วาล์วประตูวาล์วประตูเป็นผลผลิตจากการปฏิวัติอุตสาหกรรม แม้ว่าการออกแบบวาล์วบางแบบ เช่น วาล์วลูกโลกและวาล์วปลั๊ก จะมีมานานแล้ว แต่วาล์วประตูครองตำแหน่งที่โดดเด่นในอุตสาหกรรมมานานหลายทศวรรษ และเพิ่งจะเสียส่วนแบ่งการตลาดจำนวนมากให้กับวาล์วบอลและวาล์วผีเสื้อเมื่อไม่นานมานี้

ความแตกต่างระหว่างวาล์วประตูและวาล์วลูกบอล วาล์วปลั๊กและวาล์วผีเสื้อ คือ ส่วนประกอบที่ปิดกั้น ซึ่งเรียกว่าแผ่นดิสก์ ประตู หรือตัวปิดกั้น จะยกตัวขึ้นจากด้านล่างของก้านวาล์วหรือแกนหมุน ออกจากทางน้ำและเข้าไปในส่วนบนของวาล์วที่เรียกว่าฝาครอบ และหมุนผ่านแกนหมุนเป็นหลายรอบ วาล์วที่เปิดในลักษณะเชิงเส้นเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าวาล์วหลายรอบหรือวาล์วเชิงเส้น ซึ่งแตกต่างจากวาล์วหมุนหนึ่งในสี่รอบ ซึ่งมีก้านที่หมุน 90 องศาและโดยปกติจะไม่ยกตัวขึ้น

วาล์วประตูมีให้เลือกใช้วัสดุและระดับแรงดันที่แตกต่างกันหลายสิบแบบ ขนาดของวาล์วประตูมีตั้งแต่ขนาดเล็กพอดีมือ (½ นิ้ว) ไปจนถึงขนาดใหญ่สำหรับรถบรรทุก (144 นิ้ว) วาล์วประตูผลิตจากวัสดุหล่อขึ้นรูป การตีขึ้นรูป หรือชิ้นส่วนที่ผลิตโดยการเชื่อม แม้ว่าการออกแบบโดยการหล่อขึ้นรูปจะพบได้มากที่สุดก็ตาม

หนึ่งในคุณสมบัติที่น่าสนใจที่สุดของวาล์วประตูคือ สามารถเปิดได้เต็มที่โดยมีสิ่งกีดขวางหรือแรงเสียดทานในรูไหลน้อยมาก ความต้านทานการไหลที่เกิดจากวาล์วประตูที่เปิดอยู่จะใกล้เคียงกับความต้านทานการไหลในท่อที่มีขนาดรูไหลเท่ากัน ดังนั้น วาล์วประตูจึงยังคงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการปิดกั้นหรือการเปิด/ปิด ในบางศัพท์เฉพาะของวาล์ว วาล์วประตูจะถูกเรียกว่าวาล์วลูกโลก

โดยทั่วไปแล้ว วาล์วประตูไม่เหมาะสำหรับการควบคุมการไหลหรือการใช้งานในทิศทางอื่นใดนอกจากการเปิดเต็มที่หรือปิดเต็มที่ การใช้วาล์วประตูที่เปิดเพียงบางส่วนเพื่อควบคุมหรือจำกัดการไหลอาจทำให้แผ่นวาล์วหรือแหวนรองวาล์วเสียหายได้ เนื่องจากในสภาพแวดล้อมการไหลที่เปิดเพียงบางส่วนซึ่งก่อให้เกิดความปั่นป่วน พื้นผิวของแหวนรองวาล์วจะชนกัน

แบบวาล์วประตู

โดยทั่วไปแล้ว วาล์วประตูส่วนใหญ่ดูคล้ายกันจากภายนอก อย่างไรก็ตาม มีความเป็นไปได้ในการออกแบบที่แตกต่างกันมากมาย วาล์วประตูส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัววาล์วและฝาครอบ ซึ่งมีส่วนประกอบที่ปิดได้เรียกว่าแผ่นดิสก์หรือประตู ส่วนประกอบที่ปิดได้นี้เชื่อมต่อกับก้านวาล์วที่ผ่านฝาครอบ และสุดท้ายเชื่อมต่อกับล้อหมุนหรือตัวขับอื่นๆ เพื่อควบคุมการทำงานของก้านวาล์ว แรงดันรอบก้านวาล์วถูกควบคุมโดยการอัดซีลเข้าไปในบริเวณหรือห้องซีล

