Oblátkový motýľový ventil: China Valve Foundry

Zavedenie

Ten plátkový škrtiaci ventil je kritickým komponentom v moderných priemyselných kvapalinových systémoch, poskytuje spoľahlivú a efektívnu reguláciu prietoku v širokej škále aplikácií.

Klapkové ventily sú vo všeobecnosti obľúbené pre ich ľahkú konštrukciu, kompaktnosť, a nákladová efektívnosť.

Dizajn v štýle oblátky, najmä, je široko používaný vďaka svojej schopnosti tesne zapadnúť medzi príruby bez potreby dodatočného skrutkovania, skrátenie času inštalácie a požiadaviek na materiál.

S množstvom aplikácií HVAC systémy, úpravy vody, chemické spracovanie, a olej & plynovody, škrtiace ventily s plátkami hrajú zásadnú úlohu pri udržiavaní presnej regulácie prietoku, bezpečnosť, a prevádzkovej efektívnosti.

1. Čo je to Wafer Butterfly Valve

A doštička škrtiaci ventil je typ štvrťotáčkový ventil používa sa na reguláciu alebo izoláciu prietoku tekutín v potrubiach.

Medzi základné komponenty patrí:

• Tela: Hlavné puzdro, navrhnuté tak, aby tesne zapadli medzi dve príruby.
  Na rozdiel od prírubových alebo klapkových klapiek, plátkové ventily nevyžadujú priechodné skrutky; spoliehajú sa na kompresiu medzi prírubami pre bezpečnú inštaláciu.
• Disk: Centrálny otočný prvok, ktorý moduluje prietok. V závislosti od aplikácie, disk môže byť pevný, odvzdušnený, alebo profilované na optimalizáciu prietokových charakteristík.
• Hriadeľ/Predstavec: Spája disk s pohonom alebo ručným ovládaním, prenášanie krútiaceho momentu na otáčanie kotúča.
• Sedadlo/tesnenie: Zaisťuje tesnosť prevádzky, keď je ventil zatvorený. Materiály sedadiel sa líšia v závislosti od teploty, tlak, a chemické vlastnosti média.

Prevádzkový princíp:

Ventil funguje otáčaním kotúča 90 stupňa (štrbina). Keď je kotúč rovnobežný s tokom, ventil je úplne otvorený, umožňujúci minimálny odpor.

Otáčaním kotúča kolmo na prietok sa dosiahne úplné uzavretie, efektívne zastavenie tekutiny.

Čiastočná rotácia umožňuje škrtenie, aj keď oblátkové škrtiace ventily sú vhodnejšie zapnutie/vypnutie alebo regulácia mierneho prietoku namiesto presného merania.

Kľúčové diferenciátory od iných klapiek:

2. Dizajnové variácie: Sústredné vs. Excentrické oblátkové škrtiace ventily

Oblátkové škrtiace ventily sú navrhnuté v niekoľkých konfiguráciách, aby vyhovovali rôznym podmienkam prietoku, tlakov, a typy médií.

Dve najbežnejšie varianty dizajnu sú sústredné (tiež nazývaný „odolne sediaci“) a excentrický (dvojitý alebo trojitý posun) plátkové škrtiace ventily.

Sústredné (Odolný-sediaci) Oblátkové škrtiace ventily

Štruktúra & Princíp:

• Disk je vycentrovaný na hriadeli, ktorý prechádza stredom kotúča a telesa ventilu.
• Disk sa otáča v rámci a pružné elastomérové ​​sedlo (Napr., EPDM, NBR, Ptfe) ktorý poskytuje tesniaci povrch.
• K utesneniu dochádza predovšetkým cez elastická deformácia sedadla, keď sa kotúč otáča do zatvorenej polohy.

  

Výhody:

• Tesné vypnutie: Dosahuje bublinotesné tesnenie (Trieda VI) v mnohých aplikáciách.
• Nákladovo efektívny: Jednoduchý dizajn a menej kovových komponentov znižujú výrobné náklady.
• Nízka údržba: Výmena sedadla je jednoduchá, a konštrukcia toleruje mierne kolísanie tlaku.

