Στον τομέα του βιομηχανικού ελέγχου ρευστών,βαλβίδες πεταλούδαςπαίζουν κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση, την κατεύθυνση και την απομόνωση της ροής υγρών, αερίων και πολτών σε αγωγούς. Μια βαλβίδα πεταλούδας με φλάντζα είναι ένας τύπος σύνδεσης, που διαθέτει ενσωματωμένες φλάντζες και στα δύο άκρα του σώματος της βαλβίδας, επιτρέποντας ασφαλείς βιδωτές συνδέσεις στις φλάντζες των σωλήνων.
Ο μηχανισμός περιστροφής ενός τετάρτου της στροφής ενόςβαλβίδα πεταλούδας με φλάντζατο διακρίνει από τις γραμμικές βαλβίδες όπως οι βαλβίδες πύλης ή οι σφαιρικές βαλβίδες, προσφέροντας πλεονεκτήματα στην ταχύτητα και την αποδοτικότητα του χώρου.
Αυτό το άρθρο θα εμβαθύνει στις λεπτομέρειες των βαλβίδων πεταλούδας με φλάντζα, καλύπτοντας τον σχεδιασμό, τους τύπους, τα υλικά, τις εφαρμογές, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, την εγκατάσταση, τη συντήρηση, τις συγκρίσεις με άλλες βαλβίδες και τις μελλοντικές τάσεις.
1. Ορισμός και Αρχή Λειτουργίας
Μια βαλβίδα πεταλούδας με φλάντζα είναι μια βαλβίδα περιστροφικής κίνησης 90 μοιρών που χαρακτηρίζεται από έναν δίσκο που ελέγχει τη ροή του ρευστού μέσω της περιστροφής του στελέχους. Το σώμα της βαλβίδας διαθέτει φλάντζες και στα δύο άκρα για άμεσες βιδωτές συνδέσεις στον αγωγό. Οι βαλβίδες πεταλούδας με φλάντζα διαθέτουν υπερυψωμένες ή επίπεδες φλάντζες με οπές μπουλονιών, παρέχοντας μια πιο στιβαρή και σταθερή σύνδεση κατάλληλη για εφαρμογές χαμηλής, μέσης και υψηλής πίεσης, καθώς και για μικρές, μεσαίες και μεγάλες διαμέτρους.
Η αρχή λειτουργίας είναι απλή και αποτελεσματική. Μια βαλβίδα αποτελείται από ένα σώμα βαλβίδας, έναν δίσκο βαλβίδας, ένα στέλεχος βαλβίδας, μια έδρα βαλβίδας και έναν ενεργοποιητή. Όταν λειτουργεί μια λαβή ή ένα γρανάζι ή όταν το στέλεχος βαλβίδας περιστρέφεται από έναν αυτόματο ενεργοποιητή, ο δίσκος βαλβίδας περιστρέφεται από μια θέση παράλληλη προς τη διαδρομή ροής (πλήρως ανοιχτός) σε μια κάθετη θέση (πλήρως κλειστός). Στην ανοιχτή θέση, ο δίσκος βαλβίδας ευθυγραμμίζεται με τον άξονα του αγωγού, ελαχιστοποιώντας την αντίσταση ροής και την απώλεια πίεσης. Όταν είναι κλειστός, ο δίσκος βαλβίδας σφραγίζει στην έδρα μέσα στο σώμα της βαλβίδας.
Αυτός ο μηχανισμός επιτρέπει την ταχεία λειτουργία της βαλβίδας, η οποία συνήθως απαιτεί μόνο περιστροφή 90 μοιρών, γεγονός που την καθιστά ταχύτερη από τις βαλβίδες πολλαπλών στροφών. Οι βαλβίδες πεταλούδας με φλάντζα μπορούν να χειριστούν αμφίδρομη ροή και συνήθως είναι εξοπλισμένες με ανθεκτικές ή μεταλλικές έδρες για να διασφαλίζεται η στεγανή διακοπή. Ο σχεδιασμός τους τις καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλες για συστήματα που απαιτούν συχνές εναλλαγές ή όπου ο χώρος είναι περιορισμένος.
2. Στοιχεία
Τα κύρια εξαρτήματα περιλαμβάνουν:
- Σώμα βαλβίδαςΤο εξωτερικό περίβλημα, συνήθως μια κατασκευή με διπλή φλάντζα, παρέχει δομικές συνδέσεις και στεγάζει τα εσωτερικά εξαρτήματα. Ο ανθρακούχος χάλυβας χρησιμοποιείται για γενική χρήση, ο ανοξείδωτος χάλυβας για αντοχή στη διάβρωση, ο νικελιούχος-αλουμινένιος χαλκός για θαλάσσια περιβάλλοντα και ο κράμα χάλυβα για ακραίες συνθήκες.
