カスタムバタフライバルブ: China Valve Foundry

1. 導入

カスタムバタフライバルブは、最新の流体制御システムの必須コンポーネントです, コンパクトなデザインで知られています, 高速操作, そして多用途性.

もともと20世紀初頭に概念化されていました, これら バルブ 効率的で費用対効果の高いフロー制御ソリューションを必要とする産業の需要の増大を満たすために大幅に進化しました.

今日, バタフライバルブは、ような多様なセクターで広く使用されています 水処理, 石油とガス, 空調設備, 化学処理, 海洋, そして 食べ物と飲み物 産業.

彼らの人気は、ガスを含む広範囲の液体を処理する能力に由来します, 液体, そして、スラリー - 最小限の圧力降下と迅速なシャットオフ機能を備えています.

2. バタフライバルブとは何ですか?

あ バタフライバルブ 調節するために使用される四分の一ターン回転バルブの一種です, 分離します, または、流体の流れを制御します, ガス, または配管システムのスラリー.

その名前は、ディスクの操作から派生しています, バルブボディ内で回転する蝶の翼に似ています.

蝶のバルブは広く認識されています コンパクトなデザイン, 素早い作動, 低コスト, そして 広いサイズの範囲, 両方の低い値に適したものにします- さまざまな業界にわたる高圧アプリケーション.

コアコンポーネントとその機能

バルブ本体

バルブ本体は、すべての内部コンポーネントとウェーハを介してパイプラインとインターフェイスを収容する外側のケーシングです, ラグ, フランジュ, または尻溶った端.

通常、バルブサイズは範囲です DN50 (2 インチ) DN3000を超える (120 インチ) 大規模な産業用途向け.

バタフライディスク

ディスクは、流れを調節する回転要素です. 円形または楕円形のプレートのような形をしています, 中央にマウントされるか、シャフトにわずかにオフセットされています.

回転したとき 0° (流れと平行して), ディスクは、バルブを完全に流すことができます. 回ったとき 90° (垂直), フローを完全にブロックします, シャットオフを達成します.

バルブステム (軸)

ステムはアクチュエータをディスクに接続します, 回転に必要なトルクを送信します.

大型または高圧バルブ, ステムには含まれる場合があります 上下のベアリングまたはブッシング 動作トルクを減らし、サービスの寿命を延ばすため.

シート (シール)

シートは、バルブボディの内側にあるリング型のシーリング表面です. ディスクエッジと対話して、閉じたときにタイトなシールを提供します. シートは重要な役割を果たします 漏れと長寿.

アクチュエーター

メカニズム (マニュアル, 空気圧, 電気, または油圧) それはディスクの回転を促進します. 手動アクチュエーターは、手輪またはレバーを使用します; 自動化されたバージョンは、リモート操作のために制御システムと統合されます.

3. バタフライバルブの作業原理

butterflyバルブはaに基づいて機能します クォーターターン回転運動 それは、フローパスに対するディスクの位置を制御します.

このデザインのシンプルさは許可されます 素早い操作, 信頼できるシャットオフ, 効率的なフロー変調, オンオフとスロットルの両方のアプリケーションの両方でそれらを広く使用する.

基本的な動作原則

バタフライバルブの操作の中心にあるのはディスクです, 中央またはオフセットシャフトの周りを回転させます:

• オープン位置 (0°): ディスクがフロー方向に平行に整列しているとき, バルブは最小限の流れ抵抗を提供します.
  これにより、媒体がほとんど妨げずに通過できます, その結果、バルブ全体に低圧が低下します.
• 閉じた位置 (90°): ディスクが流れに対して垂直に回転するとき, シートをしっかりと押し付けます, 流れを止めるシールを形成します.
  バルブの種類に応じて (回復力, 高性能, またはトリプルオフセット), このシールは、柔らかいものまたは金属間のいずれかです.
• スロットリング (10°–80°): 中間位置により、バルブが部分的に開くことができます, ディスクがオリフィスプレートに似たフローを制限する場所.
  バルブは、流量を制御するために使用できます, 精度はディスクのデザインとバルブの種類によって異なりますが.

