Valvola a farfalla wafer: Fondazione della valvola cinese

Introduzione

IL valvola farfalla wafer è un componente critico nei moderni sistemi di fluidi industriali, Fornire controllo del flusso affidabile ed efficiente attraverso una vasta gamma di applicazioni.

Le valvole a farfalla in generale sono favorite per la loro costruzione leggera, compattezza, ed efficienza in termini di costi.

Il design in stile wafer, in particolare, è ampiamente utilizzato a causa della sua capacità di adattarsi comodamente tra le flange senza la necessità di bulloni aggiuntivi, Ridurre i tempi di installazione e i requisiti del materiale.

Con applicazioni che si estendono Sistemi HVAC, trattamento dell'acqua, lavorazione chimica, e olio & Pipeline di gas, Le valvole a farfalla wafer svolgono un ruolo vitale nel mantenere un controllo del flusso preciso, sicurezza, ed efficienza operativa.

1. Cos'è una valvola a farfalla wafer

UN wafer valvola a farfalla è un tipo di valvola a quarto di svolta Utilizzato per regolare o isolare il flusso di fluido in condotte.

I componenti principali includono:

• Corpo: L'involucro principale, Progettato per adattarsi perfettamente tra due flange.
  A differenza delle valvole a farfalla flangiate o in stile alette, Le valvole di wafer non richiedono bulloni attraverso; Si basano sulla compressione tra le flange per l'installazione sicura.
• Disco: L'elemento rotante centrale che modula il flusso. A seconda dell'applicazione, Il disco può essere solido, ventilato, o profilato per ottimizzare le caratteristiche del flusso.
• Albero/stelo: Collega il disco all'attuatore o al controllo manuale, trasmettere la coppia per ruotare il disco.
• Sedile/sigillo: Garantisce il funzionamento a tenuta perdite quando la valvola è chiusa. I materiali del sedile variano a seconda della temperatura, pressione, e le proprietà chimiche del mezzo.

Principio di funzionamento:

La valvola opera ruotando il disco 90 gradi (quarto di giro). Quando il disco è parallelo al flusso, La valvola è completamente aperta, consentendo una resistenza minima.

La rotazione del disco perpendicolare al flusso raggiunge la chiusura completa, fermare efficacemente il fluido.

La rotazione parziale consente la limitazione, Sebbene le valvole a farfalla wafer siano più adatte ON/OFF o controllo a flusso moderato piuttosto che una misurazione precisa.

Differenziatori chiave da altre valvole a farfalla:

2. Variazioni di progettazione: Concentrico vs. Valvole di farfalla Wafer eccentriche

Le valvole a farfalla wafer sono progettate in diverse configurazioni per adattarsi a diverse condizioni di flusso, pressioni, e tipi di media.

Le due varianti di design più comuni sono concentrico (Chiamato anche "resiliente seato") E eccentrico (Offset doppio o triplo) valvole a farfalla wafer.

Concentrico (Resatato) Valvole a farfalla wafer

Struttura & Principio:

• Il disco è centrato sull'albero, che passa attraverso il centro del disco del disco e della valvola.
• Il disco ruota all'interno di a Sede elastomerico resiliente (per esempio., EPDM, NBR, PTFE) che fornisce la superficie di tenuta.
• La tenuta si verifica principalmente attraverso Deformazione elastica del sedile mentre il disco ruota in posizione chiusa.

  

Vantaggi:

• Chiusura stretta: Raggiunge sigillatura a tenuta di bolle (Classe VI) in molte applicazioni.
• Conveniente: Design semplice e meno componenti metallici riducono i costi di produzione.
• Manutenzione ridotta: La sostituzione del sedile è semplice, e il design tollera le fluttuazioni di pressione moderate.