Obmedzenia:

• Teplotné a tlakové obmedzenia: Elastomérové ​​sedlá zvyčajne obmedzujú použitie na teploty pod ~200 °C (392°F) a tlaky pod triedou ANSI 150-300 rozsahy.
• Nie je ideálny pre abrazívne alebo korozívne kvapaliny: Elastomérové ​​sedadlá sa môžu rýchlo opotrebovať kašou, kvapaliny naplnené pieskom, alebo vysoko agresívne chemikálie.

Žiadosti:

• Rozvod a úprava vody
• HVAC systémy
• Nízkotlakové chemické alebo potravinárske potrubia

Výstredné (Dvojité & Trojitý posun) Oblátkové škrtiace ventily

Excentrické ventily sú navrhnuté pre vyšší výkon a náročnejšie prevádzkové podmienky. Konštrukcia oddeľuje kotúč od hriadeľa a/alebo tesniacej plochy, čo znižuje trenie a časom zlepšuje utesnenie.

Dvojitý posun (Vysokovýkonný škrtiaci ventil – HPBV):

• Hriadeľ je odsadené od stredovej čiary disku a sedla, vytvorenie vačkového efektu pri zatváraní.
• Možné sú varianty kov na kov alebo mäkké sedenie.
• Znižuje trenie a opotrebovanie sedadla, predĺženie životnosti ventilu.

Trojitý posun (Kovový škrtiaci ventil – TOV):

• Pridá ďalší posun: ten os sedla v tvare kužeľa je odsadená od osi otvoru a hriadeľa.
• Poskytuje bezkontaktné tesnenie až do konečného uzavretia, minimalizovanie opotrebovania sedadla.
• Vhodné pre vysokotlakové, vysoká teplota, alebo korozívne aplikácie.

Výhody:

• Rukoväte vyššie tlaky a teploty, často až 400°C (752°F) a trieda ANSI 600+.
• Odolný voči abrazívnym a korozívnym médiám so správnym výberom materiálu (nehrdzavejúca oceľ, duplexné zliatiny, alebo potiahnuté disky).
• Dá sa dosiahnuť tesné vypnutie (Trieda VI alebo vyššia) v náročných aplikáciách.

Obmedzenia:

• Vyššie počiatočné náklady v porovnaní s koncentrickými ventilmi.
• Vyžaduje presnejšiu inštaláciu a zarovnanie.

Žiadosti:

• Olej & plynovody
• Parné a vysokoteplotné služby
• Chemický a petrochemický priemysel
• Generovanie energie

Súhrnné porovnanie:

Voľba medzi koncentrickým a excentrickým dizajnom závisí od prevádzkový tlak, teplota, stredná, a požadovanú životnosť cyklu.

Koncentrické ventily dominujú v aplikáciách s nízkym tlakom vody a HVAC, zatiaľ čo výstredné vzory vynikajú v priemyselný, chemický, a vysokoteplotné potrubia.

3. Materiály oblátkových škrtiacich ventilov

Výkon, trvanlivosť, a vhodnosť plátkových škrtiacich ventilov do značnej miery závisí od materiálov použitých na ich výrobu tela, disk, hriadeľ, a sedadlo.

Správny výber materiálu zaisťuje kompatibilitu s procesnými médiami, prevádzková teplota, tlak, a podmienky prostredia.

Materiály tela

Teleso ventilu slúži ako primárny konštrukčný prvok a rozhranie s potrubným systémom.

Výber materiálu je rozhodujúci pre zabezpečenie mechanická pevnosť, odpor, a kompatibilita s prevádzkovým tlakom a teplotou.

Materiály disku

Kotúč je pohyblivý prvok ovládajúci prietok a poskytuje tesniaci záber v pružných ventiloch alebo ventiloch s kovovým sedlom. Typické materiály:

• Nehrdzavejúca oceľ (304/316/316L): Odolnosť proti korózii a stredná pevnosť pre všeobecné použitie.
• Hliníkový bronz: Vysoký pevnosť a odolnosť proti korózii, často používané v morská voda a chemické aplikácie.
• Potiahnuté zliatiny (Ptfe, Nikel, alebo Epoxid): Poskytovať odolnosť proti oderu a chemikáliám, predĺženie životnosti v agresívnom prostredí.
• Uhlíková oceľ alebo tvárna liatina: Vhodné pre nízke náklady, aplikácie s nízkou koróziou vody, niekedy podšité gumou na utesnenie.

