Çalışma Şekli:
Oturmalı tip (Glob) vanalar; bir milin ucuna bağlı klapenin, akışkan geçiş deliğinin üstüne oturtulması veya kaldırılması ile, akışkan geçişini kesip, açarak görevlerini yerine getirirler. Klapeler, normalde bir tabak şeklindedir. Kontrol vanalarında, klapelerin uçlarında, geçiş deliğinin içine uzanan, parabolik çıkıntılar bulunur. Glob vanalar klape tipine bağlı olarak, farklı akış karakteristiğine sahip olurlar.
Üstünlükleri:
-Hassas akış kontrolü sağlarlar.
-Klapenin, sit ile sürtünmesiz, oturarak teması ile iyi bir sızdırmazlık sağlanır.
-Yüksek basınç ve sıcaklılara uygun tipleri vardır.
-Gaz akışkanlar için de uygundurlar.
-Çok sık ve çok sayıda açılıp, kapanmaya uygundurlar.
-Sürgülü vanalara göre, mil klapeyi doğrudan sitin üzerine bastırdığı için, bu kuvvet uygulaması, sızdırmazlığı olumlu etkilemektedir. Bu yüzden, özellikle atmosfere açık tehlike yaratabilecek yüksek basınçlı akışın söz konusu olduğu durumlarda, kapama vanası olarak Sürgülü vana yerine, Glob vanalar tercih edilmektedir.
Zayıf Yönleri:
-Yapıları itibarı ile basınç kayıpları fazladır.
-Ölü hacim içermektedirler. Vana içinde kalıntılar birikebilir.
-Akış, sadece vana üstünde belirtilmiş yönde mümkündür. İki yönlü çalışmaya uygun değildir.
-Büyük anma ölçülerinde, açma kapama miline çok büyük kuvvetler etkimektedir. Bu kuvvet, kapamayı zorlaştırmaktadır. Büyük debilerin kontrolü söz konusu olduğunda; akışı iki veya daha fazla küçük hatta ayırmak ve küçük Glob vanalar kullanabilmek, genelde uygulanan bir yöntemdir.
Akışkan Cinsi:
Temiz, nötr veya agresif sıvı, gaz akışkanlar
Akış Yönü:
Belirtilmiştir. Aksi yönde akış doğru değildir.
Kullanım Yerleri:
Sıcak ve Soğuk Su Tesisatları, Buhar Tesisatları, Kızgın Yağ Tesisatları, Petrokimya Tesisleri, Makina İmalatı, Özel Araç İmalatı, vb.
Tahrik Şekli:
El ile, motorlu aktüatörler ile, kısa stroklularda mıknatıslanma ile (Solenoid valfler)
Anma Ölçüleri:
DN 15’ten DN 400’e kadar olabilmektedir.
Anma Basıncı:
PN 300’e kadar çıkılabilmektedir. Ancak, genelde PN 40’a kadar imal edilmektedirler. Vanalarda giriş ve çıkış basınçları arasındaki “Basınç Farkı” standartlarda (DIN 3356) bazı basınç kademe ve Anma ölçülerinde anma basıncının altında verilmektedir. (Örneğin: PN 16, DN 200 Glob Vanada Basınç farkı en fazla 14 bar olabilir, şeklinde verilmektedir) Bu, anılan vananın bir ucu atmosfere açık ise, vananın çalışma basıncı, anma basıncı olan 16 bar değil, ancak 14 bar olabilir, anlamına gelmektedir.
Vana klapesi’nin, kapalı konumda veya tam kapanmak üzere iken, akışkan basıncı karşısında karşı karşıya kaldığı kuvveti hesaplarsak;
Kuvvet (kgf) = Klape etkin alanı (cm2) x Basınç (bar) olmak üzere,
DN 200 bir vana için hesapladığımızda, Basınç= P= 14 bar ise (Geçiş delik çapı = D ≈ 200 mm = 20 cm);
Klapeye karşı, akışkanın basıncı ile uyguladığı kuvvet = F = [(3,14 x 202) / 4] x 14 = 4 .396 kgf olarak çıkmaktadır., Vanayı kapatmak istediğimizde operatör veya aktüatör tarafından, mil üzerinden, akışkana karşı bu kuvvetin uygulanması gerekmektedir. Akışkan basıncı arttığında bu kuvvet ciddi problemler yaratabilmektedir. Bu kuvvetin makul düzeylere indirilebilmesi için çeşitli yöntemlerle, klapenin arka yüzeyine de akışkan basıncını aktararak basınç dengeleme yoluna gidilmektedir. Basınç denge körüklü, pilot klapeli vana uygulamaları söz konusudur. Bunun uygulanamadığı durumlarda, daha küçük vanalar kullanılarak, kısa devre hatları ile dengeleme yapılabilmektedir. Bu tür uygulamalara genellikle Anma Ölçüsü DN 65 ve üzerindeki vanalarda gidilmektedir. Kuvvetin basıncın karesi ile arttığını bildiğimize göre, küçük çaplarda kuvvetler kayda değer boyutlara ulaşmamaktadır.