Limitazioni:

• Vincoli di temperatura e pressione: I sedili elastomerici in genere limitano l'uso a temperature inferiori a ~ 200 ° C (392°F) e pressioni sotto la classe ANSI 150-300 gamme.
• Non ideale per fluidi abrasivi o corrosivi: I sedili degli elastomeri possono indossare rapidamente con la sospensione, liquidi carichi di sabbia, o sostanze chimiche altamente aggressive.

Applicazioni:

• Distribuzione e trattamento dell'acqua
• Sistemi HVAC
• Condutture chimiche o alimentari a bassa pressione

Eccentrico (Raddoppiare & Triplo offset) Valvole a farfalla wafer

Le valvole eccentriche sono progettate per prestazioni più elevate e condizioni di servizio più dure. Il design compensa il disco dall'albero e/o dalla superficie di tenuta, che riduce l'attrito e migliora il sigillo nel tempo.

Doppio offset (Valvola a farfalla ad alte prestazioni-HPBV):

• L'albero è Offset dalla linea centrale del disco e sedile, Creazione di un effetto cam durante la chiusura.
• Sono possibili opzioni da metallo a metallo o soft-seettate.
• Riduce l'attrito e l'usura sul sedile, estendendo la vita delle valvole.

Triplo offset (Valvola a farfalla selata in metallo-TOV):

• Aggiunge un ulteriore offset: IL L'asse del sedile a forma di cono è offset dal foro e dalle linee centrali dell'albero.
• Fornisce sigillatura a contatto zero fino alla chiusura finale, Ridurre al minimo l'usura del sedile.
• Adatto per alta pressione, alta temperatura, o applicazioni corrosive.

Vantaggi:

• Maniglie Pressioni e temperature più elevate, spesso fino a 400 ° C (752°F) e classe ANSI 600+.
• Durevole contro i media abrasivi e corrosivi Con una corretta selezione del materiale (acciaio inossidabile, leghe duplex, o dischi rivestiti).
• Può raggiungere chiusura stretta (Classe VI o superiore) in applicazioni esigenti.

Limitazioni:

• Costo iniziale più elevato rispetto alle valvole concentriche.
• Richiede installazione e allineamento più precisi.

Applicazioni:

• Olio & Pipeline di gas
• Servizi a vapore e ad alta temperatura
• Industrie chimiche e petrolchimiche
• Generazione di energia

Confronto sommario:

La scelta tra design concentrici ed eccentrici dipende da pressione operativa, temperatura, medio, e la vita del ciclo desiderato.

Le valvole concentriche dominano nelle applicazioni di acqua a bassa pressione e HVAC, mentre i disegni eccentrici eccellono industriale, chimico, e condotte ad alta temperatura.

3. Materiali delle valvole a farfalla wafer

La performance, durabilità, e l'idoneità delle valvole a farfalla di wafer dipende in gran parte dai materiali utilizzati per i loro corpo, disco, lancia, e posto.

La corretta selezione dei materiali garantisce la compatibilità con il mezzo di processo, temperatura operativa, pressione, e condizioni ambientali.

Materiali del corpo

Il corpo della valvola funge da componente strutturale primario e l'interfaccia con il sistema di tubazioni.

La selezione del materiale è fondamentale per garantire resistenza meccanica, resistenza alla corrosione, e compatibilità con pressione e temperatura operativa.

Materiali del disco

Il disco è il flusso di controllo dell'elemento mobile e fornisce impegno di tenuta nelle valvole resilienti o sedute in metallo. Materiali tipici:

• Acciaio inossidabile (304/316/316l): Resistenza alla corrosione e resistenza moderata per applicazioni per scopi generali.
• Bronzo alluminio: Alto resistenza alla forza e alla corrosione, spesso usato in Acqua di mare e applicazioni chimiche.
• Leghe rivestite (PTFE, Nichel, o epossidico): Fornire abrasione e resistenza chimica, estendendo la vita di servizio in ambienti aggressivi.
• Acciaio al carbonio o ferro duttile: Adatto per a basso costo, Applicazioni idriche a bassa corrosione, A volte rivestito in gomma per sigillare.