フロー変調特性

ディスク角と流量の関係はです 非線形, 特に、標準的な回復力のある蝶のバタフライバルブ用.

低いディスク角で, 小さな動きは、流れに大きな変化を引き起こします, 正確な変調を困難にすることができます.

しかし, 高性能およびトリプルオフセットバタフライバルブ 改善された制御特性を提供し、規制されたフローアプリケーションに適しています.

シーリングメカニズム

バタフライバルブは、ディスクエッジとバルブシート間の直接接触によりシャットオフを達成します. の シールの種類 パフォーマンスとアプリケーションの適合性の両方を決定します:

• 回復力のある座り: 柔らかいエラストマーシートを利用します (例えば, EPDM, NBR) バブルタイトシーリング用.
  低いに最適です- 中圧システムに.
• 高性能 (ダブルオフセット): ディスクはシートセンターラインからオフセットされています, 操作中の摩擦を減らし、圧力下でシーリングを改善します. 中程度の圧力および温度アプリケーションに適しています.
• トリプルオフセット: 操作中に完全に摩擦を排除するために、3番目の幾何学的オフセットを追加します, 許可 金属間シーリング 高圧に適しています, 高温, および重要なサービス条件.

動作速度

90°回転運動のおかげです, バタフライバルブは迅速に動作できます:

• 手動バルブ 通常、レバーのクイックターンまたはギアボックスの数ターンが必要です.
• 自動バルブ (電気, 空気圧, または油圧アクチュエータ) 開閉できます 1 に 5 秒, バルブのサイズとアクチュエータタイプに応じて.

この速度により、バタフライバルブが理想的です 緊急シャットダウンシステム (ESD), 頻繁なサイクリング操作, または必要なプロセス 急速な流れの分離.

4. バタフライバルブの種類

バタフライバルブには、特定のインストール要件に合わせて調整されたさまざまな構成があります, パフォーマンス基準, および作動の好み.

それらは一般にに基づいて分類されます ボディデザイン, シーリングパフォーマンス, そして 作動方法.

ボディデザインに基づいています

この分類とは、バルブが配管システムにどのように接続するか、それが構造的にどのようにサポートされるかを指します.

ウェーハタイプバタフライバルブ

の wafer-style butterfly valve is the most common and cost-effective design.

バルブ本体と両方のフランジを通過する長いボルトを使用して、2つのパイプラインフランジの間に挟まれるように設計されています.

ウェーハバルブは、双方向の圧力に対してタイトなシールを提供します, 逆流の防止.

しかし, 下流の配管はサポートしていません, そのため、行き止まりのサービスを必要とするアプリケーションには適していません.

ラグタイプバタフライバルブ

ラグデザインは、バルブ本体の周りにねじ付き挿入物がある突出したラグを特徴としています, バルブを各フランジに個別にボルトで固定できるようにします.

この構成により、パイピングシステムの片側が他の側に影響を与えることなく切断できます, 定期的なメンテナンスまたは単一側の分離を必要とするシステムに役立つようにします.

Lug-Typeバルブは、適切な圧力定格でインストールされた場合、行き止まりサービスに適しています.

二重フランジ付きバタフライバルブ

ダブルフランジのデザインには、バルブ本体の両端にフランジが含まれています, パイプラインフランジに直接ボルトで固定されています.

この構造は、重い配管システムの機械的強度とサポートの強化を提供します.

特に直径のパイプラインに特に適しています, 埋もれたインストール, 頻繁な開閉を含むアプリケーション.

お尻の溶接端蝶のバルブ

このタイプでは, バルブはパイプラインに永続的に溶接されています, フランジングのジョイントを排除し、潜在的な漏れポイントを減らします.

この設計は、高圧に最適です, 高温, または、関節の完全性と長期シーリングが重要な危険な環境.

典型的な用途には、石油とガスが含まれます, 蒸気の分配, 有毒または可燃性の液体を処理する植物を処理します.

シーリングとパフォーマンスに基づいています

バタフライバルブは、シーリングメカニズムと異なる圧力と温度条件に対する適合性に基づいて異なります.

