การเลือกใช้วาล์วแต่ละประเภท
โกล์บวาล์ว (Globe Valve)
เป็นวาล์วปิดลงมีลักษณะการทำงานคือ ลิ้นวาล์วจะเคลื่อนที่ขึ้นลงเข้าหาบ่าวาล์ว โดยการเคลื่อนที่ของลิ้นหรือระยะห่างจากบ่าวาล์วเปลี่ยนแปลงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการเปิดปิด จึ่งทำให้วาล์วประเภทนี้เหมาะกับการทำหน้าที่ควบคุมอัตราการไหล นอกจากนี้การเปิดปิดลิ้นวาล์วยังปราศจากแรงเสียดทานทำให้ความสามารถในการกั้นรั่วมีประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตามการปิดตัวของวาล์วประเภทนี้อาจทำให้เกิดเศษตกค้างที่บ่าวาล์วได้ สำหรับการใช้งานในลักษณะเปิดปิดไม่นิยมเนื่องจากทิศทางการไหลของของไหลมีลักษณะวกวนทำให้เกิดแรงต้านทานการไหลมาก
รูปแบบตัวเรือนวาล์วจะมี 3 ลักษณะใหญ่ ๆ ได้แก่ แบบมาตรฐาน แบบแองเกิล และ แบบเอียง โดยตัววาล์วรูปแบบมาตรฐานเป็นรูปแบบอย่างง่ายแต่ให้เส้นทางการไหลที่คดเคี้ยวจึงทำให้เกิดแรงต้านทานการไหลมากที่สุด ถ้าวาล์วอยู่ใกล้กับท่อโค้งอาจเลือกใช้แบบแองเกิลก็ได้เนื่องจากสามารถประหยัดข้องอและตัวเรือนยังมีแรงต้านทานการไหลที่น้อยน้อยกว่าแบบมาตรฐานด้วย ส่วนตัวเรือนแบบเอียงถูกออกแบบเพื่อลดแรงต้านทานการไหลให้เหลือน้อยที่สุด
การออกแบบลิ้นวาล์วมีทั้งแบบโลหะและแบบลิ้นอ่อน โดยแบบโลหะมีความทนต่อแรงเสียดสีจึงเหมาะสำหรับใช้ในการควบคุมอัตราการไหล ส่วนแบบลิ้นอ่อนเหมาะสำหรับการเปิดปิดเนื่องจากสามารถกั่นรั่วได้ดีกว่าแบบโลหะ โดยการออกแบบลักษณะของลิ้นวาล์วจะมีหลายแบบขึ้นอยู่กับการใช้งาน ในบางงานอาจต้องใช้ลิ้นวาล์วแบบผสมระหว่างโลหะและแบบอ่อนซึ่งทำให้สามารถควบคุมอัตราการไหลและการทำงานแบบเปิดปิดได้ด้วย สำหรับลิ้นวาล์วสำหรับควบคุมอัตราการไหลนั้นสามารถแบ่งได้เป็น 3 แบบดังแสดงในกราฟด้านล่าง
สำหรับการควบคุมการไหลที่เหมาะสมมากที่สุดได้แก่แบบ EQP เนื่องจากในช่วงเริ่มเดินระบบต้องการโหลดมากวาล์วจะยกตัวสูงประมาณ 80~90 % ส่วนในช่วงควบคุมใช้โหลดเพียงเล็กน้อยวาล์วจะยกตัวสูงประมาณ 0~30 % ซึ่งแบบ EQP สามารถให้ความระเอียดในการปรับอัตราการไหลช่วงควบคุมได้มากกว่าแบบอื่น ๆ สำหรับตัวอย่างลิ้นวาล์วสามารถดูได้จากภาพด้านล่าง
