5つの主要バルブの長所と短所を探る

バルブには多くの種類があり、それぞれに長所と短所があります。以下に、ゲートバルブ、バタフライバルブ、ボールバルブ、グローブバルブ、プラグバルブの上位5つのバルブの長所と短所を列挙します。ご参考になれば幸いです。

ゲートバルブ

ゲートバルブは、閉鎖部材（ゲート）が通路の軸に対して垂直に動くタイプのバルブである。主にパイプラインで媒体を遮断するために使用され、全開または全閉状態で使用される。一般的に、ゲートバルブは流量を調節するためには使用できない。

低温用と高温高圧用があり、材質も様々である。しかし、一般的にスラリーなどを輸送するパイプラインではゲートバルブは使用されない。

利点がある：

流体抵抗が低い；

開閉に必要なトルクが少ない；

媒体が2方向に流れるリングネットワークで使用できる；

全開時のシール面は、グローブ弁に比べて作動媒体による侵食が少ない；

ボディ構造が比較的シンプルで、製造加工性が良い；

構造体の長さが比較的短い。

デメリット

寸法と開口部の高さが比較的大きく、必要な設置スペースも大きい；

開閉時のシール面の相対的な摩擦は、大きな摩耗を引き起こし、高温運転時には傷の原因となります；

一般的にゲートバルブはシール面が2面あり、加工、研磨、メンテナンスが難しい；

開店・閉店時間が長い。

バタフライバルブ

バタフライバルブは、円板状の閉鎖部材を使い、約90度前後に回転することで流体の流路を開閉・調整するバルブの一種です。

利点がある：

シンプルな構造で、小型、軽量、材料消費量が少なく、大口径バルブに適している；

開閉が早く、流路抵抗が小さい；

浮遊固体粒子を含む媒体にも使用でき、シール面の強度によっては粉粒体媒体にも使用できる。換気・除塵パイプラインの双方向の開閉と調節に使用でき、冶金、軽工業、電力、石油化学システムのガスパイプラインや水路に広く使用されています。

デメリット

流量調整幅は大きくありません。開度が30%に達すると流量は95%以上になります；

バルブの構造とシール材の制限により、高温・高圧のパイプラインシステムでの使用には適しません。一般的に使用温度は 300℃以下、PN40 以下；

ボールバルブやグローブバルブに比べ、シール性能は比較的劣るため、シール要求があまり高くない場所での使用に適している。

ボールバルブ

ボールバルブはプラグバルブから発展した。開閉部材は球体で、弁軸を中心に90度回転して開閉する。

ボールバルブは主にパイプラインにおいて、媒体の流れを遮断、分配、方向転換するために使用される。また、V字型の開口部を持つボールバルブは、流量調整機能にも優れています。

利点がある：

流量抵抗が最も小さい（実際には0）；

作業時に詰まることがなく（無潤滑）、腐食性媒体や低沸点液体でも確実に使用できる；

広い圧力・温度範囲で完全なシールが可能；

迅速な開閉を実現し、特定の構造の開閉時間はわずか0.05～0.1秒で、テストベンチの自動化システムで使用できる。高速開閉バルブ操作時の衝撃がない；

ボール状の閉鎖部材は、自動的に境界位置に位置することができます；

作業媒体は両側から確実に密閉される；

全開および全閉時には、ボールと弁座のシール面は媒体から隔離されているため、バルブを通過する高速の媒体がシール面の侵食を引き起こすことはありません；

コンパクトな構造で軽量であり、低温媒体システムにとって最も合理的なバルブ構造である；

バルブ本体は左右対称で、特に溶接されたバルブ本体の構造は、パイプラインからのストレスに耐えることができます；

閉鎖部材は、閉鎖時の高い圧力差に耐えることができる。

完全溶接されたボールバルブは直接地中に埋設することができ、バルブの内部部品は浸漬腐食の影響を受けません。最高寿命は30年に達し、石油や天然ガスのパイプラインに最も理想的なバルブです。

デメリット

ボールバルブの主なシールリング材料はポリテトラフルオロエチレンであるため、ほとんどの化学薬品に対して不活性であり、低摩擦係数、安定した性能、老朽化しにくい、広い温度範囲、優れたシール性能などの総合的な特性を持っています。

しかし、ポリテトラフルオロエチレンの物理的特性（高い膨張係数、低流量に対する敏感さ、熱伝導率の低さなど）により、これらの特性を踏まえたシート・シーリングの設計が必要となる。

そのため、シール材が硬くなると、シールの信頼性が損なわれる。

また、ポリテトラフルオロエチレンの耐熱温度は比較的低く、180℃以下でしか使用できない。この温度を超えるとシール材が老化してしまう。長期間の使用を考えると、一般的には120℃以下の温度でしか使用できない。

調節性能は、特に空気弁（または電動弁）の場合、グローブ弁よりも相対的に悪い。

シャットオフバルブ

シャットオフバルブ：閉鎖エレメント（弁体）を弁座の中心線に沿って移動させることで閉じるバルブを指す。

弁体の運動形態によれば、弁座開度の変化は弁体のストロークに比例する。

このタイプの弁ステムの開閉ストロークは比較的短く、非常に信頼性の高い切削機能を持ち、弁座開度の変化は弁体のストロークに比例するため、流量調節に非常に適しています。

したがって、このタイプのバルブは、カットオフバルブ、調整バルブ、絞りバルブとしての使用に非常に適している。

利点がある：

開閉の際、弁体と弁本体のシール面との摩擦力が仕切弁より小さく、耐摩耗性に優れている。

開口部の高さは一般的に弁座溝の1/4程度であり、仕切弁に比べ非常に小さい。

通常、バルブ本体と弁体のシール面は1つだけであるため、製造工程が良く、メンテナンスが容易である。

パッキンは通常アスベストとグラファイトの混合物であるため、耐熱性が高い。グローブ弁は一般に蒸気弁に使用される。

デメリット

弁を通過する媒体の流れ方向が変化するため、グローブ弁の最小流路抵抗は、他の多くのタイプの弁よりも高い。

ストロークが長いため、開弁速度はボールバルブより遅くなります。

プラグバルブ

プラグバルブは、閉鎖部材が回転するシリンダー形状のバルブです。90°回転することで開閉し、弁体上の流路と弁体内の流路を接続・遮断するバルブです。

プラグの形状は円筒形や円錐形がある。その原理はボールバルブに似ており、プラグバルブを基礎として開発され、主に油田開発や石油精製で使用されている。

利点がある：

1. 素早く簡単な操作で、頻繁に使用できる。
2. 流体抵抗が低い。
3. シンプルな構造で、比較的小型・軽量。
4. 密閉性が高い。
5. バルブの取り付け方向に関係なく、媒体の流れ方向を変えることができます。
6. 無振動、低騒音。

デメリット

1. バルブカバーのサイズが大きいため、トルクが大きく、柔軟性に欠ける。
2. ボディの重さと大きさが、その用途を制限している。
3. 実用上、大型バルブの場合、逆プラグ構造を採用しなければならず、シール効果に影響を与えやすい。