Vanne papillon à plaquettes: Fonderie de valve en Chine

Introduction

Le vanne de papillon à la plaquette est un élément essentiel des systèmes de liquide industriel modernes, Fournir un contrôle de débit fiable et efficace sur une large gamme d'applications.

Les vannes de papillon en général sont privilégiées pour leur construction légère, compacité, et la rentabilité.

Le design de style tranche, en particulier, est largement utilisé en raison de sa capacité à s'adapter parfaitement entre les brides sans avoir besoin de boulonnage supplémentaire, Réduire le temps d'installation et les exigences des matériaux.

Avec des applications s'étendant Systèmes CVC, traitement de l'eau, traitement chimique, et de l'huile & pipelines à gaz, Les vannes de papillons à plaquette jouent un rôle vital dans le maintien d'un contrôle de débit précis, sécurité, et efficacité opérationnelle.

1. Qu'est-ce qu'une valve de papillon de plaquette

UN tranche vanne papillon est un type de vanne de virage quart utilisé pour réguler ou isoler le débit de fluide dans les pipelines.

Les composants principaux incluent:

• Corps: Le boîtier principal, Conçu pour s'adapter parfaitement entre deux brides.
  Contrairement aux vannes à brillance à bride ou à la patte, Les vannes à plaquettes ne nécessitent pas de boules à travers; Ils comptent sur la compression entre les brides pour une installation sécurisée.
• Disque: L'élément rotatif central qui module le flux. Selon l'application, Le disque peut être solide, ventilé, ou profilé pour optimiser les caractéristiques de flux.
• Arbre / tige: Relie le disque à l'actionneur ou au contrôle manuel, transmission de couple pour faire tourner le disque.
• Siège / sceau: Assure un fonctionnement étanche à la fuite lorsque la vanne est fermée. Les matériaux de siège varient en fonction de la température, pression, et les propriétés chimiques du milieu.

Principe de fonctionnement:

La valve fonctionne en tournant le disque 90 degrés (quart de tour). Lorsque le disque est parallèle à l'écoulement, La valve est entièrement ouverte, Permettre une résistance minimale.

La rotation du disque perpendiculaire à l'écoulement réalise une fermeture complète, Arrêter efficacement le liquide.

La rotation partielle permet la limitation, Bien que les vannes de papillon à la plaque soient mieux adaptées ON / OFF ou Contrôle de débit modéré plutôt que de mesure précise.

Différenciateurs clés des autres vannes de papillon:

2. Variations de conception: Concentrique vs. Vannes de papillon excentrique

Les soupapes de papillon de plaquette sont conçues dans plusieurs configurations pour s'adapter à différentes conditions d'écoulement, pressions, et les types de médias.

Les deux variations de conception les plus courantes sont concentrique (Aussi appelé «résilient») et excentrique (Double ou décalage triple) vannes de papillon à la plaquette.

Concentrique (Résilient) Vannes de papillon à la plaquette

Structure & Principe:

• Le disque est centré sur l'arbre, qui passe au milieu du disque et du corps de valve.
• Le disque tourne dans un siège élastomère résilient (par ex., EPDM, NBR, PTFE) qui fournit la surface d'étanchéité.
• Le scellage se produit principalement à travers déformation élastique du siège lorsque le disque tourne en position fermée.

  

Avantages:

• Fermeture serrée: Réaliser scellage étanche à la bulle (Classe VI) dans de nombreuses applications.
• Rentable: Design simple et moins de composants métalliques réduisent les coûts de fabrication.
• Faible entretien: Le remplacement du siège est simple, et la conception tolère des fluctuations de pression modérées.

Limites:

• Température et contraintes de pression: Les sièges élastomères limitent généralement l'utilisation aux températures inférieures à ~ 200 ° C (392°F) et les pressions en dessous de la classe ANSI 150-300 gammes.
• Pas idéal pour les fluides abrasifs ou corrosifs: Les sièges élastomer peuvent porter rapidement avec une suspension, Liquides chargés de sable, ou produits chimiques très agressifs.

Applications:

• Distribution et traitement de l'eau
• Systèmes CVC
• Pipelines chimiques à basse pression ou de qualité alimentaire

Excentrique (Double & Triple décalage) Vannes de papillon à la plaquette

Les vannes excentriques sont conçues pour Performances plus élevées et conditions de service plus sévères. La conception compense le disque de l'arbre et / ou de la surface d'étanchéité, ce qui réduit la friction et améliore le scellement au fil du temps.

