グローブバルブ

グローブバルブはボールバルブとは異なり、パイプライン内の流れを調節するために使用されるタイプのバルブであり、一般的に球形の本体内の可動プラグまたはディスク要素と固定リングシートで構成されています。^[1]

グローブバルブは、球形のボディにちなんで名付けられ、ボディの2つの半分は内部バッフルによって分離されています。これには、可動プラグ^{[2]をねじ込んでバルブを閉じる（または閉じる）ことができる}シートを形成する開口部があります。プラグはディスク^[3]とも呼ばれます。グローブバルブでは、プラグはステムに接続されており、手動バルブではハンドルを使用してねじ込み動作で操作されます。通常、自動グローブバルブは、ねじ付きではなく滑らかなステムを使用し、アクチュエータアセンブリ によって開閉します。

過去のグローブ バルブは球形のボディを備えていたためその名が付けられましたが、現代のグローブ バルブの多くは球形ではありません。ただし、そのような内部機構を備えたバルブには、今でもグローブ バルブという用語がよく使用されます。配管では、そのような機構を備えたバルブは球形のハウジングがないため、ストップ バルブと呼ばれることもありますが、ストップ バルブという用語は、他の機構や設計のバルブであっても、流れを止めるために使用されるバルブを指す場合があります。

本体は、バルブの圧力を封じ込める主要な構造であり、バルブの質量を形成するため、最も簡単に識別できます。本体には、バルブによって制御される物質と接触するバルブの内部部品がすべて含まれています。ボンネットは本体に接続されており、制御される 流体、ガス、またはスラリーを封じ込めます。

グローブバルブは、通常 2 ポートバルブですが、3 ポートバルブも主にストレートフロー構成で製造されています。 ポートは、流体が流入または流出するための本体の開口部です。2 つのポートは、互いに真っ直ぐ向かい合っていることも、本体の任意の場所に配置されていることもあれば、^[4]角度をつけて配置されていることもあります (90° など)。^[5] このような角度のポートを備えたグローブバルブは、アングルグローブバルブと呼ばれます。グローブバルブは、主に、室温で固まる腐食性または高粘性の流体に使用されます。これは、ストレートバルブは、出口パイプが入口パイプと一直線になるように設計されており、水平配管の場合は流体がそこに留まる可能性が高いためです。アングルバルブの場合、出口パイプは下を向いています。これにより、流体が排出されます。その結果、一定期間にわたってバルブ部品の詰まりや腐食が防止されます。グローブバルブの本体は、「Y」字型になることもあります。これにより、他のバルブの場合の従来のポット型構造（底部シートを配置）とは対照的に、バルブの底部をまっすぐにすることができます。これにより、流体が問題なく通過できるようになり、長期的には流体の詰まりや腐食を最小限に抑えることができます。^{[引用が必要]}

ボンネットはバルブ本体を漏れなく閉じる役割を果たします。ステムのねじ山部分は、ボンネットの対応するねじ山のある穴を通ります。グローブバルブには、ねじ込み式、ユニオン式、またはボルト式^[4]のボンネットがあります。ねじ込み式ボンネットは最もシンプルなボンネットで、耐久性があり、圧力に強いシールを提供します。ユニオン式ボンネットは、次のような用途に適しています。

バルブの閉鎖機構には、ステムに接続するプラグが関係しており、これをスライドまたはねじ込みで上下させて流量を調節します。プラグにはバランス型とアンバランス型があります。アンバランス型プラグは、通常は固体で、小型バルブや圧力降下が少ないバルブに適しています。このプラグには、設計が単純で、漏れが発生する可能性があるのはシート部分のみで、通常はコストが低いなどの利点があります。ただし、サイズが制限されます。これは、アンバランス型プラグが大きいと、密閉して流量を制御するために非現実的な力が必要になる場合があるためです。一方、バランス型プラグには、プラグ自体に穴が開いています。必要な静的力が減少するため、遮断が容易になるなどの利点があります。ただし、プラグとケージの間に 2 つ目の漏れ経路が発生する可能性があり、より高価になる傾向があります。

ステムは、アクチュエータからバルブ内部へのコネクタとして機能し、この作動力を伝達します。ステムは、アクチュエータ制御バルブの場合は滑らかで、手動バルブの場合はねじ付きです。滑らかなステムは、バルブからの材料の漏れを防ぐためにパッキング材で囲まれています。このパッキングは摩耗する材料であるため、メンテナンス時に交換する必要があります。滑らかなステムの場合、プラグとアクチュエータに接続できるように、端にねじが付いています。ステムは、バルブが閉じているときに大きな圧縮力に耐えるだけでなく、バ​​ルブが開いているときに高い引張強度を備えている必要があります。さらに、バルブが適切に閉じるように、ステムは非常に真っ直ぐであるか、振れが小さい必要があります。振れが最小であるため、ボンネットに含まれるパッキングの摩耗も最小限に抑えられ、漏れに対するシールとなります。ステムには、摩耗を早める可能性のある異物がパッキング材に入るのを防ぐために、パッキングナットを覆うシュラウドが装備されている場合があります。

ケージは、プラグを囲むバルブの一部で、バルブ本体の内部にあります。通常、ケージはバルブ内の流れを決定する最大の要因の 1 つです。プラグが移動すると、ケージの開口部が露出して流れが増加し、その逆も同様です。開口部の設計とレイアウトは、材料の流れ (一定範囲内の温度、圧力でのさまざまな材料の流れ特性) に大きな影響を与える可能性があります。ケージは、ボンネットからのガイドの代わりに、プラグをバルブのシートにガイドして確実に遮断するためにも使用されます。

シート リングは、安定した均一で交換可能な遮断面を提供します。シートは通常、ねじ込み式またはトルク式で締め付けられます。これにより、ケージがシートの縁に押し下げられ、バルブ本体にしっかりと固定されます。シートはねじ切りされ、本体の同じ領域に切り込まれたねじにねじ込まれることもあります。ただし、この方法では、メンテナンス中にシート リングを取り外すことが困難になります (不可能ではないにしても)。シート リングは通常、バルブを閉じる最終段階でガイドできるように、シート面が斜めになっています。

配管で使用される同様の機構を備えた経済的なグローブ バルブまたはストップ バルブには、ディスクの底部にシート面用のゴム製ワッシャーが付いていることが多く、閉じたときにゴムがシートに対して圧縮され、漏れのないシールを形成できます。

• コントロール バルブ ハンドブック – Fisher Controls International (第 4 版) – 完全な 297 ページのオンライン ブック。
• プロセス計装 (講義 8): 制御バルブ 2015 年 5 月 29 日にWayback Machineにアーカイブ –南オーストラリア大学のWeb サイトの記事。