Beth yw falf bêl purdeb uchel? Mae'r Falf Bêl Purdeb Uchel yn ddyfais rheoli llif sy'n bodloni safonau'r diwydiant ar gyfer purdeb deunydd a dyluniad. Defnyddir falfiau yn y broses purdeb uchel mewn dau brif faes cymhwysiad:
Defnyddir y rhain mewn “systemau cymorth” fel prosesu stêm glanhau ar gyfer glanhau a rheoli tymheredd. Yn y diwydiant fferyllol, ni ddefnyddir falfiau pêl byth mewn cymwysiadau neu brosesau a allai ddod i gysylltiad uniongyrchol â'r cynnyrch terfynol.
Beth yw safon y diwydiant ar gyfer falfiau purdeb uchel? Mae'r diwydiant fferyllol yn deillio meini prawf dethol falfiau o ddwy ffynhonnell:
Mae ASME/BPE-1997 yn ddogfen normadol sy'n esblygu sy'n ymdrin â dylunio a defnyddio offer yn y diwydiant fferyllol. Bwriedir y safon hon ar gyfer dylunio, deunyddiau, adeiladu, archwilio a phrofi llestri, pibellau ac ategolion cysylltiedig fel pympiau, falfiau a ffitiadau a ddefnyddir yn y diwydiant biofferyllol. Yn ei hanfod, mae'r ddogfen yn nodi, “…pob cydran sy'n dod i gysylltiad â chynnyrch, deunydd crai neu gynnyrch canolradd yn ystod gweithgynhyrchu, datblygu prosesau neu ehangu…ac sy'n rhan hanfodol o weithgynhyrchu cynnyrch, fel dŵr ar gyfer chwistrellu (WFI), stêm lân, uwch-hidlo, storio cynnyrch canolradd a chanrifwyr.”
Heddiw, mae'r diwydiant yn dibynnu ar ASME/BPE-1997 i bennu dyluniadau falfiau pêl ar gyfer cymwysiadau nad ydynt yn dod i gysylltiad â chynhyrchion. Y meysydd allweddol a gwmpesir gan y fanyleb yw:
Mae falfiau a ddefnyddir yn gyffredin mewn systemau prosesau biofferyllol yn cynnwys falfiau pêl, falfiau diaffram, a falfiau gwirio. Bydd y ddogfen beirianneg hon yn gyfyngedig i drafodaeth am falfiau pêl.
Mae dilysu yn broses reoleiddio a gynlluniwyd i sicrhau atgynhyrchadwyedd cynnyrch neu fformiwleiddiad wedi'i brosesu. Mae'r rhaglen yn nodi mesur a monitro cydrannau proses fecanyddol, amser fformiwleiddio, tymheredd, pwysau ac amodau eraill. Unwaith y profir bod system a chynhyrchion y system honno yn ailadroddadwy, ystyrir bod yr holl gydrannau ac amodau wedi'u dilysu. Ni ellir gwneud unrhyw newidiadau i'r "pecyn" terfynol (systemau a gweithdrefnau proses) heb ail-ddilysu.
Mae yna hefyd faterion sy'n gysylltiedig â gwirio deunyddiau. Mae MTR (Adroddiad Prawf Deunydd) yn ddatganiad gan wneuthurwr castio sy'n dogfennu cyfansoddiad y castio ac yn gwirio ei fod wedi dod o rediad penodol yn y broses gastio. Mae'r lefel hon o olrhain yn ddymunol ym mhob gosodiad cydrannau plymio hanfodol ar draws llawer o ddiwydiannau. Rhaid i bob falf a gyflenwir ar gyfer cymwysiadau fferyllol gael MTR ynghlwm.
Mae gweithgynhyrchwyr deunyddiau seddi yn darparu adroddiadau cyfansoddiad i sicrhau bod seddi'n cydymffurfio â chanllawiau'r FDA. (FDA/USP Dosbarth VI) Mae deunyddiau seddi derbyniol yn cynnwys PTFE, RTFE, Kel-F a TFM.
Mae Purdeb Ultra Uchel (UHP) yn derm a fwriadwyd i bwysleisio'r angen am burdeb eithriadol o uchel. Mae hwn yn derm a ddefnyddir yn helaeth yn y farchnad lled-ddargludyddion lle mae angen y nifer lleiaf posibl o ronynnau yn y llif llif. Mae falfiau, pibellau, hidlwyr, a llawer o ddeunyddiau a ddefnyddir yn eu hadeiladu fel arfer yn bodloni'r lefel UHP hon pan gânt eu paratoi, eu pecynnu, a'u trin o dan amodau penodol.