Décalage (Valve papillon haute performance - HPBV):

• L'arbre est décalage de la ligne médiane du disque et du siège, Création d'un effet CAM pendant la fermeture.
• Des options de métal à métal ou de soft sont possibles.
• Réduit la friction et l'usure sur le siège, Extension de la vie de la valve.

Triple décalage (Valve papillon à métal - Tov):

• Ajoute un décalage supplémentaire: le L'axe du siège en forme de cône est décalé de l'alésage et des lignes centrales d'arbre.
• Fournit Scellant zéro à contact zéro jusqu'à la fermeture finale, Minimiser l'usure des sièges.
• Adapté à à haute pression, à haute température, ou applications corrosives.

Avantages:

• Poignées Pressions et températures plus élevées, souvent jusqu'à 400 ° C (752°F) et classe ANSI 600+.
• Durable contre les médias abrasifs et corrosifs avec une sélection de matériaux appropriée (acier inoxydable, alliages duplex, ou disques enduits).
• Peut atteindre fermeture serrée (Classe VI ou supérieure) dans les applications exigeantes.

Limites:

• Coût initial plus élevé par rapport aux valves concentriques.
• Nécessite une installation et un alignement plus précis.

Applications:

• Huile & pipelines à gaz
• Services à vapeur et à haute température
• Industries chimiques et pétrochimiques
• Production d'électricité

Comparaison de résumé:

Le choix entre les conceptions concentriques et excentriques dépend de pression de fonctionnement, température, moyen, et la vie cyclable souhaitée.

Les vannes concentriques dominent dans les applications d'eau à basse pression et de CVC, tandis que les conceptions excentriques excellent dans industriel, chimique, et pipelines à haute température.

3. Matériaux de vannes de papillon de plaquette

La performance, durabilité, et l'adéquation des vannes de papillons de plaquette dépendent en grande partie des matériaux utilisés pour leur corps, disque, arbre, et siège.

Une sélection de matériaux appropriée garantit une compatibilité avec les supports de processus, température de fonctionnement, pression, et les conditions environnementales.

Matériaux du corps

Le corps de soupape sert de composant structurel principal et de l'interface avec le système de tuyauterie.

La sélection des matériaux est essentielle pour s'assurer résistance mécanique, résistance à la corrosion, et compatibilité avec la pression de fonctionnement et la température.

Matériaux de disque

Le disque est l'élément mobile contrôlant le flux et fournit un engagement d'étanchéité dans des vannes résilientes ou tuées en métal. Matériaux typiques:

• Acier inoxydable (304/316/316L): Résistance à la corrosion et résistance modérée pour les applications à usage général.
• Aluminium Bronze: Haut résistance à la force et à la corrosion, Souvent utilisé dans Applications d'eau de mer et chimiques.
• Alliages enduits (PTFE, Nickel, ou époxy): Fournir abrasion et résistance chimique, prolonger la durée de vie dans des environnements agressifs.
• Acier au carbone ou fer ductile: Adapté à un faible coût, Applications d'eau à faible corrosion, parfois en caoutchouc pour sceller.

Matériaux d'arbre

L'arbre transmet le couple de l'actionneur au disque et doit résister stress de torsion, corrosion, et porter:

• Acier inoxydable (SS304, SS316): Commun dans la plupart des applications industrielles et hydriques.
• Acier en alliage ou acier inoxydable duplex: Haute résistance, utilisé dans services à haute pression ou corrosifs.
• Revêtements de surface (chrome dur, Nitronique 60) réduire exaspérant et friction, Surtout dans les conceptions à triple compense.

Siège & Matériaux d'étanchéité

La sélection des sièges est essentielle pour fermeture serrée, compatibilité chimique, et résistance à la température:

4. Caractéristiques de conception des vannes de papillon de plaquette

Les vannes de papillon à la boulle sont largement appréciées pour leur compacité, versatilité, et facilité d'intégration dans les systèmes de tuyauterie.

Leurs fonctionnalités de conception sont conçues pour optimiser contrôle du débit, fiabilité d'étanchéité, et efficacité opérationnelle.

Conception de corps de style tranche

• Compact et léger: Les vannes à plaquettes sont sandwich entre deux brides, Réduire le besoin de trous de boulons supplémentaires ou d'extensions à roues.
  Cela les rend plus légers et plus faciles à installer que les vannes de papillon à bride ou à bride.
• Compatibilité des brides: Conçu pour s'adapter entre ANSI standard, DEPUIS, ou Iso Bidle, fournir large applicabilité dans les pipelines industriels.
• Empreinte réduite: Idéal pour les espaces restreints où d'autres types de vannes peuvent nécessiter plus de place.