การเคลื่อนที่ของแผ่นวาล์วบนก้านวาล์วจะเป็นตัวกำหนดว่าก้านวาล์วจะยกขึ้นหรือหมุนเข้าไปในแผ่นวาล์วขณะเปิด การตอบสนองนี้ยังเป็นตัวกำหนดรูปแบบก้าน/แผ่นวาล์วหลักสองแบบสำหรับวาล์วประตู ได้แก่ ก้านยกขึ้น (rising stem) และก้านไม่ยกขึ้น (non rising stem หรือ NRS) ก้านยกขึ้นเป็นรูปแบบก้าน/แผ่นวาล์วที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดอุตสาหกรรม ในขณะที่ก้านไม่ยกขึ้นนั้นเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมประปาและท่อส่งน้ำมานานแล้ว การใช้งานในเรือบางประเภทที่ยังคงใช้วาล์วประตูและมีพื้นที่จำกัดก็ยังคงใช้แบบ NRS อยู่

การออกแบบก้าน/ฝาครอบวาล์วอุตสาหกรรมที่พบได้บ่อยที่สุดคือแบบเกลียวภายนอกและแอก (OS&Y) การออกแบบ OS&Y เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนมากกว่า เนื่องจากเกลียวอยู่ด้านนอกบริเวณที่ของเหลวสัมผัสกับวาล์ว การออกแบบนี้แตกต่างจากแบบอื่นตรงที่ล้อหมุนติดอยู่กับบูชที่ด้านบนของแอก ไม่ได้ติดอยู่กับก้านวาล์วโดยตรง ดังนั้นล้อหมุนจึงไม่ยกขึ้นเมื่อวาล์วเปิด

การแบ่งส่วนตลาดวาล์วประตู

แม้ว่าในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา วาล์วหมุนมุมฉากจะครองส่วนแบ่งตลาดวาล์วประตูเป็นส่วนใหญ่ แต่บางอุตสาหกรรมยังคงพึ่งพาวาล์วชนิดนี้อย่างมาก รวมถึงอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ถึงแม้ว่าวาล์วบอลจะมีความก้าวหน้าในท่อส่งก๊าซธรรมชาติ แต่ท่อส่งน้ำมันดิบหรือของเหลวยังคงใช้วาล์วประตูแบบขนานอยู่

ในกรณีของขนาดที่ใหญ่ขึ้น วาล์วประตูยังคงเป็นตัวเลือกหลักสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมการกลั่น ความแข็งแรงทนทานของการออกแบบและต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (รวมถึงความประหยัดในการบำรุงรักษา) เป็นจุดเด่นที่น่าสนใจของการออกแบบแบบดั้งเดิมนี้

ในแง่ของการใช้งาน กระบวนการผลิตในโรงกลั่นหลายแห่งใช้ความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิการทำงานที่ปลอดภัยของเทฟลอน ซึ่งเป็นวัสดุหลักที่ใช้ทำซีลวาล์วบอลแบบลอยตัว วาล์วผีเสื้อประสิทธิภาพสูงและวาล์วบอลแบบซีลโลหะเริ่มได้รับความนิยมมากขึ้นในการใช้งานในโรงกลั่น แม้ว่าต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของมักจะสูงกว่าวาล์วประตู

อุตสาหกรรมระบบประปายังคงใช้ลิ้นวาล์วเหล็กเป็นหลัก แม้แต่ในการใช้งานใต้ดิน ลิ้นวาล์วเหล็กก็ยังมีราคาค่อนข้างถูกและทนทาน

อุตสาหกรรมพลังงานใช้วาล์วประตูโลหะผสมสำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับแรงดันสูงมากและอุณหภูมิสูงมาก แม้ว่าวาล์วแบบลูกโลกรูปตัว Y และวาล์วบอลแบบมีที่นั่งโลหะรุ่นใหม่ๆ ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานปิดกั้นจะถูกนำมาใช้ในโรงไฟฟ้าบ้างแล้ว แต่ผู้ออกแบบและผู้ปฏิบัติงานในโรงไฟฟ้ายังคงนิยมใช้วาล์วแบบประตูอยู่