Mae'r diwydiant lled-ddargludyddion yn deillio manylebau dylunio falfiau o gasgliad o wybodaeth a reolir gan y grŵp SemaSpec. Mae cynhyrchu wafers microsglodion yn gofyn am lynu'n llym iawn wrth safonau i ddileu neu leihau halogiad o ronynnau, nwyon allanol a lleithder.
Mae safon SemaSpec yn manylu ar ffynhonnell cynhyrchu gronynnau, maint gronynnau, ffynhonnell nwy (trwy gydosod falf meddal), profi gollyngiadau heliwm, a lleithder y tu mewn a'r tu allan i ffin y falf.
Mae falfiau pêl wedi'u profi'n dda yn y cymwysiadau anoddaf. Mae rhai o fanteision allweddol y dyluniad hwn yn cynnwys:
Sgleinio Mecanyddol – Mae gan arwynebau, weldiadau ac arwynebau wedi'u sgleinio nodweddion arwyneb gwahanol wrth edrych arnynt o dan chwyddwydr. Mae sgleinio mecanyddol yn lleihau pob crib, twll ac amrywiad arwyneb i garwedd unffurf.
Gwneir sgleinio mecanyddol ar offer cylchdroi gan ddefnyddio sgraffinyddion alwmina. Gellir cyflawni sgleinio mecanyddol gan ddefnyddio offer llaw ar gyfer arwynebau mawr, fel adweithyddion a llestri yn eu lle, neu gan gilyddion awtomatig ar gyfer pibellau neu rannau tiwbaidd. Cymhwysir cyfres o sgleiniau graean mewn dilyniannau mân olynol nes cyflawni'r gorffeniad neu'r garwedd arwyneb a ddymunir.
Electrosgleinio yw tynnu afreoleidd-dra microsgopig o arwynebau metel trwy ddulliau electrocemegol. Mae'n arwain at wastadrwydd neu esmwythder cyffredinol yr wyneb sydd, pan edrychir arno o dan chwyddwydr, yn ymddangos bron yn ddi-nodwedd.
Mae dur di-staen yn naturiol yn gallu gwrthsefyll cyrydiad oherwydd ei gynnwys cromiwm uchel (fel arfer 16% neu fwy mewn dur di-staen). Mae electro-sgleinio yn gwella'r gwrthiant naturiol hwn oherwydd bod y broses yn hydoddi mwy o haearn (Fe) na chromiwm (Cr). Mae hyn yn gadael lefelau uwch o gromiwm ar wyneb y dur di-staen. (goddefoli)
Canlyniad unrhyw weithdrefn sgleinio yw creu arwyneb "llyfn" a ddiffinnir fel garwedd cyfartalog (Ra). Yn ôl ASME/BPE; "Rhaid mynegi pob sglein mewn Ra, microfodfeddi (m-in), neu ficrometrau (mm)."
Yn gyffredinol, mesurir llyfnder arwyneb gyda phroffilomedr, offeryn awtomatig gyda braich cilyddol arddull stylus. Caiff y stylus ei basio trwy'r wyneb metel i fesur uchderau brig a dyfnderoedd dyffrynnoedd. Yna mynegir yr uchderau brig cyfartalog a dyfnderoedd dyffrynnoedd fel cyfartaleddau garwedd, a fynegir mewn miliynfedau o fodfedd neu ficrofodfeddi, a elwir yn gyffredin yn Ra.
Dangosir y berthynas rhwng yr arwyneb wedi'i sgleinio a'i sgleinio, nifer y gronynnau sgraffiniol a garwedd yr arwyneb (cyn ac ar ôl electrosgleinio) yn y tabl isod. (Am ddeilliad ASME/BPE, gweler Tabl SF-6 yn y ddogfen hon)
Mae micrometrau yn safon Ewropeaidd gyffredin, ac mae'r system fetrig yn cyfateb i ficrofodfeddi. Mae un microfodfedd yn hafal i tua 40 micromedr. Enghraifft: Mae gorffeniad a bennir fel 0.4 micron Ra yn hafal i 16 microfodfedd Ra.