Materiali dell'albero

L'albero trasmette la coppia dall'attuatore al disco e deve resistere stress torsionale, corrosione, e indossare:

• Acciaio inossidabile (SS304, SS316): Comune nella maggior parte delle applicazioni industriali e idriche.
• Acciaio in lega o acciaio inossidabile duplex: Alta resistenza, usato in servizi ad alta pressione o corrosivi.
• Rivestimenti di superficie (Cromo duro, Nitronico 60) ridurre malvagio e attrito, Soprattutto nei progetti di triplo offset.

Posto a sedere & Materiali di tenuta

La selezione del posto è fondamentale per chiusura stretta, Compatibilità chimica, e resistenza alla temperatura:

4. Design Caratteristiche delle valvole a farfalla wafer

Le valvole a farfalla wafer sono ampiamente apprezzate per le loro compattezza, versatilità, e facilità di integrazione nei sistemi di tubazioni.

Le loro caratteristiche di progettazione sono progettate per ottimizzare controllo del flusso, Affidabilità di sigillatura, ed efficienza operativa.

Design del corpo in stile wafer

• Compatto e leggero: Le valvole di wafer sono inserite tra due flange, Ridurre la necessità di fori per bulloni extra o estensioni trascinate.
  Questo li rende più leggeri e più facili da installare rispetto alle valvole a farfalla a tracolla o flangiate.
• Compatibilità della flangia: Progettato per adattarsi tra ANSI standard, DA, o flange iso, fornendo Ampia applicabilità in oleodotti industriali.
• Impronta ridotta: Ideale per spazi ristretti in cui altri tipi di valvole potrebbero richiedere più spazio.

Opzioni di alberi e cuscinetti

• Singolo vs. Doppio albero: Le valvole a albero singolo offrono semplicità, Mentre i disegni a doppio albero migliorano la stabilità del disco e minimizzano le oscillazioni in condizioni di flusso elevato.
• Cuscinetti & Boccole: Materiali come PTFE, bronzo, o boccole in acciaio inossidabile ridurre l'attrito, migliorare la risposta della coppia, ed estendere la durata del ciclo.
• Gestione ad alta torque: Il design ottimizzato dell'albero garantisce un funzionamento affidabile anche in diametri più grandi (fino a 1200 mm o più) e sistemi di pressione più elevati.

Configurazioni di disco e sedili

• Profili del disco: Concentrico (standard) I dischi sono versatili, Mentre i dischi eccentrici o doppi-eccentrici riducono l'attrito e l'usura sul sedile.
  Alcuni design includono un file disco rivestito (PTFE, epossidico, o nichel) per una maggiore resistenza chimica.
• Materiali dei sedili: EPDM, NBR, Faston, o PTFE sono selezionati in base a temperatura, Compatibilità chimica, e requisiti di sigillatura.
  I sedili da metallo a metallo sono talvolta utilizzati in applicazioni ad alta temperatura o vapore.
• Sedili sostituibili: Molte valvole a farfalla wafer sono caratterizzate Anelli di sedili sostituibili, semplificare la manutenzione e prolungare la vita di servizio.

5. Opzioni di attuazione delle valvole a farfalla wafer

Le valvole a farfalla wafer possono essere azionate manualmente o automaticamente, con una varietà di Metodi di attuazione su misura per diverso Requisiti di controllo del flusso, Considerazioni sulla sicurezza, e ambienti industriali.

Azionamento manuale

• Leva gestita: Comune per piccolo- alle valvole di media diametro (fino a 300 mm). Fornisce Controllo on/off rapido con indicazione visiva diretta della posizione del disco.
• Opportuno (Attrezzatura a vite senza fine): Adatto per valvole più grandi (Sopra 300 mm) o applicazioni ad alta torque. Riduce lo sforzo dell'operatore fino a 90%, permettendo una limitazione precisa.
• Caratteristiche di sicurezza: Gli attuatori manuali possono includere dispositivi di bloccaggio per prevenire il funzionamento accidentale in sistemi pericolosi.