Materiály hriadeľa

Hriadeľ prenáša krútiaci moment z pohonu na kotúč a musí odolávať torzné napätie, korózia, a nosiť:

• Nehrdzavejúca oceľ (SS304, SS316): Bežné vo väčšine priemyselných a vodných aplikácií.
• Legovaná oceľ alebo duplexná nehrdzavejúca oceľ: Vysoká sila, používané v vysokotlakové alebo korozívne služby.
• Povrchové nátery (tvrdý chróm, Nitronic 60) znížiť odieranie a trenie, najmä v prevedení s trojitým ofsetom.

Sedadlo & Tesniace materiály

Výber sedadla je rozhodujúci tesné vypnutie, chemická kompatibilita, a teplotná odolnosť:

4. Dizajnové prvky oblátkových škrtiacich ventilov

Oblátkové škrtiace ventily sú široko oceňované kompaktnosť, všestrannosť, a jednoduchosť integrácie do potrubných systémov.

Ich konštrukčné prvky sú navrhnuté tak, aby optimalizovali riadenie toku, spoľahlivosť tesnenia, a prevádzkovej efektívnosti.

Dizajn tela v štýle oblátky

• Kompaktný a ľahký: Oblátkové ventily sú vložené medzi dve príruby, zníženie potreby dodatočných otvorov pre skrutky alebo predĺženia s okami.
  Vďaka tomu sú ľahšie a ľahšie sa inštalujú ako klapky s okom alebo prírubou.
• Kompatibilita príruby: Navrhnuté tak, aby vyhovovali štandardným ANSI, Od, alebo ISO príruby, poskytovanie široké uplatnenie v priemyselných potrubiach.
• Znížená stopa: Ideálne pre úzke priestory, kde iné typy ventilov môžu vyžadovať viac miesta.

Možnosti hriadeľa a ložísk

• Single vs. Dvojitý hriadeľ: Jednohriadeľové ventily ponúkajú jednoduchosť, zatiaľ čo dizajn s dvojitým hriadeľom zvyšuje stabilitu disku a minimalizuje kolísanie za podmienok vysokého prietoku.
• Ložiská & Puzdro: Materiály ako napr Ptfe, bronz, alebo nerezové puzdrá znížiť trenie, zlepšiť odozvu krútiaceho momentu, a predĺžiť životnosť cyklu.
• Manipulácia s vysokým krútiacim momentom: Optimalizovaná konštrukcia hriadeľa zaisťuje spoľahlivú prevádzku aj pri väčších priemeroch (až 1200 mm alebo viac) a vysokotlakové systémy.

Konfigurácie disku a sedadla

• Profily diskov: Sústredné (norma) disky sú všestranné, zatiaľ čo excentrické alebo dvojité excentrické kotúče znižujú trenie a opotrebovanie sedadla.
  Niektoré dizajny zahŕňajú a potiahnutý disk (Ptfe, epoxid, alebo niklu) pre zvýšenú chemickú odolnosť.
• Materiály sedadiel: EPDM, NBR, Viton, alebo PTFE sa vyberajú na základe teplota, chemická kompatibilita, a požiadavky na tesnenie.
  Sedadlá kov na kov sa niekedy používajú pri vysokoteplotných alebo parných aplikáciách.
• Vymeniteľné sedadlá: Mnoho plátkových škrtiacich ventilov má funkciu vymeniteľné sedacie krúžky, zjednodušenie údržby a predĺženie životnosti.

5. Možnosti ovládania oblátkových škrtiacich ventilov

Oblátkové škrtiace ventily možno ovládať manuálne alebo automaticky, s rôznymi metódy aktivácie prispôsobené rôznym Požiadavky na reguláciu toku, bezpečnostné hľadiská, a priemyselné prostredie.

