द्रव हायड्रोजनचे साठवणूक आणि वाहतुकीमध्ये काही विशिष्ट फायदे आहेत. हायड्रोजनच्या तुलनेत, द्रव हायड्रोजनची (LH2) घनता जास्त असते आणि त्याच्या साठवणुकीसाठी कमी दाबाची आवश्यकता असते. तथापि, हायड्रोजनला द्रवरूप होण्यासाठी -253°C तापमानाची आवश्यकता असते, म्हणजेच हे करणे खूप कठीण आहे. अत्यंत कमी तापमान आणि ज्वलनशीलतेच्या धोक्यांमुळे द्रव हायड्रोजन एक धोकादायक माध्यम बनते. याच कारणामुळे, संबंधित उपयोगांसाठी व्हॉल्व्हची रचना करताना कडक सुरक्षा उपाय आणि उच्च विश्वसनीयता या अत्यावश्यक आवश्यकता आहेत.
फडिला खेलफौई, फ्रेडरिक ब्लँक्वेट यांनी
वेलन वाल्व (वेलन)
द्रव हायड्रोजनचे (LH2) उपयोग.
सध्या, द्रव हायड्रोजनचा वापर विविध विशेष प्रसंगी केला जातो आणि करण्याचा प्रयत्न केला जात आहे. एरोस्पेसमध्ये, याचा वापर रॉकेट प्रक्षेपणासाठी इंधन म्हणून केला जाऊ शकतो आणि ट्रान्सोनिक विंड टनेल्समध्ये शॉक वेव्ह्स निर्माण करण्यासाठी देखील याचा उपयोग होतो. 'बिग सायन्स'च्या पाठबळामुळे, द्रव हायड्रोजन सुपरकंडक्टिंग सिस्टीम्स, पार्टिकल ॲक्सिलरेटर्स आणि न्यूक्लियर फ्युजन उपकरणांमध्ये एक प्रमुख घटक बनला आहे. लोकांची शाश्वत विकासाची इच्छा वाढत असल्यामुळे, अलिकडच्या वर्षांत अधिकाधिक ट्रक आणि जहाजांमध्ये द्रव हायड्रोजनचा इंधन म्हणून वापर केला जात आहे. वरील वापराच्या परिस्थितींमध्ये, व्हॉल्व्हचे महत्त्व अगदी स्पष्ट आहे. व्हॉल्व्हचे सुरक्षित आणि विश्वसनीय कार्य हे द्रव हायड्रोजन पुरवठा साखळी परिसंस्थेचा (उत्पादन, वाहतूक, साठवणूक आणि वितरण) एक अविभाज्य भाग आहे. द्रव हायड्रोजनशी संबंधित कार्ये आव्हानात्मक आहेत. -२७२°C पर्यंतच्या उच्च-कार्यक्षम व्हॉल्व्हच्या क्षेत्रात ३० वर्षांहून अधिक व्यावहारिक अनुभव आणि कौशल्यासह, वेलन दीर्घकाळापासून विविध नाविन्यपूर्ण प्रकल्पांमध्ये सहभागी आहे आणि हे स्पष्ट आहे की त्यांनी आपल्या सामर्थ्याने द्रव हायड्रोजन सेवेची तांत्रिक आव्हाने जिंकली आहेत.