Azionamento pneumatico

• Resto di primavera vs. Doppio azione:

• • Retern: Chiude automaticamente o apre la valvola quando la pressione dell'aria viene persa, ideale per Applicazioni di fail-sicure.
  • Doppio azione: Utilizza la pressione dell'aria per cicli aperti e chiusi, fornendo risposta più veloce e posizionamento preciso.

• Capacità di coppia: Gli attuatori pneumatici possono generare coppie che superano 5000 Nm, consentire il funzionamento delle valvole in condotte grandi (>1000 mm) o sistemi ad alta pressione.
• Controllo integrazione: Facilmente integrato con sistemi di controllo modulanti (0–10 V o 4-20 MA Segnali) per Regolazione del flusso automatico.

Attuazione elettrica

• Cambio a motore: Adatto per operazioni remote, Attrezzatura precisa, E Controllo del processo automatizzato.
• Modulazione o controllo: Può fornire controllo continuo, consentire un posizionamento variabile da 0 ° a 90 ° con alta precisione (± 1 ° tipico).
• Considerazioni sul potere: Gli attuatori elettrici richiedono un dimensionamento corretto in base a coppia valvola, differenziale di pressione, e frequenza del ciclo Per evitare il sovraccarico del motore.

6. Parametri delle prestazioni della valvola a farfalla wafer

Le valvole a farfalla wafer sono valutate in base a diversi parametri delle prestazioni che determinano la loro idoneità per specifici applicazioni industriali.

Questi parametri includono Valutazioni di pressione, limiti di temperatura, Caratteristiche del flusso, prestazioni di perdita, e coppia operativa.

Comprendere questi fattori garantisce Controllo del flusso efficiente, sicurezza, e affidabilità a lungo termine.

Valutazioni di pressione

• Classi ANSI/ASME: La maggior parte delle valvole a farfalla wafer sono classificate secondo Classe ANSI 150, 300, O 600, corrispondente alle massime pressioni di lavoro da 19 sbarra (275 psi) A 148 sbarra (2150 psi) a temperatura ambiente.
• Applicazioni ad alta pressione: Le valvole in acciaio inossidabile o carbonio appositamente progettate possono gestire pressioni sopra 100 sbarra (1450 psi) In condutture industriali O Sistemi di vapore.
• Pressione vs temperatura: Valutazioni delle valvole in genere diminuzione a temperature elevate. Per esempio, una classe 150 valvola di wafer di ferro duttile valutato per 19 la barra a 20 ° C può scendere a 15 Bar a 121 ° C..

Limiti di temperatura

• Materiale del sedile dipendente:

• • EPDM: -40° C a 120 ° C.
  • NBR: -30° C a 100 ° C.
  • PTFE: -196° C a 260 ° C.
  • Viton/fkm: -20° C a 200 ° C.

• Considerazione del materiale del corpo: L'acciaio inossidabile e l'acciaio al carbonio possono funzionare fino a 400–482 ° C., mentre la ghisa è limitata a 121°C.

Coefficiente di flusso (Cv)

• IL Valore CV indica la capacità di flusso di una valvola: il volume di acqua (Nei galloni statunitensi al minuto) che passa attraverso la valvola con a 1 caduta di pressione psi.
• Le valvole a farfalla wafer tipiche hanno Valori CV che vanno da 25 A 5000, a seconda di diametro (DN 50–1200 mm) e design del disco.
• Design CV elevato Garantisce una caduta di pressione minima e un pompaggio ad alta efficienza energetica, particolarmente dentro Sistemi di distribuzione HVAC e acqua.