Manuálne ovládanie

• Ovládané pákou: Spoločné pre malých- na ventily stredného priemeru (až 300 mm). Poskytuje rýchle ovládanie zapnutia/vypnutia s priamou vizuálnou indikáciou polohy disku.
• Ovládané prevodom (Šnekový prevod): Vhodné pre väčšie ventily (nadol 300 mm) alebo aplikácie s vysokým krútiacim momentom. Znižuje námahu operátora až o 90%, umožňujúce presné škrtenie.
• Bezpečnostné funkcie: Manuálne pohony môžu zahŕňať uzamykacie zariadenia aby sa zabránilo náhodnej prevádzke v nebezpečných systémoch.

Pneumatické ovládanie

• Jarný návrat vs. Dvojčinné:

• • Jarný návrat: Automaticky zatvára alebo otvára ventil pri strate tlaku vzduchu – ideálne pre bezpečné aplikácie.
  • Dvojčinné: Používa tlak vzduchu pre cykly otvárania aj zatvárania, poskytovanie rýchlejšiu odozvu a presné polohovanie.

• Schopnosť krútiaceho momentu: Pneumatické pohony môžu generovať prekračujúce krútiace momenty 5000 Nm, umožňujúci prevádzku ventilov vo veľkých potrubiach (>1000 mm) alebo vysokotlakové systémy.
• Integrácia riadenia: Ľahko integrovateľný s modulačné riadiace systémy (0–10 V alebo 4–20 mA signálov) pre automatická regulácia prietoku.

Elektrické ovládanie

• Motorom poháňané prevodovky: Vhodné na diaľkové ovládanie, presné škrtenie, a automatizované riadenie procesov.
• Modulačné alebo On/Off Control: Môže poskytnúť priebežná kontrola, umožňuje variabilné polohovanie od 0° do 90° s vysokou presnosťou (±1° typické).
• Úvahy o sile: Elektrické pohony vyžadujú správne dimenzovanie na základe krútiaci moment ventilu, tlakový rozdiel, a frekvenciu cyklu aby sa zabránilo preťaženiu motora.

6. Výkonnostné parametre oblátkového motýľového ventilu

Oblátkové klapky sa hodnotia na základe niekoľkých výkonnostné parametre ktoré určujú ich vhodnosť pre konkrétne priemyselné aplikácie.

Tieto parametre zahŕňajú tlakové hodnotenie, teplotné limity, prietokové charakteristiky, únikový výkon, a prevádzkový krútiaci moment.

Pochopenie týchto faktorov zaisťuje efektívne riadenie prietoku, bezpečnosť, a dlhodobá spoľahlivosť.

Hodnoty tlaku

• Triedy ANSI/ASME: Väčšina plátkových škrtiacich ventilov je hodnotená podľa Trieda ANSI 150, 300, alebo 600, zodpovedajúce maximálnym pracovným tlakom od 19 bar (275 psi) do 148 bar (2150 psi) pri teplote okolia.
• Vysokotlakové aplikácie: Špeciálne navrhnuté ventily z nehrdzavejúcej ocele alebo uhlíkovej ocele dokážu zvládnuť vyššie tlaky 100 bar (1450 psi) v priemyselné potrubia alebo parné systémy.
• Tlak vs teplota: Typické hodnotenia ventilov pokles pri zvýšených teplotách. Napríklad, trieda 150 doštičkový ventil z tvárnej liatiny určený pre 19 bar pri 20 °C môže klesnúť na 15 bar pri 121°C.

Teplotné limity

• Závisí od materiálu sedadla:

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

• Zohľadnenie materiálu tela: Nerezová oceľ a uhlíková oceľ môžu fungovať až 400–482 °C, pričom liatina je obmedzená na 121° C.

Koeficient (Životopis)

• Ten Hodnota CV označuje prietokovú kapacitu ventilu: objem vody (v amerických galónoch za minútu) ktorý prechádza ventilom s a 1 pokles tlaku psi.
• Typické plátkové škrtiace ventily majú Hodnoty Cv v rozmedzí od 25 do 5000, v závislosti od priemer (DN 50–1200 mm) a dizajn disku.
• Dizajn s vysokým Cv zabezpečuje minimálny pokles tlaku a energeticky efektívne čerpanie, najmä v HVAC a rozvody vody.