Options d'arbre et de roulement

• Single VS. Arbre double: Les vannes à arbre offrent une simplicité, tandis que les conceptions à double arbre améliorent la stabilité du disque et minimisent les oscillations dans des conditions d'écoulement élevées.
• Roulements & Bagues: Des matériaux tels que PTFE, bronze, ou bagues en acier inoxydable réduire les frottements, Améliorer la réponse au couple, et prolonger la durée de vie du cycle.
• Manipulation à torque élevé: La conception optimisée de l'arbre garantit un fonctionnement fiable même à plus grand diamètre (jusqu'à 1200 mm ou plus) et des systèmes de pression plus élevés.

Configurations de disques et de sièges

• Profils de disque: Concentrique (standard) Les disques sont polyvalents, tandis que les disques excentriques ou doubles-effcentriques réduisent les frictions et l'usure sur le siège.
  Certains modèles incluent un disque enduit (PTFE, époxy, ou nickel) pour une résistance chimique améliorée.
• Matériaux du siège: EPDM, NBR, Faston, ou ptfe sont sélectionnés en fonction de température, compatibilité chimique, et les exigences d'étanchéité.
  Les sièges métal-métal sont parfois utilisés dans des applications à haute température ou à vapeur.
• Sièges remplaçables: De nombreuses vannes de papillon de plaquette Anneaux de siège remplaçable, Simplification de l'entretien et de la durée de vie prolongeant.

5. Options d'actionnement des vannes de papillon de plaquette

Les soupapes de papillon de plaquette peuvent être utilisées manuellement ou automatiquement, avec une variété de méthodes d'actionnement adapté à différent Exigences de contrôle des flux, Considérations de sécurité, et environnements industriels.

Actionnement manuel

• Levier opéré: Commun pour petit- vannes à moyen diamètre (jusqu'à 300 mm). Fournit Contrôle de marche / désactivation rapide avec une indication visuelle directe de la position du disque.
• Grévisé (Engrenage): Convient aux plus grandes vannes (sur 300 mm) ou applications à torque élevé. Réduit l'effort de l'opérateur jusqu'à 90%, Permettre des limites précises.
• Caractéristiques de sécurité: Les actionneurs manuels peuvent inclure dispositifs de verrouillage pour éviter un fonctionnement accidentel dans les systèmes dangereux.

Actionnement pneumatique

• Retour printemps vs. À double effet:

• • Retour de printemps: Ferme ou ouvre automatiquement la valve lorsque la pression de l'air est perdue - idéal pour Applications de sécurité.
  • À double effet: Utilise la pression d'air pour les cycles ouverts et fermés, fournir réponse plus rapide et positionnement précis.

• Capacité de couple: Les actionneurs pneumatiques peuvent générer des couples dépassant 5000 Nm, permettant le fonctionnement des vannes dans de grands pipelines (>1000 mm) ou systèmes à haute pression.
• Intégration de contrôle: Facilement intégré à Modulation des systèmes de contrôle (0–10 V ou 4–20 mA signaux) pour Régulation automatique du flux.

Actionnement électrique

• Boîtes de vitesses à moteur: Convient pour le fonctionnement à distance, étranglement précis, et Contrôle de processus automatisé.
• Contrôle de modulation ou d'allumage: Peut fournir contrôle continu, permettant un positionnement variable de 0 ° à 90 ° avec une grande précision (± 1 ° typique).
• Considérations de puissance: Les actionneurs électriques nécessitent un dimensionnement correct en fonction de couple de soupape, différentiel de pression, et la fréquence du cycle Pour éviter la surcharge moteur.

6. Paramètres de performance de la soupape de papillon de plaquette

Les vannes de papillon à la plaquette sont évaluées sur la base de plusieurs paramètres de performance qui déterminent leur aptitude à applications industrielles.

Ces paramètres incluent notes de pression, limites de température, caractéristiques de flux, Performance de fuite, et couple opérationnel.

Comprendre ces facteurs assure Contrôle de débit efficace, sécurité, et fiabilité à long terme.

Notes de pression

• Classes ANSI / ASME: La plupart des vannes de papillon de la boue sont évaluées en fonction de Classe ANSI 150, 300, ou 600, correspondant à des pressions de travail maximales de 19 bar (275 psi) à 148 bar (2150 psi) à température ambiante.
• Applications à haute pression: Des soupapes en acier inoxydable ou en carbone spécialement conçu peuvent gérer les pressions au-dessus 100 bar (1450 psi) dans pipelines industriels ou Systèmes à vapeur.
• Pression vs température: Notes de valve généralement diminuer à des températures élevées. Par exemple, une classe 150 Vanne de plaquette en fer ductile évaluée pour 19 la barre à 20 ° C peut tomber à 15 bar à 121 ° C.

