動作を行うのに必要な時間で表されます。