DN 50 vanada, 16 bar basınç için; F = [(3,14 x 52) / 4] x 16 = 314 kgf olmaktadır ve operatör tarafından vidalı bir mil sistemi ile karşılanabilecek boyutlarda kalmaktadır.
Çalışma Sıcaklık Aralığı:
-2000C’den +4000C’ye kadar genişleyebilmektedir. Ancak, genelde –500C ve +2500C aralığı için imal edilmektedirler.
Gövde Malzemesi:
Bakır alaşımları (Pirinç, Bronz), Pik, sfero, çelik ve paslanmaz çelik Döküm ile Çelik ve Paslanmaz Çelik, PVC, PP
Tesisata Bağlantı Şekli:
Vidalı, Flanşlı, Kaynak Ağızlı
İlgili bazı mamul standartları:
DIN 3356, TS 15, ANSI B16.34, BS 1873, BS 5352, BS 5152, BS 5154, BS 5160
Glob Vana Tipleri:
a)Mil ve volana göre:
-Mil vidası dışta ve yükselen volanlı
-Mil vidası dışta ve yükselmeyen volanlı
-Mil vidası içte ve yükselen volanlı
-Mil vidası içte ve yükselmeyen volanlı
•Dönen milli
•Dönmeyen milli
Anılan tiplerin;
Avantajları:
Mil vidası dışta olanlarda; vidanın akışkan ile temasta olmaması, bakım kolaylığı agresif ve aşındırıcı özelliği olan akışkanlar için kullanım kolaylığı,
Yükselen milli ve volanlılarda; gözle strok kontrol imkanı,
Dönmeyen millilerde; uzun salmastra ömrü.
Yükselmeyen volanlılarda; aktüatör uygulama kolaylığı.
Dezavantajları:
Yükselen volanlılarda; volan için daha fazla yer ihtiyacı doğması,
Mil vidası dışta, yükselmeyen volanlı ve dönmeyen milli tip avantajların hepsine sahip olmasına rağmen, imalat maliyetleri yüksektir.
Ayrıca; volan, köprülü bir kapak sistemi ile vana gövdesinden uzaklaştırılmamış ise, sıcak akışkan ile çalışma durumunda, operatörün volanın aşırı ısınması sebebi ile vanayı açıp, kapaması zorlaşmaktadır.
b)Gövde şekline göre:
-Düz Geçişli: Genelde yüksek basınç kayıpları söz konusudur. Her ne kadar adı düz geçişli olsa da, bu sadece tesisata bağlantı için geçerlidir. Vana içinde akışkan bir "S" çizerek yol alır.
-Köşe: Tesisat köşe noktaları için avantaj sağlarlar.
-Y- tip: Basınç kayıpları yaklaşık yarı yarıya azaltılmıştır. KV değeri artmıştır. Vana içinde akışkan kalıntısı kalma riski daha azdır. Ancak, strok daha uzundur.
c) Salmastraya göre:
-Elastomer örgü veya paket salmastralı: Klasik salmastra tipidir. İşletme sırasında, devamlı takibi ve kaçak söz konusu olduğunda, sıkıştırılarak, sızdırmazlığı sağlamaya devam etmesi gerekmektedir. Asbest kanserojen olduğu için günümüzde asbestsiz malzemeden yapılmış örgü salmastralar kullanılmaktadır. Bunların içinde en yaygın kullanılanları, saf grafit malzemeden yapılmaktadır.
-Kendi kendine sızdırmazlık sağlayan O-Ring salmastralı: Sıcaklık ve basınç kademeleri için uygun seçilmiş elastomer malzemeden yapılmış O-Ringli salmastra grupları, salmastra yuvası ve mil yüzeylerinin uygun şekilde temiz ve pürüzsüz imali ile uzun ömürlü olarak, bakım onarım takibi ve yeniden sıkıştırılma gerektirmeden görev yaparlar. Ancak, elastomer malzemenin genelde 150 0C’nin üstünde sıcaklıklara dayanamaması, bunların kullanım sahasını sıcaklık kısıtı ile sınırlamaktadır.
-Metal Körük salmastralı: Millerin çevresinden, çevreye sızdırmazlığın önem taşıdığı tesisatlarda, Elastomer salmastraların zaman içinde kurumaları ve tekrar sıkıştırılmaları gerektiğinden, çevreye “0” sızdırmazlık için metal körük salmastralar kullanılır. Bu tür salmastralar, metal körüğün mekanik ömrü boyunca, salmastra sızdırmazlığını, takibe gerek kalmaksızın, güvenle sağlarlar. Bakım masraflarını azaltırlar. Bu salmastra tipi ile “Basınç dengeli” vanalar imal etmek mümkündür.
d)Kontrol vanası olarak kullanılan tiplerde “Ayar Karakteristikleri”ne göre:
-Doğrusal (lineer) karakteristikli: Strokta her birim artış, debide eşit artış sağlamaktadır.