การออกแบบก้านวาล์วแบ่งออกเป็น 3 ประเภทได้แก่ ก้านวาล์วแบบเคลื่อนที่ขึ้นลง ก้านวาล์วแบบเกลียวใน และ ก้านวาล์วแบบเกลียวนอก โดยก้านวาล์วใช้ทำหน้าที่ดึงลิ้นวาล์วขึ้นลง สำหรับของเหลวที่มีลักษณะการหล่อลื่นที่ดีจะใช้ก้านวาล์วแบบเกลียวในเนื่องจากราคาถูกกว่าแต่มีข้อเสียที่ไม่สามารถตรวจเช็คบำรุงรักษาได้ ส่วนโครงสร้างแบบเกลียวนอกจะใช้กับงานที่มีความสำคัญมากกว่า สำหรับก้านวาล์วแบบเคลื่อนที่ขึ้นลงจะใช้กับระบบที่มีการควบคุมแบบอัตโนมัติ
สำหรับทิศทางการไหลของวาล์วมีด้วยกัน 2 แบบได้แก่การไหลจากด้านล่างของลิ้นวาล์ว และมาจากด้านบนของลิ้นวาล์ว สำหรับการไหลจากด้านล่างของลิ้นวาล์วมีข้อดีที่ส่วนอัดปะเก็นของวาล์วสามารถระบายความดันออกได้ทำให้ไม่เกิดการรั่วบริเวณก้านวาล์วแต่สำหรับของไหลที่มีความร้อนสูงอาจไม่เหมาะเนื่องจากเมื่อวาล์วปิดตัวแล้วก้านวาล์วจะมีความร้อนลดลงทำให้เกิดการหดตัวของก้านวาล์วเกิดการรั่วที่หน้าวาล์วได้ ส่วนกรณีที่ทิศทางการไหลมาจากด้านบนของวาล์วมีข้อดีที่แรงดันของของไหลจะช่วยให้หน้าที่เสริมแรงดันที่ลิ้นวาล์วทำให้วาล์วปิดสนิทมากยิ่งขึ้น
วาล์วลูกสูบ(Piston Valve)
เป็นวาล์วที่ชิ้นส่วนปิดหรือลิ้นวาล์วมีรูปร่างเป็นลูกสูบยื่นเข้าไปหรือดึงออกจากช่องบ่าวาล์ว การกั้นรั่วบ่าวาล์วทำได้ระหว่างผิวด้านข้างของลูกสูบและช่องบ่าวาล์ว โดยเมื่อวาล์วกำลังเปิดการไหลยังไม่สามารถเริ่มต้นได้จนกว่าลูกสูบจะถูกดึงออกจากช่องบ่าวาล์วอย่างสมบูรณ์ดังนั้นการกัดเซาะจะเกิดขึ้นห่างออกมาจากพื้นที่ผิวบ่าวาล์ว และเมื่อวาล์วจะปิดลูกสูบมีแนวโน้มที่จะกวาดเศษของแข็งที่อาจเกาะอยู่บนบ่าวาล์วออกไปด้วย ดังนั้นวาล์วลูกสูบจึงสามารถใช้กับของไหลที่มีเศษของแข็งได้ และเหมือนกับโกล์บวาล์ววาล์วลูกสูบสามารถควบคุมอัตราการไหลได้ดี
เกทวาล์ว (Gate Valve)
เกทวาล์วสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทใหญ่โดยพิจารณาจากลิ้นวาล์วได้เป็น เกทวาล์วลิ้นขนาน และ เกทวาล์วลิ้นลิ่ม โดยเกทวาล์วทั้งสองมีลักษณะกลไกการปิดที่ต่างกันดังนี้
เกทวาล์วลิ้นขนาน (Parallel Gate Valve)เป็นวาล์วที่มีชิ้นส่วนปิดคล้ายประตูผิวหน้าขนานเช่นเกทวาล์วใบมีด โดยชิ้นส่วนนี้อาจประกอบด้วยลิ้นเดี่ยวหรือลิ้นคู่ที่มีกลไกถ่างอยู่ระหว่างลิ้น สำหรับแรงที่กดลิ้นเข้ากับบ่าวาล์วถูกควบคุมด้วยความดันของไหลที่กระทำต่อลิ้นลอยตัว โดยกรณีลิ้นคู่อาจมีกลไกทางกลช่วยถ่างระหว่างลิ้นอีกแรง ข้อดีของเกทวาล์วลิ้นขนานคือสภาพต้านทานการไหลต่ำโดยเฉพาะขณะที่วาล์วเปิดสุด วาล์วประเภทนี้สามารถใช้กับของไหลที่มีเศษของแข็งปะปนได้ ด้านข้อเสียถ้าแรงดันของไหลต่ำอาจไม่เพียงพอต่อการบิดลิ้นวาล์วได้ ในทางตรงข้ามกันถ้าแรงดันมากเกินไปอาจนำไปสูการสึกหรอบริเวณหน้าวาล์วได้ การควบคุมการไหลจะตอบสนองในช่วงระหว่างวาล์วเปิด 50 % ถึงปิดสนิทเท่านั้น นอกจากนั้นเมื่อของไหลมีความเร็วสูงจะเกิดแรงเฉือนที่ลิ้นวาล์วทำให้เกิดการสึกหรอมาก ดังนั้นจึ่งใช้วาล์วประเภทนี้กับการเปิดปิดเท่านั้น
เกทวาล์วลิ้นลิ่ม (Wedge Gate Valve) เป็นวาล์วที่มีชิ้นส่วนปิดรูปลิ่มเพื่อทำให้เกิดแรงปิดวาล์วที่สูงขึ้น ทำให้สามารถใช้กับระบบที่มีแรงดันของไหลต่ำได้ด้วย อย่างไรก็ตามข้อเสียของวาล์วลิ้นลิ่มคือการขยายตัวของก้านวาล์วเมื่ออยู่กับระบบที่มีความร้อนส่งผลให้ชิ้นส่วนปิดวาล์วรับแรงมากเกินไป นอกจากนี้ลักษณะลิ้นวาล์วมีแนวโน้มดักเศษของแข็งมากกว่าวาล์วลิ้นขนาน ในทำนองเดียวกันเกทวาล์วชนิดนี้ไม่เหมาะสำหรับใช้ในการปรับอัตราการไหล โดยหลักจะใช้ทำหน้าที่เปิดและปิดเท่านั้น
บอลวาล์ว (Ball Valve)
เป็นวาล์วหมุนที่มีชิ้นส่วนปิดเป็นรูปทรงกลมหมุนได้ 90 องศาเพื่อให้รูตรงกับช่องในตัวเรือนวาล์ว บ่าวาล์วที่เข้ากันได้กับบอลจะมีลักษณะเป็นวงกลมแบบอ่อนเพื่อให้ความเค้นการปิดวาล์วคงที่ตลอดเส้นรอบวง ในแง่ของการกันรั่วบอลวาล์วจึงถือว่าดีที่สุด และเพื่อเป็นการประหยัดบอลวาล์วโดยมากจะมีขนาดช่องทางการไหลเล็กกว่าขนาดท่อ
การควบคุมอัตราการไหลสำหรับบอลวาล์วถือว่าดี อย่างไรก็ตามถ้าวาล์วถูกทิ้งให้เปิดบางส่วนเป็นระยะเวลานานภายใต้สภาวะความดันตกคร่อมที่สูง บ่าวาล์วแบบอ่อนมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูปไหลทะลักรอบขอบของรูบอลทำให้บอลถูกล็อคในตำแหน่งนั้น ดังนั้นการใช้งานบอลวาล์วแบบมือหมุนจึงนิยมใช้เฉพาะเปิดปิดและการปรับการไหลแบบคร่าว ๆ เท่านั้น สำหรับการควบคุมอัตโนมัติบอลจะเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องทำให้ปัญหาบอลถูกล็อคหมดไป
เนื่องจากบอลเคลื่อนที่ด้วยลักษณะการกวาดบนบ่าวาล์ว บอลวาล์วจึงสามารถใช้กับของไหลที่มีของแข็งแขวนลอยอยู่ได้ อย่างไรก็ตามของแข็งอาจเสียดสีกับบ่าวาล์วทำให้เกิดความเสียหายได้ สำหรับวัสดุทำบ่าวาล์วที่สำคัญแก่ PTFE ซึ่งมีคุณสมบัติเฉื่อยต่อสารเคมีทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีสัมประสิทธิ์ความเสียดทานต่ำ สามารถใช้กับช่วงอุณหภูมิที่กว้าง คุณสมบัติการกันรั่วเป็นเยี่ยม