Úniková trieda

• Klapkové klapky sa skúšajú podľa API 598, ISO 5208, alebo BS 5155 štandardy.
• Bežné triedy úniku:

• • Trieda II: Nízkotlakové nekritické aplikácie
  • Trieda IV: Stredná tesnosť pre vodu, vysielať, a kvapaliny s nízkou viskozitou
  • Trieda VI: Vysoko presné tesnenie pre pary, plyn, alebo chemická služba, dosiahnutie zatvorenie bubliny (<0.01% menovitého prietoku)

Požiadavky na krútiaci moment

• Krútiaci moment sa líši podľa veľkosť ventilu, tlakový rozdiel, materiál sedadla, a typ pohonu.
• Príklad: A DN 300 Oblátkový ventil s EPDM môže vyžadovať 150-250 Nm pôsobiť pod 10 barový tlak, zatiaľ čo a DN 600 Ventil s PTFE sedlom môže potrebovať 450– 600 Nm.
• Správna veľkosť zabraňuje preťaženie pohonu, znižuje opotrebovanie sedadiel a hriadeľov, a zabezpečuje spoľahlivá cyklistika.

Trvanlivosť a životnosť cyklu

• Priemyselné plátkové klapky sú určené pre 50,000 do 500,000 cykly v závislosti od spôsob ovládania a médiá.
• Vysokovýkonné ventily z nehrdzavejúcej ocele vo vodných alebo vzduchových aplikáciách môžu prekročiť 1 milión cyklov s minimálnou údržbou.
• Komponenty náchylné na opotrebovanie: Sedadlá a hriadele sú pravidelne kontrolované, najmä v abrazívne alebo korozívne médiá.

7. Aplikácie oblátkových škrtiacich ventilov

• HVAC systémy: Regulácia prietoku vzduchu a vody vo veľkých budovách
• Úprava vody: Surová voda, odpadová voda, a potrubia na dávkovanie chemikálií
• Chemické spracovanie: Korozívne kvapaliny a plyny
• Olej & plyn: Palivové potrubia, stlačený vzduch, a ventilačné systémy
• Jedlo & nápoj, liečiv: Hygienické ventily so sedlami z EPDM/PTFE na čistenie na mieste (Cip) systémy
• Pary, plyn, a kašu: Dizajn s trojitým ofsetom odoláva abrazívnym a vysokoteplotným médiám

8. Výhody a obmedzenia

Výhody Wafer Butterfly Valve

• Kompaktný a ľahký, zníženie nákladov na inštaláciu o 15–25 % v porovnaní s prírubovými ventilmi
• Pokles nízkeho tlaku (~2–5% pri úplnom otvorení)
• Rýchla štvrťotáčková prevádzka
• Minimálne nároky na údržbu
• Flexibilné možnosti materiálov pre korozívne a vysokoteplotné prostredia

Obmedzenia Wafer Butterfly Valve

• Nie je ideálny pre ultravysokotlakové alebo vysoko abrazívne médiá
• Pri častom škrtení alebo manipulácii s kašou môže dôjsť k opotrebovaniu sedadla
• U ventilov s veľkým priemerom sa môže zvýšiť krútiaci moment, vyžadujúce ovládače

9. Porovnanie s inými typmi ventilov

Oblátkové klapky sú široko používané v priemysle kvôli ich kompaktný dizajn, nákladová efektívnosť, a mierny výkon,

ale pre pochopenie je dôležité ich porovnať s inými bežnými typmi ventilov vhodnosť, obmedzenia, a výkonnostné rozdiely.

10. Normy a súlad

Uzáverové klapky musia spĺňať globálne normy, aby bola zaistená bezpečnosť, interoperability, a výkon:

• API 609: Riadi dizajn, materiál, testovanie, a označenie klapiek (povinné pre ropu a plyn).
• ISO 10631: Medzinárodná norma pre škrtiace klapky (zosúladí s API 609).
• ASME B16.34: Špecifikuje menovité hodnoty tlaku a teploty pre kovové ventily.
• ANSI/ISA-75.01: Pre dimenzovanie regulačných ventilov a prietokové charakteristiky (škrtiace aplikácie).
• 3-A Sanitárne normy: Na jedlo, mliekareň, a farmaceutických ventilov (hygienický dizajn).