Oherwydd hyblygrwydd cynhenid ​​dyluniad falf pêl, mae ar gael yn rhwydd mewn amrywiaeth o ddeunyddiau sedd, sêl a chorff. Felly, cynhyrchir falfiau pêl i drin y hylifau canlynol:
Mae'r diwydiant biofferyllol yn well ganddo osod "systemau wedi'u selio" pryd bynnag y bo modd. Mae cysylltiadau Diamedr Allanol Tiwb Estynedig (ETO) wedi'u weldio mewn-lein i ddileu halogiad y tu allan i ffin y falf/pibell ac ychwanegu anystwythder at y system bibellau. Mae pennau Tri-Clamp (cysylltiad clamp hylan) yn ychwanegu hyblygrwydd at y system a gellir eu gosod heb sodro. Gan ddefnyddio awgrymiadau Tri-Clamp, gellir dadosod a hailgyflunio systemau pibellau yn haws.
Mae ffitiadau Cherry-Burrell o dan yr enwau brand “I-Line”, “S-Line” neu “Q-Line” hefyd ar gael ar gyfer systemau purdeb uchel fel y diwydiant bwyd/diod.
Mae pennau Diamedr Allanol y Tiwb Estynedig (ETO) yn caniatáu weldio'r falf mewn-lein i'r system bibellau. Mae pennau ETO wedi'u maint i gyd-fynd â diamedr a thrwch wal y system bibell (pibell). Mae hyd estynedig y tiwb yn darparu ar gyfer pennau weldio orbitol ac yn darparu digon o hyd i atal difrod i sêl corff y falf oherwydd gwres weldio.
Defnyddir falfiau pêl yn helaeth mewn cymwysiadau proses oherwydd eu hyblygrwydd cynhenid. Mae gan falfiau diaffram wasanaeth tymheredd a phwysau cyfyngedig ac nid ydynt yn bodloni'r holl safonau ar gyfer falfiau diwydiannol. Gellir defnyddio falfiau pêl ar gyfer:
Yn ogystal, mae adran ganol y falf bêl yn symudadwy i ganiatáu mynediad at y glein weldio mewnol, y gellir ei glanhau a/neu ei sgleinio wedyn.
Mae draenio yn bwysig i gadw systemau biobrosesu mewn amodau glân a di-haint. Mae'r hylif sy'n weddill ar ôl draenio yn dod yn safle gwladychu ar gyfer bacteria neu ficro-organebau eraill, gan greu baich bio annerbyniol ar y system. Gall safleoedd lle mae hylif yn cronni hefyd ddod yn safleoedd cychwyn cyrydiad, gan ychwanegu halogiad ychwanegol at y system. Mae rhan ddylunio safon ASME/BPE yn ei gwneud yn ofynnol i ddylunio leihau oedi, neu faint o hylif sy'n weddill yn y system ar ôl i'r draenio gael ei gwblhau.
Diffinnir gofod marw mewn system bibellau fel rhigol, tee, neu estyniad o rediad y brif bibell sy'n fwy na diamedr y bibell (L) a ddiffinnir yn ID y brif bibell (D). Mae gofod marw yn annymunol oherwydd ei fod yn darparu ardal ddal nad yw efallai'n hygyrch trwy weithdrefnau glanhau neu ddiheintio, gan arwain at halogiad cynnyrch. Ar gyfer systemau pibellau biobrosesu, gellir cyflawni cymhareb L/D o 2:1 gyda'r rhan fwyaf o gyfluniadau falf a phibellau.
Mae dampwyr tân wedi'u cynllunio i atal lledaeniad hylifau fflamadwy os bydd tân yn y llinell brosesu. Mae'r dyluniad yn defnyddio sedd gefn fetel ac offeryn gwrth-statig i atal tanio. Yn gyffredinol, mae'r diwydiannau biofferyllol a cholur yn well ganddynt dampwyr tân mewn systemau dosbarthu alcohol.
Mae deunyddiau sedd falf bêl Dosbarth VI a gymeradwywyd gan FDA-USP23 yn cynnwys: PTFE, RTFE, Kel-F, PEEK a TFM.