-Hızlı açma karakteristikli: Bu karakteristik, vana açmaya başladığında maksimum debiye hemen çıkılması gereken durumlar için uygundur.
-Eş orantı karakteristikli: Bu üç karakteristik tipi içinde, kontrol vanalarında en fazla kullanılanıdır. Bu tipte, vananın her birim strok hareketinde debi değişimi, hareket öncesi elde edilmiş debi ile doğrudan orantılıdır. Bu vanalarda açma başlangıcında, strok küçükken debi değişimi az, vana tam açık pozisyona yaklaştığında, strok tamamlanırken debi değişimi oranı yüksek olmaktadır. Bu karakteristik, kontrolün daha zor olduğu az strok, küçük debiler bölgesinde yarım açık pozisyona kadar, iyi ve hassas bir ayar imkanı sağlamaktadır.
Uygulama Örnekleri:
Sızdırmanın tehlike yaratabileceği durumlarda, Glob vana kullanmamız gerekiyor ise; iki vanayı biri birinin peşi sıra seri olarak takabiliriz. Girişte bir kaçak söz konusu olursa, yedek bir vana sistemde hazır bulunmuş olur. Bu sistem ile basınç düşümünü de iki vanaya dağıtmış, toplam gürültü seviyesini düşürmüş oluruz.
İşletmede dikkat edilecek hususlar:
Sızdırmazlık, klape ve sit yüzeylerinin biri birinin üzerine oturmaları ile sağlandığı için, akışkanın temiz olmaması durumunda, iki yüzeyin arasına katı partiküllerin girmesi ile, öncelikle sızdırmazlık sağlanamayacak ve yüzeylerde bozulmalar olacak, kaçak başlayacaktır. Akışkanın temiz olması, filtreleme her vanada olduğu gibi, bu vanalarda da çok önemlidir.
Kullanılan akışkanın sıcaklık düştüğünde donma veya katılaşması söz konusu olabilecek ise, gövdenin serpantin, ceket gibi bir düzenle ısıtılması gerekir.
Genel enerji tasarrufu açısından da; vanaların ortama ısı kaybına yol açacak geniş yüzeyleri olduğu unutulmamalı ve ortam sıcaklığından farklı akışkanın geçtiği vanalar muhakkak izole edilmelidir.
Bu tür vanalar yapıları gereği yarı açık pozisyonda bir problem doğurmadan kalabilir. Ancak, kapanmaya çok yakın, yani vananın çok kısık tutulduğu pozisyonlarda uzun süre tutulması doğru değildir. Vananın anma ölçüsünün olması gerekenden büyük seçilmiş olduğu bu durumlarda, Klape ile sit arasında bırakılmış küçük aralıkta akışkan hızı ciddi şekilde artar. Akışkanın hızlı geçişi sit ve klape yüzeyinde kılcal olarak başlayan izler bırakır. Bu izler zamanla büyür ve vana kaçırmaya başlar. Bu hızlı akış aynı zamanda yüksek gürültü anlamına gelmektedir. Ayar için kullanılacak vanalarda, tasarım debisine uygun “Debi faktörü” olan vanalar seçilmelidir. Kapasitesi büyük vana seçimi, ayar kabiliyetini azaltır. Bazı durumlarda, boru anma çapından bir veya iki kademe düşük anma çaplı vanalar kullanılabilmektedir.
Bakım, onarım:
Bu tür vanalarda en çok karşılaşılan sorunlar, yine; sızdırmazlık yüzeylerinin aşınması ve salmastra kaçaklarıdır.
Mil salmastrasından kaçak söz konusu olduğunda, salmastra sıkıştırılarak kaçaklar önlenmelidir. Ancak; vanalar tesisata bağlanmadan önce uzun süre depoda beklemiş veya sıkıştırılabilme sınırının sonuna gelmiş ise, salmastralar elastikiyetlerini kaybederek, kaçırmayı önleyemez hale gelebilirler. Bu durumda onarım mümkün değildir ve salmastra yenilenmelidir.
Salmastra kaçaklarının tamamen önlenmesi için geliştirilmiş metal körük salmastralı vanalarda, bakım onarımcının salmastrayı sıkmak için takibi gerekmez. Bu vanalarda, metal körük mekanik ömrünü (5.000, 10.000, vb. tam açma gibi imalatçının verdiği ömür değerlerine göre) tamamlar ve delinir ise, bunun, yeni mil- salmastra grubu ile değiştirilmesi gerekir.
Sızdırmazlık yüzeylerinin zarar görmüş olması sonucu onarım işi gerektiğinde, yüzeylerin taşlanması, alıştırılması gibi işlemler zorunlu olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu yüzden bu tür onarım işinin imalatçı firmada yaptırılması daha doğru olacaktır.
Kavitasyon, erozyon gibi problemler sonucu gövdede aşınma, delinme söz konusu olduğunda, teknik alt yapı mevcut ise, gerekli önlemler alınarak ve teknolojik gerekler yerine getirilerek, özellikle çelik vanalarda kaynak dolgusu ile onarım yapılabilir.