Monet eivät kiinnitä paljoa huomiota 2-porttiventtiileihin, koska niitä pidetään usein yksinkertaisina laitteina, jotka vain avautuvat ja sulkeutuvat ohjatakseen nesteen virtausta. Mekaanisesti tämä pitää paikkansa, mutta optimaalisen venttiilin valinta voi vaikuttaa merkittävästi – säästäen tilaa, painoa ja ennen kaikkea energiankulutusta (jopa 63 % joissakin tapauksissa).
Valinnan optimointi
Valintaa varten on ensin huomioitava käyttökohde ja välitettävä aine. Yleisissä teollisuussovelluksissa venttiilin sisäosien ja nesteen kosketus ei ole kriittistä (kun käytetään ilmoitettuja aineita), mutta ympäristönkestävyys on tärkeää, sillä venttiilit voivat sijaita kosteissa olosuhteissa.
Tällöin esimerkiksi SMC:n JSX-sarja, jossa on ruostumattomasta teräksestä valmistettu runko ja kela, on ihanteellinen.
kuva 1: SMC:n JSX-sarjan solenoidi 2-porttiventtili on tehty ruostumattomasta teräksestä ja se on IP67 luokiteltu.
Elintarvike- ja lääketeollisuus
Lääketieteellisissä ja farmaseuttisissa sovelluksissa on vältettävä nesteen kontaminaatiota.
Siksi venttiilin rakenteen tulee olla eristetty ja valmistettu muovimateriaaleista. Lisäksi venttiilin tulee tuottaa vähän partikkeleita ja sisältää mahdollisimman vähän kuollutta tilavuutta.
Kuva 2: SMC LVM-sarja – kemikaaleille tarkoitettu eristysventtiili, jossa on pieni sisäinen tilavuus ja alhainen energiankulutus.
Kemianteollisuus ja puolijohdevalmistus
Näissä sovelluksissa nesteet voivat olla erittäin aggressiivisia, joten kemiallinen yhteensopivuus on kriittistä. Materiaalien tulee kestää korroosiota (esim. PTFE tai super PFA).
Lisäksi näissä sovelluksissa korostuu mikrokuplien muodostumisen minimointi, kontaminaation ja vuotoriskien pienentäminen.
Kuva 3: SMC:n High Purity kemikaaliventtiili LV-sarja, jossa on väliaine-eristetty rakenne ja korkea korroosionkestävyys.
Pölynkeräinjärjestelmät
Elintarvike- ja sementtiteollisuudessa pölynkeräimet vaativat korkean huippupaineen kestäviä venttiilejä, jotta suodattimet puhdistuvat tehokkaasti. Pölynkeräinten puhdistus tapahtuu tyypillisesti ilmalla, jota tukevat säiliöön asennetut venttiilit. Venttiilit, jotka kokoonsa nähden kuluttavat vähemmän ilmaa, pienentävät säiliön kokoa ja valmistuskustannuksia.Energiansäästö puhdistuksissa
Venttiilit, joilla on suurempi huippupaine ja alhainen ilmankulutus, mahdollistavat säiliön koon pienentämisen, mikä auttaa minimoimaan sykliaikoja. Miten? Pölynkeräyssovellusten säiliöissä on yleensä useita venttiilejä, jotka aktivoituvat peräkkäin. Korkeampi huippupaine tarkoittaa elementin parempaa puhdistustehokkuutta, mikä mahdollistaa venttiilien aktivoitumisajan lyhentämisen. Tämän pienenemisen vaikutuksena on pienempi painehäviö säiliössä, mikä yhdistettynä pienempään säiliön kokoon nopeuttaa säiliön palauttamista täyteen käyttöpaineeseen. Tämä voi olla vain muutama millisekunti, mutta joissakin sovelluksissa tarvitaan kymmeniä venttiilejä, joten kokonaispuhdistusajan lyhentäminen voi osoittautua erittäin hyödylliseksi pitkällä aikavälillä, koska se voi mahdollistaa useampien puhdistussyklien suorittamisen päivässä.
Kuva 4: SMC:n pulse valve JSXFE -sarja, jossa on korkea huippupaine ja pienempi ilmankulutus nopean vasteajan ansiosta.
Lisäetuna on, että jokainen elementin puhdistussykli vähentää tukkeutumista, mikä pidentää elementin käyttöikää, vähentää huoltotarvetta ja lisää tuottavuutta. Kun sovellus määrittää venttiilityypin, on aika alkaa tarkastella lisäparametreja, kuten virtausnopeutta, paine-eroa, aukon, venttiilin, rungon kokoa ja kumimateriaaleja, sekä sertifiointeja. Loppujen lopuksi oikea venttiilin valinta vaikuttaa paitsi laitevalmistajaan, myös loppukäyttäjään. Esimerkiksi, vaikka pienimmän venttiilikoon valitseminen voi auttaa pienentämään laitteen kokoa ja painoa, pienemmän virrankulutuksen omaavan venttiilin valitseminen varmistaa, että laite on energiatehokkaampi.
Pese pois tehottomuus
Tarkastellaanpa esimerkkiä: teollisuuspesukone. Laitteille varattu tila vähenee ympäri maailmaa väestönkasvun myötä. Ilmeinen tapa pienentää laitteiden kokoa on käyttää pienempiä komponentteja, jotka tarjoavat saman suorituskyvyn kuin suuremmat vastineensa. 2-porttiventtiileissä tämä konsepti tarkoittaa kompaktimpia malleja, joilla on korkea virtausnopeus ja paine-ero.
Esimerkiksi kaksi SMC:n kaksiporttista venttiiliä – JSX-sarjamme ja JSXU (energiansäästöventtiili) – osoittavat, mitä hyötyä on harkitusta valinnasta. Vaikka molemmilla venttiileillä on sama virtausnopeus (Kv 0,45) ja paine-ero (1 MPa), JSXU-malli on noin 10 % pienempi ja noin 24 % kevyempi. Suurin ero liittyy kuitenkin energiankulutukseen, sillä JSXU säästää jopa 63 % energiaa vähentämällä venttiilin pitämiseen tarvittavaa tehoa. Tämä ominaisuus auttaa hallitsemaan laskuja korkeiden energianhintojen aikakaudella ja edistää globaalia kestävää kehitystä.
Johtopäätös
Oikea venttiilivalinta parantaa tehokkuutta, pienentää kustannuksia ja tukee kestävää kehitystä.
Kirjoittaja: Eduardo Santamaria, Venttiiliosaston ryhmäpäällikkö, SMC:n Euroopan tekninen keskus
Kuvat: SMC Oy