Δίσκος βαλβίδας:Το περιστρεφόμενο στοιχείο, διαθέσιμο είτε σε αεροδυναμικό είτε σε επίπεδο σχεδιασμό, ελέγχει τη ροή. Ο δίσκος μπορεί να κεντραριστεί ή να μετατοπιστεί για βελτιωμένη απόδοση. Ανοξείδωτο ατσάλι, αλουμίνιο-μπρούντζος ή επικαλυμμένο με νάιλον για βελτιωμένη αντοχή στη φθορά.
- ΣτέλεχοςΟ άξονας που συνδέει τον δίσκο της βαλβίδας με τον ενεργοποιητή μεταδίδει περιστροφική δύναμη. Ο ανοξείδωτος χάλυβας ή τα κράματα υψηλής αντοχής αντέχουν τη ροπή.
Χρησιμοποιούνται συνήθως άξονες διέλευσης ή μίσχοι δύο τεμαχίων, εξοπλισμένοι με στεγανοποιήσεις για την αποφυγή διαρροών.
- ΚάθισμαΗ επιφάνεια στεγανοποίησης είναι κατασκευασμένη από ελαστομερές υλικό όπως EPDM ή PTFE. EPDM (-20°F έως 250°F), BUNA-N (0°F έως 200°F), Βίτον (-10°F έως 400°F), ή PTFE (-100°F έως 450°F) χρησιμοποιείται για μαλακές σφραγίσεις. Μεταλλικά υλικά όπως ανοξείδωτος χάλυβας ή Inconel χρησιμοποιούνται για σκληρές σφραγίσεις υψηλής θερμοκρασίας.
- ΕνεργοποιητήςΛειτουργεί χειροκίνητα (λαβή, γρανάζι) ή μηχανοκίνητα (πνευματικά, ηλεκτρικά).
- Συσκευασία και φλάντζεςΒεβαιωθείτε για στεγανές στεγανοποιήσεις μεταξύ των εξαρτημάτων και στις συνδέσεις φλάντζας.
Αυτά τα εξαρτήματα συνεργάζονται για να παρέχουν αξιόπιστο έλεγχο ροής.
3. Τύποι βαλβίδων πεταλούδας με φλάντζα
Οι βαλβίδες πεταλούδας με φλάντζα μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ως εξής με βάση την ευθυγράμμιση του δίσκου, τη μέθοδο ενεργοποίησης και τον τύπο αμαξώματος.
3.1 Ευθυγράμμιση
- Ομόκεντρη (μηδενική μετατόπιση): Το στέλεχος της βαλβίδας εκτείνεται μέσα από το κέντρο του δίσκου και διαθέτει ελαστική έδρα. Αυτή η βαλβίδα είναι κατάλληλη για εφαρμογές χαμηλής πίεσης με θερμοκρασίες έως 250°F.°F.
- Διπλή μετατόπιση: Το στέλεχος της βαλβίδας είναι μετατοπισμένο πίσω από τον δίσκο και εκτός κέντρου, μειώνοντας τη φθορά της έδρας. Αυτή η βαλβίδα είναι κατάλληλη για εφαρμογές μέσης πίεσης και θερμοκρασίες έως 400°F.
- Τριπλή μετατόπιση: Η αυξημένη κωνική γωνία έδρας δημιουργεί στεγανοποίηση μετάλλου με μέταλλο. Αυτή η βαλβίδα είναι κατάλληλη για υψηλή πίεση (έως Κλάση 600) και υψηλή θερμοκρασία (έως 1200°ΣΤ) εφαρμογές και πληροί τις απαιτήσεις μηδενικής διαρροής.
3.2 Μέθοδος ενεργοποίησης
Οι τύποι ενεργοποίησης περιλαμβάνουν χειροκίνητο, πνευματικό, ηλεκτρικό και υδραυλικό για να καλύψουν διάφορες λειτουργικές απαιτήσεις.
4. Εφαρμογές στον κλάδο
Οι βαλβίδες πεταλούδας με φλάντζα χρησιμοποιούνται ευρέως στους ακόλουθους τομείς:
- Επεξεργασία Νερού και Λυμάτων: Χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της ροής σε μονάδες επεξεργασίας και συστήματα εκτροπής. - Χημική Επεξεργασία: Η διαχείριση οξέων, αλκαλίων και διαλυτών απαιτεί υλικά ανθεκτικά στη διάβρωση.
- Πετρέλαιο & Φυσικό Αέριο: Σωληνώσεις για αργό πετρέλαιο, φυσικό αέριο και διεργασίες διύλισης.
- Συστήματα HVAC: Ελέγχουν τη ροή αέρα και νερού σε δίκτυα θέρμανσης και ψύξης.
- Παραγωγή ενέργειας: Διαχειρίζεται τον ατμό, το νερό ψύξης και το καύσιμο.