Limites de température

• Le matériau du siège dépendant:

• • EPDM: -40° C à 120 ° C
  • NBR: -30° C à 100 ° C
  • PTFE: -196° C à 260 ° C
  • Viton / FKM: -20° C à 200 ° C

• Considération matérielle du corps: L'acier inoxydable et l'acier au carbone peuvent fonctionner jusqu'à 400–482 ° C, tandis que la fonte se limite à 121°C.

Coefficient d'écoulement (Cv)

• Le Valeur CV indique la capacité d'écoulement d'une valve: Le volume d'eau (Aux États-Unis, les gallons par minute) qui traverse la valve avec un 1 PSI PRESSION DROPT.
• Les vannes typiques de papillon de boulle ont Des valeurs CV allant de 25 à 5000, selon diamètre (DN 50–1200 mm) et la conception du disque.
• Conception CV élevée Assure une chute de pression minimale et un pompage économe en énergie, particulièrement dans Systèmes de distribution de CVC et d'eau.

Classe de fuite

• Les vannes papillon sont testées en fonction de API 598, OIN 5208, ou bs 5155 normes.
• Cours de fuite communs:

• • Classe II: Applications non critiques à basse pression
  • Classe IV: Étanchéité modérée pour l'eau, air, et les liquides à faible viscosité
  • Classe VI: Scellement de haute précision pour vapeur, gaz, ou service chimique, réalisation Arrêt étanche (<0.01% de flux nominal)

Exigences de couple

• Le couple varie en fonction de vanne, différentiel de pression, matériau de siège, et type d'actionneur.
• Exemple: UN DN 300 Soupape de plaquette à base d'EPDM peut nécessiter 150–250 nm opérer sous 10 pression de la barre, tandis qu'un DN 600 Vanne à ptfe peut avoir besoin 450–600 nm.
• Le dimensionnement approprié empêche surcharge de l'actionneur, réduit l'usure sur les sièges et les arbres, et assure cyclisme fiable.

Durabilité et vie cyclable

• Les vannes de papillons à plaquette industrielle sont conçues pour 50,000 à 500,000 cycles selon Méthode d'actionnement et média.
• Les soupapes en acier inoxydable robustes dans les applications d'eau ou d'air peuvent dépasser 1 millions de cycles avec une maintenance minimale.
• Composants sujets à l'usure: Les sièges et les arbres sont inspectés régulièrement, surtout dans Médias abrasifs ou corrosifs.

7. Applications des vannes de papillon de plaquette

• Systèmes CVC: Contrôle du débit de l'air et de l'eau dans les grands bâtiments
• Traitement de l'eau: Eau brute, eaux usées, et pipelines de dosage chimique
• Traitement chimique: Liquides et gaz corrosifs
• Huile & gaz: Pipelines de carburant, air comprimé, et les systèmes de ventilation
• Nourriture & boisson, médicaments: Vannes hygiéniques avec sièges EPDM / PTFE pour le nettoyage en place (CIP) systèmes
• Vapeur, gaz, et la suspension: Des conceptions à triple compensation résistent aux supports abrasifs et à haute température

8. Avantages et limitations

Avantages de soupape de papillon de plaquette

• Compact et léger, La réduction du coût de l'installation de 15 à 25% par rapport aux vannes à bride
• Chute à basse pression (~ 2–5% à l'ouverture complète)
• Opération de virage rapide
• Exigences de maintenance minimales
• Options de matériaux flexibles pour les environnements corrosifs et à haute température

Limites de soupape de papillon de plaquette

• Pas idéal pour les médias ultra-hauts ou très abrasifs
• L'usure des sièges peut se produire avec des limites fréquentes ou une manipulation de la suspension
• Le couple peut augmenter dans les vannes à grand diamètre, exiger des actionneurs

9. Comparaison avec d'autres types de vannes

Les vannes de papillon à la plaquette sont largement utilisées dans l'industrie en raison de leur conception compacte, rentabilité, et des performances modérées,

Mais il est important de les comparer avec d'autres types de vannes communes pour comprendre pertinence, limites, et les différences de performance.