การออกแบบการปิดวาล์วมีหลายวิธีแต่วิธีที่ได้รับความนิยมได้แก่ การอาศัยความดันของไหลที่บังคับให้บอลลอยตัวเข้ากับบ่าวาล์วด้านปลายกระแส ดังนั้นความดันใช้งานที่ยอมรับได้จะขึ้นอยู่กับวัสดุทำบ่าวาล์วด้านปลายกระแสเป็นหลัก การอาศัยความเค้นเริ่มต้นที่ถูกติดตั้งระหว่างบ่าวาล์วและบอลที่หนุนด้วยแคร่รองหรือบ่าวาล์วที่มีลักษณะลิ้นลิ่ม
การเชื่อมต่อแบบปรับสมดุลความดัน กรณีที่วาล์วมีลักษณะบอลแบบลอยตัวความดันที่เกิดขึ้นจะสามารถระบายออกทางด้านต้นกระแสได้ แต่สำหรับวาล์วที่มีการกันรั่วทั้งด้านต้นและปลายกระแสเช่นวาล์วที่มีบ่าวาล์วลิ้นลิ่ม ขณะปิดของเหลวภายในอาจเกิดการขยายตัวเนื่องจากได้รับความร้อนทำให้ความดันในโพรงเพิ่มขึ้นจนอาจทำให้ชิ้นส่วนบางชิ้นเกิดความเสียหาย ในการแก้ไขวาล์วจะต้องออกแบบให้สามารถระบายแรงดันดังกล่าวได้ดังเช่นรูปด้านล่างที่ตัวบอลมีการเจาะรูเพื่อระบายความดันที่เกิดขึ้นภายในสู่ด้านต้นกระแส
อุปกรณ์แก้สถิตย์ เนื่องจากบ่าวาล์วและปะเก็นทำด้วยวัสดุจำพวกโพลิเมอร์ อย่างเช่น PTFE ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า กันอยู่ระหว่างบอลและก้านวาล์วออกจากตัวเรือนวาล์ว ภายใต้สภาวะนี้ความเสียดทานจากของไหลที่ผ่านอาจทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตในบอลและก้านวาล์ว ซึ่งอาจทำให้เกิดประกายไฟลุกไหม้ได้ ดังนั้นถ้าของไหลที่ขนถ่ายผ่านวาล์วสามารถติดไฟได้ วาล์วจะต้องมีอุปกรณ์แก้ไฟฟ้าสถิตย์ดังตัวอย่างรูปด้านล่าง เพื่อให้ไฟฟ้าสามารถวิงออกจากบอลและก้านวาล์วเข้าสู่เรือนวาล์วได้
ในงานทีใช้กับของไหลที่สามารถลุกไหม้ได้ การกันรั่วแบบอ่อนอาจไม่เพียงพอถ้ามีการลุกไหม้ทั้งด้านนอกหรือด้านในของตัววาล์วเป็นเวลานาน ๆ ฉะนั้นการออกแบบวาล์วลักษณะใช้งานประเภทนี้จะต้องมีการกันรั่วฉุกเฉินสำหรับบ่าวาล์วและก้านวาล์วที่สามารถใช้งานได้เมื่อการกันรั่วแบบอ่อนล้มเหลว โดยบ่าวาล์วฉุกเฉินอาจทำด้วยโลหะที่สามารถแนบกับบอลเมื่อตัวกันรั่วแบบอ่อนละลายกระจายออกไป สำหรับช่องอัดประเก็นอาจใช้วัสดุแอสเบสตอส หรือ แกรไฟต์บริสุทธ์ ซึ่งมีคุณสมบัติทนความร้อนสูง
วาล์วปีกผีเสื้อหรือบัตเตอร์ฟลายวาล์ว (Butterfly Valve)
