Ελαστικές βαλβίδες πεταλούδαςείναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος βαλβίδας πεταλούδας σε βιομηχανικούς αγωγούς. Χρησιμοποιούν ελαστικά υλικά όπως το καουτσούκ ως επιφάνεια στεγανοποίησης, βασιζόμενα στην «ανθεκτικότητα του υλικού» και τη «δομική συμπίεση» για την επίτευξη απόδοσης στεγανοποίησης.
Αυτό το άρθρο όχι μόνο εισάγει τη δομή, τις χρήσεις και τα υλικά, αλλά τα αναλύει και από γενικές γνώσεις έως εις βάθος λογική.
1. Βασική Κατανόηση των Ελαστικών Βαλβίδων Πεταλούδας (Σύντομη Περιγραφή)
1.1 Βασική Δομή
Σώμα βαλβίδας:Συνήθως τύπος πλακιδίων, τύπος ωτίδας ή τύπος με φλάντζα.
Δίσκος βαλβίδας:Μια κυκλική μεταλλική πλάκα που συμπιέζει το ελαστικό κάθισμα όταν είναι κλειστό για να δημιουργήσει μια στεγανοποίηση.
Έδρα βαλβίδας:Κατασκευασμένο από ελαστικά υλικά όπως NBR/EPDM/PTFE/επένδυση από καουτσούκ, που λειτουργούν σε συνδυασμό με τον δίσκο της βαλβίδας.
Στέλεχος βαλβίδας:Χρησιμοποιεί κυρίως σχεδιασμό μονού ή διπλού άξονα.
Ενεργοποιητής:Λαβή, γρανάζι ατέρμονα κοχλία, ηλεκτρικό, πνευματικό, κ.λπ.
1.2 Κοινά χαρακτηριστικά
Το επίπεδο στεγανοποίησης συνήθως επιτυγχάνει μηδενική διαρροή.
Χαμηλό κόστος και ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Χρησιμοποιείται κυρίως σε συστήματα χαμηλής έως μέσης πίεσης, όπως βιομηχανίες νερού, κλιματισμού, HVAC και ελαφρών χημικών.
2. Παρανοήσεις σχετικά με τις ανθεκτικές βαλβίδες πεταλούδας
2.1 Η ουσία της στεγανοποίησης είναι η ανθεκτικότητα του καουτσούκ
Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν: «Τα ανθεκτικά καθίσματα βασίζονται στην ανθεκτικότητα του καουτσούκ για τη στεγανοποίησή τους».
Η πραγματική ουσία της σφράγισης είναι:
Απόσταση από το κέντρο του σώματος της βαλβίδας + το κέντρο του στελέχους της βαλβίδας + πάχος του δίσκου της βαλβίδας + μέθοδος ενσωμάτωσης της έδρας της βαλβίδας
Μαζί δημιουργούν μια «ελεγχόμενη ζώνη συμπίεσης».
Με απλά λόγια:
Το καουτσούκ δεν μπορεί να είναι πολύ χαλαρό ή πολύ σφιχτό· βασίζεται σε μια «ζώνη συμπίεσης στεγανοποίησης» που ελέγχεται με ακρίβεια κατεργασίας.
Γιατί είναι αυτό κρίσιμο;
Ανεπαρκής συμπίεση: Η βαλβίδα παρουσιάζει διαρροές όταν είναι κλειστή.
Υπερβολική συμπίεση: Εξαιρετικά υψηλή ροπή, πρόωρη γήρανση του καουτσούκ.
2.2 Είναι ένα πιο αεροδυναμικό σχήμα δίσκου πιο ενεργειακά αποδοτικό;
Κοινή άποψη: Οι βελτιωμένοι δίσκοι βαλβίδων μπορούν να μειώσουν την απώλεια πίεσης.
Αυτό ισχύει σύμφωνα με τη θεωρία της «μηχανικής των ρευστών», αλλά δεν είναι πλήρως εφαρμόσιμο στην πραγματική εφαρμογή των ελαστικών βαλβίδων πεταλούδας.