Súlad s týmito normami zabezpečuje, že ventil spĺňa špecifické priemyselné požiadavky (Napr., nízke emisie ropy a plynu, hygiena potravín).

11. Budúce trendy v technológii oblátkového motýľového ventilu

Inovácia v oblasti škrtiacich klapiek je poháňaná udržateľnosťou, automatizácia, a extrémne potreby prostredia:

• Inteligentné ventily: Integrácia senzorov (tlak, teplota, pozíciu) a pripojenie IoT na monitorovanie výkonu v reálnom čase.
  Napríklad, bezdrôtové senzory zisťujú netesnosť sedadiel a prenášajú údaje do systémov SCADA závodu, umožňujúci prediktívnu údržbu.
• Dizajn s nízkymi emisiami: Vylepšené tesnenie stonky (Napr., dvojité balenie s grafitom) splniť ISO 15848-1 Trieda AH (≤1×10⁻⁹ Pa·m³/s fugitívne emisie)—kritické pre ropný, plynárenský a chemický priemysel.
• Pokročilé materiály: Použitie kotúčov s keramickým povrchom (pre odolnosť proti oderu) a termoplastické kompozity (pre ľahké, korózii odolné telá) na predĺženie životnosti v náročných podmienkach.
• Aditívna výroba: 3D-tlačené komponenty ventilov (Napr., excentrické disky, vložky sedadiel) na vytvorenie zložitých geometrií, ktoré zlepšujú tesnenie a znižujú hmotnosť.

12. Záver

Oblátkové škrtiace ventily získali svoje miesto ako všestranný, nákladovo efektívne riešenie kontroly tekutín, vyvážený kompaktný dizajn, rýchla prevádzka, a široká materiálová kompatibilita.

Ich schopnosť zvládnuť veľké priemery, obojsmerný tok, a vďaka rôznym tekutinám sú nepostrádateľné pri úprave vody, HVAC, chemické spracovanie, a ropa a plyn.

Pochopením dizajnových variácií (koncentrický vs. excentrický), výber materiálu, a metriky výkonnosti, inžinieri si môžu vybrať správny ventil pre svoju aplikáciu, čím sa zabezpečí účinnosť, bezpečnosť, a dlhú životnosť.

Časté otázky

Môžu byť doštičkové klapky inštalované vertikálne?

Áno, ale uistite sa, že je ovládač namontovaný nad ventilom, aby sa zabránilo vniknutiu tekutiny do ovládača. Pre veľké ventily (>12 palcov), použite podpornú konzolu na zníženie napätia príruby.

Zvládnu plynové škrtiace ventily?

Áno, ale iba dvojité/trojité excentrické konštrukcie s netesnosťou triedy VI (PTFE alebo kovové sedadlá).

Uistite sa, že ventil je testovaný podľa ISO 15848-1 Trieda AH pre nízke emisie (kritické pre zemný plyn alebo toxické plyny).

Aká je maximálna veľkosť potrubia pre doštičkový škrtiaci ventil?

Väčšina výrobcov ponúka plátkové klapky až do 48 palcov (1200 mm) v priemere, vhodné pre veľké úpravy vody alebo ropovody a plynovody.

Ako opravím netesnosť sedla v doštičkovom škrtiacom ventile?

Po prvé, vyčistite ventil, aby ste odstránili nečistoty. Ak únik pretrváva, vymeňte sedadlo (zabezpečiť kompatibilitu s médiom/teplotou). Pre ventily s kovovým sedlom, obnovte povrch disku/sedla brúsením.

Sú plátkové škrtiace ventily vhodné pre parnú prevádzku?

Áno – použite trojité excentrické ventily s kovovým sedlom (Trieda ANSI 300–600) s uhlíkovou oceľou alebo telom 316L. Vyhnite sa mäkkým sedadlám (EPDM/PTFE), ktoré degradujú nad 260°C.

Aký je rozdiel medzi triedou ANSI 150 a 300 oblátkové ventily?

Trieda ANSI 150 ventily zvládnuť až 28 bar (20° C), zatiaľ čo Trieda 300 zvládne až 70 bar (20° C).

Triedny 300 ventily majú hrubšie telá a pevnejšie drieky, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie s vyšším tlakom (Napr., chemické reaktory).