डिझाइन टप्प्यातील आव्हाने
व्हॉल्व्ह डिझाइनच्या जोखीम मूल्यांकनामध्ये दाब, तापमान आणि हायड्रोजनची सांद्रता या सर्व प्रमुख घटकांची तपासणी केली जाते. व्हॉल्व्हची कार्यक्षमता सर्वोत्तम करण्यासाठी, डिझाइन आणि सामग्रीची निवड निर्णायक भूमिका बजावते. द्रव हायड्रोजनच्या उपयोगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या व्हॉल्व्हना अतिरिक्त आव्हानांचा सामना करावा लागतो, ज्यामध्ये धातूंवर हायड्रोजनच्या होणाऱ्या प्रतिकूल परिणामांचा समावेश आहे. अत्यंत कमी तापमानात, व्हॉल्व्हच्या सामग्रीला केवळ हायड्रोजनच्या रेणूंच्या हल्ल्याचा सामना करावा लागत नाही (त्याशी संबंधित काही ऱ्हासाच्या यंत्रणांवर शैक्षणिक क्षेत्रात अजूनही चर्चा सुरू आहे), तर त्यांच्या संपूर्ण जीवनचक्रात दीर्घकाळ सामान्य कार्यप्रणाली टिकवून ठेवावी लागते. सध्याच्या तांत्रिक विकासाच्या पातळीनुसार, हायड्रोजनच्या उपयोगांमध्ये अधातू सामग्रीच्या उपयोज्यतेबद्दल उद्योगाला मर्यादित ज्ञान आहे. सीलिंग सामग्री निवडताना, या घटकाचा विचार करणे आवश्यक आहे. प्रभावी सीलिंग हा देखील डिझाइनच्या कार्यक्षमतेचा एक महत्त्वाचा निकष आहे. द्रव हायड्रोजन आणि सभोवतालचे तापमान (खोलीचे तापमान) यामध्ये जवळपास ३००°C चा तापमानातील फरक असतो, ज्यामुळे तापमानाचा प्रवणता निर्माण होतो. व्हॉल्व्हच्या प्रत्येक घटकामध्ये वेगवेगळ्या प्रमाणात औष्णिक प्रसरण आणि आकुंचन होते. या तफावतीमुळे महत्त्वाच्या सीलिंग पृष्ठभागांवरून धोकादायक गळती होऊ शकते. व्हॉल्व्ह स्टेमची सीलिंग घट्टपणा हा देखील डिझाइनचा एक महत्त्वाचा भाग आहे. थंड ते गरम तापमानातील बदलामुळे उष्णतेचा प्रवाह निर्माण होतो. बॉनेट कॅव्हिटी भागातील गरम भाग गोठू शकतात, ज्यामुळे स्टेम सीलिंगच्या कार्यक्षमतेत अडथळा येऊ शकतो आणि व्हॉल्व्हच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, -253°C या अत्यंत कमी तापमानामुळे, व्हॉल्व्ह या तापमानात द्रव हायड्रोजन टिकवून ठेवू शकेल आणि उकळण्यामुळे होणारे नुकसान कमी करू शकेल, हे सुनिश्चित करण्यासाठी सर्वोत्तम इन्सुलेशन तंत्रज्ञानाची आवश्यकता असते. जोपर्यंत द्रव हायड्रोजनला उष्णता मिळत राहते, तोपर्यंत त्याचे बाष्पीभवन होऊन गळती होते. इतकेच नाही, तर इन्सुलेशन तुटण्याच्या ठिकाणी ऑक्सिजनचे संघनन होते. एकदा ऑक्सिजन हायड्रोजन किंवा इतर ज्वलनशील पदार्थांच्या संपर्कात आला की, आगीचा धोका वाढतो. म्हणून, व्हॉल्व्हना येऊ शकणाऱ्या आगीच्या धोक्याचा विचार करता, व्हॉल्व्हची रचना स्फोट-रोधक सामग्री, तसेच अग्निरोधक ॲक्ट्युएटर, इन्स्ट्रुमेंटेशन आणि केबल्स लक्षात घेऊन केली पाहिजे, आणि या सर्वांना अत्यंत कठोर प्रमाणपत्रे मिळालेली असावीत. यामुळे आग लागल्यास व्हॉल्व्ह योग्यरित्या कार्य करेल याची खात्री होते. वाढलेला दाब हा देखील एक संभाव्य धोका आहे ज्यामुळे व्हॉल्व्ह अकार्यक्षम होऊ शकतात. जर व्हॉल्व्ह बॉडीच्या पोकळीत द्रव हायड्रोजन अडकला आणि त्याच वेळी उष्णता हस्तांतरण व द्रव हायड्रोजनचे बाष्पीभवन होत असेल, तर त्यामुळे दाब वाढतो. जर दाबात मोठा फरक निर्माण झाला, तर कॅव्हिटेशन (cavitation)/आवाज निर्माण होतो. या घटनांमुळे व्हॉल्व्हचे सेवा आयुष्य अकाली संपू शकते आणि प्रक्रियेतील दोषांमुळे मोठे नुकसानही होऊ शकते. विशिष्ट कार्यस्थिती काहीही असली तरी, डिझाइन प्रक्रियेत वरील घटकांचा पूर्णपणे विचार करून त्यानुसार उपाययोजना केल्यास, व्हॉल्व्हचे सुरक्षित आणि विश्वसनीय कार्य सुनिश्चित करता येते. याव्यतिरिक्त, अनियंत्रित गळतीसारख्या पर्यावरणीय समस्यांशी संबंधित डिझाइनची आव्हाने आहेत. हायड्रोजन अद्वितीय आहे: लहान रेणू, रंगहीन, गंधहीन आणि स्फोटक. ही वैशिष्ट्ये शून्य गळतीची नितांत गरज निश्चित करतात.