Classe di perdita

• Le valvole a farfalla sono testate secondo API 598, ISO 5208, o BS 5155 standard.
• Classi di perdita comuni:

• • Classe II: Applicazioni non critiche a bassa pressione
  • Classe IV: Moderata rigidità per l'acqua, aria, e fluidi a bassa viscosità
  • Classe VI: Sigillatura ad alta precisione per vapore, gas, o servizio chimico, raggiungere Shutoff a tenuta di bolla (<0.01% di flusso nominale)

Requisiti di coppia

• La coppia varia in base a dimensione della valvola, differenziale di pressione, Materiale del sedile, e tipo di attuatore.
• Esempio: UN Dn 300 Valvola di wafer selata EPDM può richiedere 150–250 nm operare sotto 10 Pressione della barra, mentre a Dn 600 Valvola seduta PTFE potrebbe aver bisogno 450–600 nm.
• Il dimensionamento adeguato previene sovraccarico dell'attuatore, riduce l'usura su sedili e alberi, e assicura Ciclismo affidabile.

Durata e durata del ciclo

• Le valvole a farfalla di wafer industriali sono progettate per 50,000 A 500,000 cicli a seconda di Metodo e media di attuazione.
• Le valvole in acciaio inossidabile per impieghi pesanti in applicazioni idriche o dell'aria possono superare 1 milioni di cicli con manutenzione minima.
• Componenti a rischio di usura: Sedili e alberi vengono ispezionati regolarmente, soprattutto dentro media abrasivi o corrosivi.

7. Applicazioni di valvole a farfalla wafer

• Sistemi HVAC: Controllo del flusso d'aria e acqua in grandi edifici
• Trattamento delle acque: Acqua cruda, acque reflue, e condotte da dosaggio chimico
• Lavorazione chimica: Liquidi corrosivi e gas
• Olio & gas: Condutture di carburante, aria compressa, e sistemi di sfiato
• Cibo & bevanda, prodotti farmaceutici: Valvole igieniche con sedili EPDM/PTFE per la pulizia sul posto (CIP) sistemi
• Vapore, gas, e liquame: I disegni a triplo offset resistono ai supporti abrasivi e ad alta temperatura

8. Vantaggi e limitazioni

Vantaggi di valvola a farfalla wafer

• Compatto e leggero, Riduzione del costo di installazione del 15-25% rispetto alle valvole flancate
• Caduta a bassa pressione (~ 2–5% a pieno apertura)
• Funzionamento rapido del quarto di giro
• Requisiti di manutenzione minimi
• Opzioni materiali flessibili per ambienti corrosivi e ad alta temperatura

Limitazioni di valvola a farfalla wafer

• Non ideale per media ultra-ad alta pressione o altamente abrasiva
• L'usura del sedile può verificarsi con frequente trattenimento o maneggevolezza
• La coppia può aumentare nelle valvole di grande diametro, richiedere attuatori

9. Confronto con altri tipi di valvole

Le valvole a farfalla wafer sono ampiamente utilizzate nell'industria a causa del loro design compatto, efficienza dei costi, e prestazioni moderate,

ma è importante confrontarli con altri tipi di valvole comuni per capire idoneità, limitazioni, e differenze di prestazione.

10. Standard e conformità

Le valvole a farfalla wafer devono aderire agli standard globali per garantire la sicurezza, interoperabilità, e prestazioni:

• API 609: Governa il design, materiali, test, e marcatura di valvole a farfalla (obbligatorio per petrolio e gas).
• ISO 10631: Standard internazionale per le valvole a farfalla (Si allinea con API 609).
• ASME B16.34: Specifica le valutazioni della temperatura di pressione per le valvole metalliche.
• ANSI/ISA-75.01: Per il dimensionamento della valvola di controllo e le caratteristiche del flusso (Applicazioni di limitazione).
• 3-Standard sanitari: Per il cibo, latticini, e valvole farmaceutiche (design igienico).

Il rispetto di questi standard garantisce che la valvola soddisfa i requisiti specifici del settore (per esempio., basse emissioni per petrolio e gas, Igiene per il cibo).