Mae TFM yn PTFE wedi'i addasu'n gemegol sy'n pontio'r bwlch rhwng PTFE traddodiadol a PFA y gellir ei brosesu â thoddi. Mae TFM wedi'i ddosbarthu fel PTFE yn ôl ASTM D 4894 ac ISO Draft WDT 539-1.5. O'i gymharu â PTFE traddodiadol, mae gan TFM y priodweddau gwell canlynol:
Mae seddi wedi'u llenwi â cheudodau wedi'u cynllunio i atal deunyddiau rhag cronni a allai, pan gânt eu dal rhwng y bêl a cheudod y corff, galedu neu rwystro gweithrediad llyfn aelod cau'r falf fel arall. Ni ddylai falfiau pêl purdeb uchel a ddefnyddir mewn gwasanaeth stêm ddefnyddio'r trefniant sedd dewisol hwn, gan y gall stêm ddod o hyd i'w ffordd o dan wyneb y sedd a dod yn ardal ar gyfer twf bacteria. Oherwydd yr ardal eistedd fwy hon, mae'n anodd diheintio seddi llenwi ceudodau yn iawn heb eu datgymalu.
Mae falfiau pêl yn perthyn i'r categori cyffredinol o "falfiau cylchdro". Ar gyfer gweithrediad awtomatig, mae dau fath o weithredyddion ar gael: niwmatig a thrydanol. Mae gweithredyddion niwmatig yn defnyddio piston neu ddiaffram sy'n gysylltiedig â mecanwaith cylchdroi fel trefniant rac a phiniwn i ddarparu trorym allbwn cylchdro. Moduron gêr yn y bôn yw gweithredyddion trydan ac maent ar gael mewn amrywiaeth o folteddau ac opsiynau i gyd-fynd â falfiau pêl. Am ragor o wybodaeth am y pwnc hwn, gweler "Sut i Ddewis Actuator Falf Bêl" yn ddiweddarach yn y llawlyfr hwn.
Gellir glanhau a phecynnu Falfiau Pêl Purdeb Uchel yn unol â gofynion BPE neu Semiconductor (SemaSpec).
Perfformir glanhau sylfaenol gan ddefnyddio system lanhau uwchsonig sy'n defnyddio adweithydd alcalïaidd cymeradwy ar gyfer glanhau oer a dadfrasteru, gyda fformiwla heb weddillion.
Mae rhannau sy'n cynnwys pwysau wedi'u marcio â rhif gwres ac maent ynghyd â thystysgrif dadansoddi briodol. Cofnodir Adroddiad Prawf Melin (MTR) ar gyfer pob maint a rhif gwres. Mae'r dogfennau hyn yn cynnwys:
Weithiau mae angen i beirianwyr prosesau ddewis rhwng falfiau niwmatig neu drydanol ar gyfer systemau rheoli prosesau. Mae gan y ddau fath o weithredyddion fanteision ac mae'n werthfawr cael y data ar gael i wneud y dewis gorau.
Y dasg gyntaf wrth ddewis y math o weithredydd (niwmatig neu drydanol) yw pennu'r ffynhonnell bŵer fwyaf effeithlon ar gyfer yr weithredydd. Y prif bwyntiau i'w hystyried yw:
Mae'r gweithredyddion niwmatig mwyaf ymarferol yn defnyddio cyflenwad pwysedd aer o 40 i 120 psi (3 i 8 bar). Fel arfer, maent wedi'u meintioli ar gyfer pwysedd cyflenwi o 60 i 80 psi (4 i 6 bar). Yn aml, mae pwysedd aer uwch yn anodd ei warantu, tra bod pwysedd aer is yn gofyn am pistonau neu ddiafframau diamedr mawr iawn i gynhyrchu'r trorym gofynnol.
Defnyddir gweithredyddion trydan fel arfer gyda phŵer 110 VAC, ond gellir eu defnyddio gydag amrywiaeth o foduron AC a DC, un cam a thri cham.
ystod tymheredd. Gellir defnyddio gweithredyddion niwmatig a thrydanol dros ystod tymheredd eang. Yr ystod tymheredd safonol ar gyfer gweithredyddion niwmatig yw -4 i 1740F (-20 i 800C), ond gellir ei hymestyn i -40 i 2500F (-40 i 1210C) gyda morloi, berynnau a saim dewisol. Os defnyddir ategolion rheoli (switshis terfyn, falfiau solenoid, ac ati), efallai y byddant wedi'u graddio'n dymheredd yn wahanol i'r gweithredydd, a dylid ystyried hyn ym mhob cymhwysiad. Mewn cymwysiadau tymheredd isel, dylid ystyried ansawdd cyflenwad aer mewn perthynas â phwynt gwlith. Pwynt gwlith yw'r tymheredd lle mae anwedd yn digwydd yn yr awyr. Gall anwedd rewi a rhwystro'r llinell gyflenwi aer, gan atal yr gweithredydd rhag gweithredu.