- Τρόφιμα & Ποτά: Υγιεινός σχεδιασμός για ασηπτικό χειρισμό υγρών.
- Φαρμακευτική: Ακριβής έλεγχος σε αποστειρωμένα περιβάλλοντα.
- Θαλάσσια & Χαρτοπολτός & Χαρτί: Χρησιμοποιείται για θαλασσινό νερό, χαρτοπολτό και χημική επεξεργασία.
5. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των βαλβίδων πεταλούδας με φλάντζα
5.1 Πλεονεκτήματα:
- Συμπαγές και ελαφρύ, μειώνοντας το κόστος εγκατάστασης και τις απαιτήσεις χώρου.
- Γρήγορη λειτουργία σε ένα τέταρτο της στροφής και γρήγορη απόκριση.
- Χαμηλότερο κόστος για μεγαλύτερες διαμέτρους.
- Χαμηλή απώλεια πίεσης όταν είναι ανοιχτή, ενεργειακά αποδοτική και αποδοτική.
- Κατάλληλο για εναλλαγή ρευστών με εξαιρετική απόδοση στεγανοποίησης.
- Εύκολο στη συντήρηση και συμβατό με συστήματα αυτοματισμού.
5.2 Μειονεκτήματα:
- Ο δίσκος της βαλβίδας μπλοκάρει τη ροή όταν είναι ανοιχτός, με αποτέλεσμα κάποια απώλεια πίεσης. - Περιορισμένη ικανότητα στραγγαλισμού σε εφαρμογές υψηλής πίεσης, που ενδεχομένως προκαλεί σπηλαίωση.
- Οι μαλακές έδρες βαλβίδων φθείρονται πιο γρήγορα σε λειαντικά μέσα.
- Το πολύ γρήγορο κλείσιμο μπορεί να προκαλέσει υδραυλικό πλήγμα.
- Ορισμένα σχέδια απαιτούν υψηλότερες αρχικές ροπές, απαιτώντας ισχυρότερους ενεργοποιητές.
6. Πώς να εγκαταστήσετε μια βαλβίδα πεταλούδας
Κατά την εγκατάσταση, ευθυγραμμίστε τη φλάντζα της βαλβίδας με τη φλάντζα του σωλήνα, διασφαλίζοντας ότι οι οπές των μπουλονιών ταιριάζουν.
Τοποθετήστε μια φλάντζα για στεγανοποίηση.
Στερεώστε με βίδες και παξιμάδια, σφίγγοντας ομοιόμορφα για να αποφύγετε παραμόρφωση.
Οι βαλβίδες διπλής φλάντζας απαιτούν ταυτόχρονη ευθυγράμμιση και των δύο πλευρών. Οι βαλβίδες τύπου ωτίδας μπορούν να βιδώνονται στη μία πλευρά κάθε φορά.
Ελέγξτε την ελευθερία κίνησης του δίσκου κυκλώνοντας τη βαλβίδα πριν από την άσκηση πίεσης.
Όταν εγκαθίσταται κάθετα, το στέλεχος της βαλβίδας πρέπει να τοποθετείται οριζόντια για να αποτρέπεται η συσσώρευση ιζημάτων.
Ακολουθείτε πάντα τις οδηγίες του κατασκευαστή και τα πρότυπα δοκιμών, όπως το API 598.
7. Πρότυπα και Κανονισμοί
Βαλβίδες πεταλούδας με φλάντζαπρέπει να συμμορφώνεται με τα πρότυπα ασφάλειας και διαλειτουργικότητας:
- Σχεδίαση: API 609, EN 593, ASME B16.34. - Δοκιμή: API 598, EN 12266-1, ISO 5208.
- Φλάντζες: ASME B16.5, DIN, JIS.
- Πιστοποιήσεις: CE, SIL3, API 607(πυρασφάλεια).
8. Σύγκριση με άλλες βαλβίδες
Σε σύγκριση με τις βαλβίδες πύλης, οι βαλβίδες πεταλούδας με φλάντζα λειτουργούν ταχύτερα και προσφέρουν δυνατότητες στραγγαλισμού, αλλά είναι ελαφρώς λιγότερο ανθεκτικές στη ροή.
Σε σύγκριση με τις σφαιρικές βαλβίδες, είναι πιο οικονομικές για μεγαλύτερες διαμέτρους, αλλά παρουσιάζουν μεγαλύτερη απώλεια πίεσης κατά το άνοιγμα.
Οι σφαιρικές βαλβίδες προσφέρουν καλύτερο στραγγαλισμό ακριβείας, αλλά είναι μεγαλύτερες και ακριβότερες.
Συνολικά, οι βαλβίδες πεταλούδας υπερέχουν σε εφαρμογές με περιορισμένο χώρο και κόστος.