नॉर्थ लास वेगास वेस्ट कोस्ट हायड्रोजन लिक्विफॅक्शन स्टेशनवर,
व्हीलँड व्हॉल्व्हचे अभियंते तांत्रिक सेवा पुरवत आहेत.
व्हॉल्व्ह सोल्यूशन्स
विशिष्ट कार्य आणि प्रकार कोणताही असो, सर्व द्रव हायड्रोजन अनुप्रयोगांसाठीच्या व्हॉल्व्हना काही सामान्य आवश्यकता पूर्ण कराव्या लागतात. या आवश्यकतांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे: संरचनात्मक भागाच्या सामग्रीने हे सुनिश्चित केले पाहिजे की अत्यंत कमी तापमानातही त्याची संरचनात्मक अखंडता टिकून राहील; सर्व सामग्रीमध्ये नैसर्गिक अग्निसुरक्षा गुणधर्म असले पाहिजेत. याच कारणास्तव, द्रव हायड्रोजन व्हॉल्व्हच्या सीलिंग घटकांनी आणि पॅकिंगने देखील वर नमूद केलेल्या मूलभूत आवश्यकता पूर्ण केल्या पाहिजेत. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील ही द्रव हायड्रोजन व्हॉल्व्हसाठी एक आदर्श सामग्री आहे. त्यात उत्कृष्ट आघात शक्ती, कमीतकमी उष्णता हानी असते आणि ते मोठ्या तापमानातील फरकांना तोंड देऊ शकते. इतरही सामग्री आहेत ज्या द्रव हायड्रोजनच्या परिस्थितीसाठी योग्य आहेत, परंतु त्या विशिष्ट प्रक्रिया परिस्थितींपुरत्या मर्यादित आहेत. सामग्रीच्या निवडीव्यतिरिक्त, काही डिझाइन तपशिलांकडे दुर्लक्ष करू नये, जसे की व्हॉल्व्ह स्टेम वाढवणे आणि सीलिंग पॅकिंगला अत्यंत कमी तापमानापासून वाचवण्यासाठी एअर कॉलमचा वापर करणे. याव्यतिरिक्त, संक्षेपण टाळण्यासाठी व्हॉल्व्ह स्टेमच्या विस्ताराला इन्सुलेशन रिंग बसवता येते. विशिष्ट अनुप्रयोग परिस्थितीनुसार व्हॉल्व्ह डिझाइन केल्याने विविध तांत्रिक आव्हानांना अधिक तर्कसंगत उपाय देण्यास मदत होते. वेलन दोन वेगवेगळ्या डिझाइनमध्ये बटरफ्लाय व्हॉल्व्ह सादर करते: डबल एक्सेंट्रिक आणि ट्रिपल एक्सेंट्रिक मेटल सीट बटरफ्लाय व्हॉल्व्ह. दोन्ही डिझाइनमध्ये द्विदिशीय प्रवाहाची क्षमता आहे. डिस्कचा आकार आणि फिरण्याचा मार्ग डिझाइन करून, एक घट्ट सील साध्य करता येते. व्हॉल्व्ह बॉडीमध्ये अशी कोणतीही पोकळी नसते जिथे कोणतेही