弾力性のある蝶のバタフライバルブ

これらのバルブは、柔らかいエラストマーシートを使用しています (EPDMなど, NBR, ヴィトンゴールド) バブルタイトシャットオフを提供します.

ディスクはシートに圧縮してシールを形成します, きれいな水に効果的です, 空気, および非攻撃的な液体.

回復力のあるバルブは、水処理に広く使用されています, 空調設備, 低圧産業用途.

それらは通常、PN10 – PN16の圧力定格と最大200°Cの温度内で動作します.

高性能バタフライバルブ (ダブルオフセット)

高性能バタフライバルブには、パイプとシャフトの両方の中心線からオフセットされたディスクが組み込まれています.

このダブルオフセットの設計により、操作中にディスクとシート間の摩擦が軽減されます, バルブの寿命を延長し、より高い圧力と温度を処理できるようにします - クラスへ 300 約400°C.

これらのバルブは、発電のアプリケーションに適しています, 石油化学システム, とスチームサービス.

トリプルオフセットバタフライバルブ

トリプルオフセット設計には、円錐形の座席面になる3番目の幾何学的オフセットが含まれています, ディスクとシートの間をこすることを排除します.

これらのバルブは通常、金属間の座席を使用します, ゼロリークシャットオフを実現できるようにします (クラスVI) 高圧力および高温条件下で、クラスに対応します 600 および600°C.

トリプルオフセットバルブは、蒸気などの重要なアプリケーションに最適です, 極低温サービス, 炭化水素処理, および腐食性化学処理.

作動方法に基づいています

作動方法は、バルブの動作方法を決定します。.

手動の作動蝶バルブ

手動バタフライバルブは、レバーを使用して動作します (小さな直径の場合) またはギアオペレーター (大きいサイズの場合). 費用対効果が高い, 簡単にインストールできます, そしてメンテナンスが簡単です.

これらのバルブは、流れの変化がまれであり、リモート操作が不要なシステムに適しています.

電気作動蝶バルブ

電気アクチュエーターはモーターを使用してバルブディスクを開閉, バルブの位置決めを正確に制御します.

これらのアクチュエーターは、SCADAやPLCなどの自動化されたシステムに統合できます, リモート操作と診断を有効にします.

電気作動は、一般的に自動化の構築に使用されます, 配水ネットワーク, および産業プロセス制御.

空気圧剤蝶のバルブ

空気圧アクチュエーターは、圧縮空気を使用してバルブを操作します. 彼らは迅速な応答時間と信頼できるサイクリングで知られています.

空気圧蝶バルブは、一般的に化学プラントに見られます, 食品加工施設, そして、きれいな場所 (CIP) システム, 頻繁な作動とクイックシャットオフが必要な場合.

油圧作動蝶バタフライバルブ

油圧アクチュエーターは、加圧された油圧液を使用してトルクを生成します, 動作圧力が高い大径バルブまたはシステムに適しています.

彼らは優れた力の伝達を提供し、オフショア掘削などの厳しい業界に使用されます, 発電所, および重い製造.

5. バタフライバルブの材料とコーティング

バタフライバルブ構造の材料とコーティングの選択は、耐久性を確保するために重要です, 化学互換性, 圧力の完全性, 耐食性.

アプリケーションに応じて、飲料水か, 腐食性化学物質, スチーム, またはスラリー - 身体のさまざまな組み合わせ, ディスク, シート, 運用および環境の需要を満たすためにコーティング材料が選択されます.

バルブボディおよびディスク材料

バルブボディとディスクは、内圧に耐えなければならない構造コンポーネントです, 機械的応力, および化学物質への曝露. 一般的な材料としては、:

• 鋳鉄 (CI)
  低圧水とHVACシステムで費用対効果が高く広く使用されています. 腐食性または高温用途には適していません.
• ダクタイル鋳鉄 (から)
  鋳鉄よりも強く耐衝撃性があります. 多くの場合、配水で使用されます, 廃水処理, および防火システム.
• 炭素鋼
  高圧システムや産業環境に適しています. 腐食を防ぐために保護コーティングが必要です.
• ステンレス鋼 (SS304/SS316)
  優れた耐食性; 一般的に化学処理で使用されます, 海洋環境, および食品グレードのアプリケーション. SS316は、SS304と比較して塩化物や酸に対して優れた耐性を提供します.
• ブロンズまたはニッケルアルミニウムブロンズ (nab)
  塩水腐食とバイオフーリングに対する特別な耐性のために、海水アプリケーションで一般的に使用されています.
• デュプレックスおよびスーパーデュプレックスステンレス鋼
  高い機械的強度と孔食に対する優れた抵抗を提供します, 隙間腐食, ストレス腐食亀裂. 攻撃的な化学またはオフショア環境に最適です.
• PVC, CPVC, その他のプラスチック
  軽量かつ耐腐食性; 化学投与に最適です, 低圧水, および非金属配管システム.

シート (シール) 材料

• EPDM (エチレン・プロピレン・ジエンモノマー)
  水に適しています, 空気, および軽度の化学物質. オイルや炭化水素と互換性がありません. 温度範囲: –40°C〜 +120°C.
• NBR (ニトリルゴム)
  オイルに耐性があります, 燃料, そしていくつかの化学物質. 産業で使用されます, 石油, および油圧アプリケーション. 温度範囲: –10°C〜 +100°C.
• ファストン (fkm)
  優れた化学および耐熱性. 攻撃的な液体に適しています, 溶剤, および高温環境. 温度範囲: –20°C〜 +200°C.
• PTFE (ポリテトラフルオロエチレン)
  ほぼすべての化学物質に不活性. 腐食性および高純度のアプリケーションに最適です. 摩擦を最小限に抑えて焦げ付き表面を提供します. 温度範囲: –50°C〜 +250°C.
• 金属から金属へ (ステライト, SS, インコネル)
  高温のためにトリプルオフセットバタフライバルブで使用されます, 高圧, およびゼロリークアプリケーション. 侵食に耐性があります, 着る, およびサーマルサイクリング.

シャフトとベアリング材料

• ステンレス鋼
  耐食性と強度に一般的に使用されます.
• 17-4 PHステンレス鋼
  優れた腐食抵抗で高い強度と硬さを提供します.
• ブロンズまたはテフロンでコーティングされたベアリング
  摩擦を減らします, 耐摩耗性を高めます, 作動の滑らかさを改善します.

コーティングおよびライニングオプション

保護コーティングと内側の内側は耐食性を高めます, フローを改善します, そして、奉仕生活を延長します:

• 融合結合エポキシ (fbe)
  飲料水と廃水用途に優れた腐食保護を提供する. 耐久性のあるコーティングを形成するために、静電的かつ硬化しました.
• ナイロンコーティング
  耐薬品性の強化とより滑らかな表面仕上げに使用されます, 摩擦と蓄積を減らす.
• ゴムの裏地
  天然または合成ゴムの裏地は、耐摩耗性と化学的保護を提供します, 特にスラリーの取り扱いと酸性サービスで.
• PTFEライニング
  優れた化学的不活性を提供します, 腐食性の高い環境や食品や医薬品などの衛生的な用途で使用.
• ガラスフレークまたはセラミックエポキシコーティング
  侵食に抵抗するために過酷な環境で使用されます, 高圧, および化学攻撃.

6. バタフライバルブの主要な技術仕様

圧力評価

バタフライバルブは、特定の圧力範囲を処理するために製造されています, 国際基準で定義されています:

• PN評価 (メトリック)

• • PN10: 最大圧力 10 バー (〜145 psi)
  • PN16: 最大圧力 16 バー (〜232 psi)
  • PN25, PN40は、高性能バルブにも利用できます

• ANSI/ASMEクラスの評価 (インペリアル)

• • クラス 150 (まで 285 38°Cでのpsi)
  • クラス 300 高圧アプリケーションの場合

温度範囲

蝶のバルブの動作温度は、大きくて体に依存します, ディスク, およびシートマテリアル:

サイズ範囲 (公称直径)

バタフライバルブは、広範囲の名目直径で利用できます:

• 共通範囲:
  DN50 (2 インチ) DN1200へ (48 インチ)
• 拡張範囲:
  DN3000まで (120 インチ) 大規模な産業およびインフラストラクチャプロジェクトの場合 (例えば, 水処理プラント, ダムアウトレット)