เป็นวาล์วหมุนที่ชิ้นส่วนปิดมีรูปร่างเป็นแผ่นกลมสามารถหมุนได้ 90 องศา เพื่อเปิดปิดเส้นทางการไหล วาล์วปีกผีเสื้อให้สภาพต้านทานการไหลน้อยเมื่อเปิดเต็มที่ และสามารถควบคุมอัตราการไหลเมื่อเปิดประมาณ 15 ถึง 70 องศา อย่างไรก็ตามการลดความดันของเหลวที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การเกิดโพรงอากาศได้โดยขึ้นอยู่กับความดันไอของเหลว เนื่องจากการเคลื่อนที่ของลิ้นวาล์วมีลักษณะแบบกวาดวาล์วประเภทนี้จึงสามารถใช้กับของไหลที่มีเศษของแข็งแขวนลอยได้ การติดตั้งถ้าเส้นท่ออยู่ในแนวระนาบก้านวาล์วควรอยู่ในแนวระนาบเพื่อให้ด้านล่างของลิ้นยกตัวออกจากเศษของแข็งในทิศทางการไหลได้
การติดตั้งอย่างถูกต้องจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกันรั่วของวาล์วได้ โดยการติดตั้งจะต้องพิจารณาถึงหน้าแปลนที่ใช้จะต้องสามารถรองรับหน้ายางได้อย่างเต็มที่ดังนั้นจึงควรใช้หน้าแปลนแบบชนิดคอเชื่อม(weld neck type) สำหรับหน้าแปลนแบบสลิปออน (slip on type) เนื่องจากรูหน้าแปลนมีขนาดใหญ่กว่าทำให้ไม่สามารถรองรับหน้ายางได้เต็มที่ทำให้เกิดการผิดรูปของปลอกยางบ่าวาล์วทำให้เกิดการสึกหรอเร็วกว่ากำหนด ในขณะติดตั้งวาล์วหน้าวาล์วต้องอยู่ในตำแหน่งปิดเพื่อป้องกันการกระแทกกับลิ้นวาล์วและเมื่อจะขันสกรูหน้าวาล์วจะต้องเปิดเต็มที่เพื่อให้ยางบ่าวาล์วอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง
พินช์วาล์ว (Pinch Valve)
เป็นวาล์วที่ตัวเรือนสามารถบิดงอได้โดยส่วนใหญ่เป็นวัสดุประเภทยาง ซึ่งการปิดวาล์วอาจใช้กลไก หรือ ใช้แรงดันภายนอก กระทำต่อตัวเรือนวาล์วให้บิดงอเพื่อปิดเส้นทางการไหล ข้อดีของวาล์วประเภทนี้ก็คือเส้นทางการไหลปราศจากรอยต่อและชิ้นส่วนเคลื่อนที่ ดังนั้นพินช์วาล์วจึงสามารถใช้กับของไหลที่มีเศษของแข็งปนอยู่ด้วยหรือใช้กับของไหลที่มีความหนืดได้
ไดอะแฟรมวาล์ว (Diaphragm Valve)
เป็นวาล์ที่มีตัวเรือนด้านบนสามารถบิดงอได้ลักษณะเป็นแผ่นไดอะแฟรม ส่วนด้านล่างเป็นหน้าตัดแข็งอาจมีลักษณะเป็นทำนบคร่อมเส้นทางการไหล เมื่อต้องการปิดวาล์วกลไกจะทำหน้าที่กดไดอะแฟรมลงมาติดกับส่วนบ่าวาล์วด้านล่าง สำหรับข้อดีคลายกับพินช์วาล์วคือไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ต้านทานการไหลทำให้สามารถใช้กับของไหลที่มีเศษของแข็งปะปนหรือใช้กับของไหลที่มีความหนืดได้ ข้อเสียเนื่องจากไดอะแฟรมมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกันขนาดวาล์วทำให้เกิดแรงดันต้านทานการปิดที่สูงทำให้วาล์วลักษณะนี้มีใช้เฉพาะวาล์วขนาดเล็กเท่านั้น