अवशिष्ट माध्यम शिल्लक राहत नाही. वेलन डबल एक्सेंट्रिक बटरफ्लाय व्हॉल्व्हच्या बाबतीत, उत्कृष्ट व्हॉल्व्ह सीलिंग कार्यक्षमता साध्य करण्यासाठी, वैशिष्ट्यपूर्ण वेल्फ्लेक्स (VELFLEX) सीलिंग सिस्टीमसह डिस्क एक्सेंट्रिक रोटेशन डिझाइनचा अवलंब केला जातो. हे पेटंट केलेले डिझाइन व्हॉल्व्हमधील मोठ्या तापमानातील चढउतारांनाही तोंड देऊ शकते. टॉर्कसील (TORQSEAL) ट्रिपल एक्सेंट्रिक डिस्कमध्ये देखील एक विशेष डिझाइन केलेला फिरण्याचा मार्ग आहे, जो हे सुनिश्चित करण्यास मदत करतो की डिस्कचा सीलिंग पृष्ठभाग केवळ व्हॉल्व्ह बंद स्थितीत पोहोचण्याच्या क्षणीच सीटला स्पर्श करतो आणि त्यावर ओरखडे पडत नाहीत. त्यामुळे, व्हॉल्व्हचा क्लोजिंग टॉर्क डिस्कला अनुरूप सीटिंग साध्य करण्यासाठी चालवतो आणि व्हॉल्व्ह बंद स्थितीत पुरेसा वेज इफेक्ट निर्माण करतो, तसेच डिस्कला सीटच्या सीलिंग पृष्ठभागाच्या संपूर्ण परिघाशी समान रीतीने संपर्कात ठेवतो. व्हॉल्व्ह सीटच्या अनुरूपतेमुळे व्हॉल्व्ह बॉडी आणि डिस्कला "स्व-समायोजन" कार्य करण्याची क्षमता मिळते, ज्यामुळे तापमानातील चढउतारांदरम्यान डिस्कचे जॅम होणे टाळले जाते. प्रबलित स्टेनलेस स्टीलचा व्हॉल्व्ह शाफ्ट उच्च ऑपरेटिंग सायकलसाठी सक्षम आहे आणि अतिशय कमी तापमानातही सुरळीतपणे चालतो. VELFLEX डबल एक्सेन्ट्रिक डिझाइनमुळे व्हॉल्व्हची ऑनलाइन सर्व्हिसिंग जलद आणि सहजपणे करता येते. साइड हाउसिंगमुळे, ॲक्ट्युएटर वेगळे न करता किंवा विशेष साधनांची गरज न भासता, सीट आणि डिस्कची थेट तपासणी किंवा सर्व्हिसिंग करता येते.
टियांजिन तंगु वॉटर-सील वाल्व कं, लिअत्यंत प्रगत तंत्रज्ञानाचे रेझिलिएंट सीटेड व्हॉल्व्ह, ज्यामध्ये रेझिलिएंट सीटेडचा समावेश आहे, यांना समर्थन देत आहेत.वेफर बटरफ्लाय व्हॉल्व्ह, लग बटरफ्लाय व्हॉल्व्ह, दुहेरी फ्लेंज कॉन्सेंट्रिक बटरफ्लाय व्हॉल्व्हदुहेरी फ्लेंज एक्सेन्ट्रिक बटरफ्लाय व्हॉल्व्ह,वाय-स्ट्रेनरसंतुलन झडप,वेफर ड्युअल प्लेट चेक व्हॉल्व्हइत्यादी.
पोस्ट करण्याची वेळ: ११ ऑगस्ट २०२३