フロー係数 (CV/KV)

流れ係数は、流体の通過を可能にするバルブの能力を表します:

• cv (インペリアル): 流量 (ガロン/分) 60°Fの水の 1 psi圧力降下
• KV (メトリック): 流量 (m³/hr) で 1 バーの圧力降下

カスタムバタフライバルブは通常、完全に開いたときにフルボアの設計により高いCV値を提供します. CVはディスクの形状に依存します, バルブサイズ, および開口部の程度. 例えば:

• DN100 (4”) バタフライバルブ: CV≈120–150
• DN300 (12”) バタフライバルブ: CV≈1500–2000

漏れクラス

などの国際基準で定義されています ANSI/FCI 70-2 そして で 12266, 漏れクラスは、バルブのシーリング性能を示します:

弾力性のあるバタフライバルブは、通常、クラスVIを満たしています, メタルシートまたはトリプルオフセットバルブは、特殊な機械加工でクラスIVまたはタイトを達成する場合があります.

トルク要件

動作トルクは、バルブサイズに依存します, プレッシャー, メディアタイプ, そしてシート摩擦:

• 小さなバルブ (DN50 – DN150): 〜20–80 nm
• 大きなバルブ (DN600 – DN1200): >1000 nm

7. バタフライバルブのメリット

• コンパクトで軽量: スペースが制約したインストールに最適です.
• 高速操作: クォーターターン設計により、迅速なオープン/クローズサイクルが可能になります.
• 費用対効果が高い: 特にゲートバルブやボールバルブと比較した大径の用途で.
• 低圧降下: 完全に開いたときの合理化されたフローは、エネルギー損失を最小限に抑えます.
• 多機能: オンオフサービスとスロットリングサービスの両方に適しています.
• シンプルなデザイン: 可動部品が少ないと、メンテナンスのニーズが低くなり、信頼性が向上します.

8. 制限と課題

• 高圧スロットリングには適していません: ディスクの位置は、キャビテーションと振動を引き起こす可能性があります.
• シールの劣化: 特に、研磨剤またはハイサイクル操作にさらされる回復力のある設計で.
• 流れ閉塞: ディスクは完全に開いている場合でもフローパスに残ります.
• 限られた温度範囲: エラストマーシートは、高温用途での使用を制限します.
• 漏れの可能性: 特に、高応力下で低コストまたは不適切に選択されたバルブで.

9. バタフライバルブの用途

• 水 & 廃水処理: 清潔で汚れた水の隔離と制御に効率的.
• 油 & ガス: 燃料処理に使用されます, 精製所, およびオフショアシステム.
• HVAC システム: 高温または冷水と空気の分配を調整します.
• 化学および石油化学: 耐性材料は、攻撃的な液体と蒸気を処理します.
• 海洋 & 沖合: コンパクトサイズは、タイトなエンジンルームに有益です.
• 食べ物 & 飲み物: PTFEまたはステンレスの内部を備えた衛生バルブが標準です.
• 発電: 冷却水と補助サービスライン.
• パルプ & 紙: 堅牢なディスクとシートデザインでスラリーとファイバーレーディングのフローをハンドル.

10. バタフライバルブvs. 他のバルブタイプ

11. 選択基準

適切なバタフライバルブを選択するには、最適なパフォーマンスを確保するために複数の要因を徹底的に評価することが含まれます, 長寿, 特定のアプリケーション内の費用対効果.

重要な基準には含まれます:

流体特性

• 液体の種類: きれいな液体, スラリー, 腐食性化学物質, またはガス - 侵食に耐えるために特定の座席材料と体の建設が必要です, 腐食, と摩耗.
• 粘度: より高い粘度液には、シーリングとアクチュエータのトルクが強化されたバルブが必要になる場合があります.
• 固体の存在: 懸濁した固形物または粒子を含む液体は、摩耗や漏れを防ぐために堅牢なシートとボディの設計を必要とします.