10. Normes et conformité

Les vannes de papillon de la plaquette doivent respecter les normes mondiales pour assurer la sécurité, interopérabilité, et performances:

• API 609: Régit la conception, matériels, essai, et marquage des valves de papillon (obligatoire pour le pétrole et le gaz).
• OIN 10631: Norme internationale pour les valves des papillons (s'aligne sur l'API 609).
• ASME B16.34: Spécifie les notes de température pression pour les valves métalliques.
• ANSI / ISA-75.01: Pour les caractéristiques de dimensionnement des soupapes et de flux (Applications de la limitation).
• 3-Une norme sanitaire: Pour la nourriture, laitier, et valves pharmaceutiques (conception hygiénique).

La conformité à ces normes garantit que la valve répond aux exigences spécifiques à l'industrie (par ex., faibles émissions de pétrole et de gaz, Hygiène pour la nourriture).

11. Tendances futures de la technologie de la valve papillon de la plaquette

L'innovation dans les valves de papillons à plaquette est motivée par la durabilité, automation, et des besoins en environnement extrême:

• Vannes intelligentes: Intégration des capteurs (pression, température, position) et la connectivité IoT pour surveiller les performances en temps réel.
  Par exemple, Les capteurs sans fil détectent la fuite de siège et transmettent des données aux systèmes SCADA, permettre une maintenance prédictive.
• Conceptions à faible émission: Amélioration de la scellage des tiges (par ex., Double emballage avec du graphite) Pour rencontrer ISO 15848-1 Classe ah (≤1 × 10⁻⁹ PA · m³ / s Émissions fugitifs)—Critique pour les industries pétrolières et gazières et chimiques.
• Matériaux avancés: Utilisation de disques enrobés de céramique (pour la résistance à l'abrasion) et composites thermoplastiques (pour léger, corps résistants à la corrosion) pour prolonger la durée de vie dans des environnements difficiles.
• Fabrication additive: 3Composants de soupape imprimés en D (par ex., disques excentriques, inserts de siège) Pour créer des géométries complexes qui améliorent l'étanchéité et réduisent le poids.

12. Conclusion

Vannes papillon à plaquettes ont mérité leur place en tant que polyvalent, Solution de contrôle des fluides rentable, Équilibrage du design compact, opération rapide, et une large compatibilité des matériaux.

Leur capacité à gérer de grands diamètres, flux bidirectionnel, et divers liquides les rend indispensables dans le traitement de l'eau, CVC, traitement chimique, et le pétrole et le gaz.

En comprenant les variations de conception (concentrique vs. excentrique), sélection des matériaux, et les mesures de performance, Les ingénieurs peuvent sélectionner la bonne soupape pour leur application: une efficacité d'inscription, sécurité, et longue durée de vie.

FAQ

Les vannes de papillons peuvent-elles être installées verticalement?

Oui, mais assurez-vous que l'actionneur est monté au-dessus de la vanne pour empêcher le liquide d'entrer dans l'actionneur. Pour les grandes vannes (>12 pouces), Utilisez un support pour réduire le stress des brides.

Les vannes de papillon peuvent-elles gérer le service de gaz?

Oui, mais seulement des conceptions excentriques doubles / triples avec une fuite de classe VI (PTFE ou sièges métalliques).

Assurez-vous que la valve est testée à ISO 15848-1 Classe Ah pour les faibles émissions (critique pour le gaz naturel ou les gaz toxiques).

Quelle est la taille maximale du tuyau pour une soupape de papillon de plaquette?

La plupart des fabricants offrent des vannes de papillon à la plaque 48 pouces (1200 mm) de diamètre, Convient pour un traitement d'eau ou des pipelines pétroliers et gaziers.

Comment réparer la fuite des sièges dans une valve papillon de la plaquette?

D'abord, Nettoyez la valve pour éliminer les débris. Si la fuite persiste, remplacer le siège (Assurer la compatibilité avec le support / la température). Pour les vannes à métal, refaire le disque / siège via le broyage.

Sont des vannes de papillon de plaquette adaptées au service de vapeur?

Oui - Utilisez des vannes triples excentriques en métal (Classe ANSI 300–600) avec de l'acier au carbone ou des corps 316L. Évitez les sièges mous (EPDM / PTFE), qui se dégrade au-dessus de 260 ° C.

Quelle est la différence entre la classe ANSI 150 et 300 vannes à plaquette?

Classe ANSI 150 les soupapes manipulent jusqu'à 28 bar (20°C), Pendant la classe 300 s'occuper de 70 bar (20°C).

Classe 300 Les vannes ont des corps plus épais et des tiges plus fortes, les rendre adaptés aux applications à haute pression (par ex., réacteurs chimiques).