11. Tendenze future nella tecnologia delle valvole a farfalla wafer

L'innovazione nelle valvole a farfalla wafer è guidata dalla sostenibilità, automazione, e bisogni ambientali estremi:

• Valvole intelligenti: Integrazione dei sensori (pressione, temperatura, posizione) e connettività IoT per monitorare le prestazioni in tempo reale.
  Per esempio, I sensori wireless rilevano perdite di sedile e trasmetti i dati ai sistemi SCADA dell'impianto, Abilitare la manutenzione predittiva.
• Design a basse emissioni: Sigillatura dello stelo migliorato (per esempio., doppio imballaggio con grafite) per incontrare ISO 15848-1 Classe Ah (≤1 × 10⁻⁹ pa · m³/s emissioni fuggitive)—Critico per industrie petrolifere e di gas e sostanze chimiche.
• Materiali avanzati: Uso di dischi con rivestimento in ceramica (per resistenza all'abrasione) e compositi termoplastici (per leggero, corpi resistenti alla corrosione) per estendere la vita di servizio in ambienti difficili.
• Produzione additiva: 3Componenti della valvola stampati a D. (per esempio., dischi eccentrici, inserti per sedili) Per creare geometrie complesse che migliorano la tenuta e riducono il peso.

12. Conclusione

Valvole a farfalla wafer si sono guadagnati il ​​posto di versatili, soluzione di controllo dei fluidi economici, Bilanciamento del design compatto, operazione rapida, e ampia compatibilità del materiale.

La loro capacità di gestire diametri grandi, Flusso bidirezionale, e diversi fluidi li rende indispensabili nel trattamento delle acque, HVAC, lavorazione chimica, e petrolio e gas.

Comprendendo le variazioni di progettazione (concentrico vs. eccentrico), selezione del materiale, e metriche di performance, Gli ingegneri possono selezionare la valvola giusta per la loro applicazione, assicurendo l'efficienza, sicurezza, e lunga durata.

Domande frequenti

Le valvole a farfalla possono essere installate verticalmente?

SÌ, Ma assicurarsi che l'attuatore sia montato sopra la valvola per impedire al fluido di entrare nell'attuatore. Per valvole grandi (>12 pollici), Utilizzare una staffa di supporto per ridurre lo stress della flangia.

Can Wafer Butterfly Valvole maneggiare il servizio a gas?

SÌ, ma solo doppi/tripli design eccentrici con perdita di classe VI (PTFE o sedili in metallo).

Assicurarsi che la valvola sia testata su ISO 15848-1 Classe AH per basse emissioni (critico per gas naturale o gas tossici).

Qual è la dimensione massima del tubo per una valvola a farfalla wafer?

La maggior parte dei produttori offre valvole a farfalla wafer fino a 48 pollici (1200 mm) di diametro, Adatto a grandi trattamenti con le acque o condotte del petrolio e del gas.

Come si fissa la perdita di sedile in una valvola a farfalla di wafer?

Primo, Pulire la valvola per rimuovere i detriti. Se la perdita persiste, Sostituire il sedile (Garantire la compatibilità con i media/la temperatura). Per valvole sedute in metallo, Resurface il disco/sedile tramite macinazione.

Sono valvole a farfalla wafer adatte per il servizio a vapore?

Sì: usa le valvole eccentriche triple sedute in metallo (ANSI Classe 300–600) con acciaio al carbonio o corpi 316L. Evita sedili morbidi (EPDM/PTFE), che si degradano sopra i 260 ° C.

Qual è la differenza tra la classe ANSI 150 E 300 valvole di wafer?

Classe ANSI 150 Le valvole maneggiano fino a 28 sbarra (20°C), Mentre classe 300 gestisce fino a 70 sbarra (20°C).

Classe 300 Le valvole hanno corpi più spessi e steli più forti, rendendoli adatti a applicazioni a pressione più elevata (per esempio., Reattori chimici).