動作圧力と温度

• 圧力評価: バルブ圧力クラスを一致させます (例えば, PN10, PN16, クラス 150) 早期故障を避けるためのパイプライン操作圧力へ.
• 温度範囲: シートとボディの材料の制限を検討してください。低温のための人気のある座席と、最大600°Cまでの高温サービス用のPTFEまたは金属シート.

必要なシャットオフの緊張

• 漏れクラス: 重大な分離のため, トリプルオフセットバタフライバルブは、漏れがゼロに近い (クラスVI).
  あまり要求の少ないアプリケーションの場合, 弾力性のある着席バルブは、許容可能な漏れを伴う経済的なシーリングを提供します.

バルブ作動

• 手動と自動化: 手動レバーかどうかを判断します, ギヤ, 空気圧, 電気, または、油圧アクチュエーターは、動作周波数に最適です, 安全要件, 制御システムへの統合.
• 動作速度: 迅速なオープン/クローズサイクルを必要とするアプリケーションは、クォーターターンアクチュエーターを支持する場合があります.

インストール制約

• スペースの可用性: カスタムバタフライバルブにはコンパクトなデザインがあります, Bulkier Valveタイプと比較して、限られたスペース設置に適したものにする.
• 接続タイプ: パイピングとの互換性、つまりwaferを検討してください, ラグ, または、インストールとメンテナンスのニーズに基づいたフランジ付きデザイン.

コストと比較. パフォーマンスバランス

• 重量の前払い費用, メンテナンス要件, 寿命が期待されていました. 高性能バルブに投資することで、信頼性を通じて総所有コストが削減され、交換が少なくなる場合があります。.

12. バタフライバルブテクノロジーの将来の傾向

• スマート統合: リアルタイム監視用のセンサーを備えたIoT対応アクチュエーター (プレッシャー, 温度, 位置), 予測メンテナンスを有効にします.
• 先端材料: 炭素繊維体 (30% スチールより軽い) オフショアでの使用; 極端な摩耗のためのセラミックシート.
• 極端な環境: 極低温モデル (-196℃) LNGの場合; 高温デザイン (800℃) 水素植物用.
• 持続可能性: 低漏れデザイン (クラスVI+) 排出量を削減するため; バルブボディのリサイクル可能な材料.

13. 結論

カスタムバタフライバルブは、最新の流体制御システムの必須コンポーネントです, コンパクトなデザインで知られています, 高速操作, そして多用途性.

もともと20世紀初頭に概念化されていました, これら バルブ 効率的で費用対効果の高いフロー制御ソリューションを必要とする産業の需要の増大を満たすために大幅に進化しました.

今日, バタフライバルブは、ような多様なセクターで広く使用されています 水処理, 石油とガス, 空調設備, 化学処理, 海洋, そして 食べ物と飲み物 産業.

彼らの人気は、ガスを含む広範囲の液体を処理する能力に由来します, 液体, そして、スラリー - 最小限の圧力降下と迅速なシャットオフ機能を備えています.

カスタムバタフライバルブは、効率のために最新の流体処理システムの基礎です, 低コスト, そして適応力.

市のパイプラインで使用されるかどうか, 産業処理, または精密制御環境, 適切な蝶のバルブを選択します - 圧力に一致します, 流体, および運用上のニーズは、長期的なパフォーマンスと信頼性に不可欠です.

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よくある質問

ウェーハとラグスタイルのバタフライバルブの違いは何ですか?

ウェーハバルブはフランジの間にクランプします (ボルト穴はありません), ラグバルブには、ボルト付きインストール用のラグがあります, 片側除去を可能にします. ラグバルブはより高い圧力に合います (≤25バー) ウェーハよりも (≤16バー).

バタフライバルブはどのくらい続きますか?

サービス寿命は、研磨環境での金属製のバルブのクリーンなサービスの回復力のあるバルブの10〜15年から5〜8年の範囲です。. 適切なメンテナンスは寿命を30〜50％延ばします.

スラリーまたは研磨液に適したバタフライバルブです?

金属製のトリプルオフセットバルブが適しています; 回復力のあるシートはすぐに侵食されます. 硬化したディスク素材を使用します (例えば, デュプレックスステンレス鋼) 拡張摩耗用.