Mae gan weithredyddion trydan ystod tymheredd o -40 i 1500F (-40 i 650C). Pan gaiff ei ddefnyddio yn yr awyr agored, dylid ynysu'r gweithredydd trydan o'r amgylchedd i atal lleithder rhag mynd i mewn i'r gweithfeydd mewnol. Os caiff anwedd ei dynnu o'r dwythell bŵer, gall anwedd ffurfio y tu mewn o hyd, a allai fod wedi casglu dŵr glaw cyn ei osod. Hefyd, oherwydd bod y modur yn cynhesu tu mewn i dai'r gweithredydd pan fydd yn rhedeg ac yn ei oeri pan nad yw'n rhedeg, gall amrywiadau tymheredd achosi i'r amgylchedd "anadlu" a chyddwyso. Felly, dylai pob gweithredydd trydan ar gyfer defnydd awyr agored fod â gwresogydd.
Weithiau mae'n anodd cyfiawnhau defnyddio gweithredyddion trydan mewn amgylcheddau peryglus, ond os na all gweithredyddion aer cywasgedig neu niwmatig ddarparu'r nodweddion gweithredu gofynnol, gellir defnyddio gweithredyddion trydan gyda thai wedi'u dosbarthu'n briodol.
Mae Cymdeithas Genedlaethol y Gwneuthurwyr Trydan (NEMA) wedi sefydlu canllawiau ar gyfer adeiladu a gosod gweithredyddion trydan (ac offer trydanol arall) i'w defnyddio mewn ardaloedd peryglus. Dyma ganllawiau NEMA VII:
VII Lleoliad Peryglus Dosbarth I (Nwy neu Anwedd Ffrwydrol) Yn bodloni'r Cod Trydanol Cenedlaethol ar gyfer cymwysiadau; yn bodloni manylebau Underwriters' Laboratories, Inc. i'w ddefnyddio gyda gasoline, hecsan, nafftha, bensen, biwtan, propan, aseton, Atmosfferau o bensen, anweddau toddyddion lacr a nwy naturiol.
Mae gan bron pob gweithgynhyrchydd gweithredyddion trydan yr opsiwn o fersiwn sy'n cydymffurfio â NEMA VII o'u llinell gynnyrch safonol.
Ar y llaw arall, mae gweithredyddion niwmatig yn eu hanfod yn ddiogel rhag ffrwydradau. Pan ddefnyddir rheolyddion trydanol gydag gweithredyddion niwmatig mewn ardaloedd peryglus, maent yn aml yn fwy cost-effeithiol na gweithredyddion trydan. Gellir gosod y falf beilot a weithredir gan solenoid mewn ardal nad yw'n beryglus a'i phibellu i'r gweithredydd. Gellir gosod switshis terfyn - ar gyfer dangos safle - mewn caeau NEMA VII. Mae diogelwch cynhenid ​​gweithredyddion niwmatig mewn ardaloedd peryglus yn eu gwneud yn ddewis ymarferol yn y cymwysiadau hyn.
Dychweliadau gwanwyn. Ategolyn diogelwch arall a ddefnyddir yn helaeth mewn gweithredyddion falf yn y diwydiant prosesu yw'r opsiwn dychwelyd gwanwyn (diogel rhag methiant). Os bydd methiant pŵer neu signal, mae'r gweithredydd dychwelyd gwanwyn yn gyrru'r falf i safle diogel penodedig ymlaen llaw. Mae hwn yn opsiwn ymarferol a rhad ar gyfer gweithredyddion niwmatig, ac yn rheswm mawr pam mae gweithredyddion niwmatig yn cael eu defnyddio'n helaeth ledled y diwydiant.
Os na ellir defnyddio sbring oherwydd maint neu bwysau'r gweithredydd, neu os yw uned ddwbl-weithredol wedi'i gosod, gellir gosod tanc cronni i storio pwysau aer.