Λόγος:
Η κύρια πηγή απώλειας πίεσης στις βαλβίδες πεταλούδας δεν είναι το σχήμα του δίσκου της βαλβίδας, αλλά το «φαινόμενο της σήραγγας μικροκαναλιών» που προκαλείται από τη συστολή του ελαστικού της έδρας της βαλβίδας. Ο πολύ λεπτός δίσκος της βαλβίδας μπορεί να μην παρέχει επαρκή πίεση επαφής, οδηγώντας ενδεχομένως σε ασυνεχείς γραμμές στεγανοποίησης και διαρροές.
Ένας αεροδυναμικός δίσκος βαλβίδας μπορεί να προκαλέσει αιχμηρά σημεία πίεσης στο λάστιχο, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του.
Επομένως, ο σχεδιασμός των βαλβίδων πεταλούδας με μαλακή έδρα δίνει προτεραιότητα στη «σταθερότητα της γραμμής στεγανοποίησης» έναντι της αεροδυναμικής διαμόρφωσης.
2.3 Οι βαλβίδες πεταλούδας με μαλακή έδρα έχουν μόνο κεντρική δομή
Λέγεται συχνά στο διαδίκτυο ότι οι εκκεντρικές βαλβίδες πεταλούδας θα πρέπει να χρησιμοποιούν μεταλλικές σκληρές σφραγίδες.
Ωστόσο, η εμπειρία της μηχανικής στον πραγματικό κόσμο δείχνει ότι:
Η διπλή εκκεντρότητα βελτιώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των ανθεκτικών βαλβίδων πεταλούδας.
Λόγος:
Διπλή εκκεντρότητα: Ο δίσκος της βαλβίδας έρχεται σε επαφή με το λάστιχο μόνο κατά τις τελευταίες 2-3 μοίρες κλεισίματος, μειώνοντας σημαντικά την τριβή.
Χαμηλότερη ροπή, που οδηγεί σε πιο οικονομική επιλογή ενεργοποιητή.
2.4 Η κύρια παράμετρος για το ελαστικό κάθισμα είναι το "όνομα του υλικού"*
Οι περισσότεροι χρήστες επικεντρώνονται μόνο σε:
EPDM
Εθνική Τράπεζα
Βίτον (FKM)
Αλλά αυτό που επηρεάζει πραγματικά τη διάρκεια ζωής είναι:
2.4.1 Σκληρότητα Shore:
Για παράδειγμα, η σκληρότητα Shore A του EPDM δεν είναι περίπτωση του τύπου «όσο πιο μαλακό τόσο το καλύτερο». Συνήθως, το 65-75 είναι το βέλτιστο σημείο ισορροπίας, επιτυγχάνοντας μηδενική διαρροή σε χαμηλή πίεση (PN10-16).
Πολύ μαλακό: Χαμηλή ροπή αλλά σκίζεται εύκολα. Σε αιχμές υψηλής πίεσης (>2 MPa) ή σε τυρβώδη περιβάλλοντα, το μαλακό καουτσούκ συμπιέζεται υπερβολικά, προκαλώντας παραμόρφωση εξώθησης. Επιπλέον, οι υψηλές θερμοκρασίες (>80°C) μαλακώνουν περαιτέρω το καουτσούκ.
Πολύ σκληρό: Δύσκολο στη σφράγιση, ειδικά σε συστήματα χαμηλής πίεσης (<1 MPa), όπου το καουτσούκ δεν μπορεί να συμπιεστεί επαρκώς για να σχηματίσει μια αεροστεγή διεπαφή, με αποτέλεσμα μικροδιαρροές.
2.4.2 Θερμοκρασία βουλκανισμού και χρόνος σκλήρυνσης
Η θερμοκρασία βουλκανισμού και ο χρόνος σκλήρυνσης ελέγχουν τη διασύνδεση των μοριακών αλυσίδων του καουτσούκ, επηρεάζοντας άμεσα τη σταθερότητα της δομής του δικτύου και τη μακροπρόθεσμη απόδοση. Το τυπικό εύρος είναι 140-160°C, 30-60 λεπτά. Πολύ υψηλές ή πολύ χαμηλές θερμοκρασίες οδηγούν σε ανομοιόμορφη σκλήρυνση και επιταχυνόμενη γήρανση. Η εταιρεία μας χρησιμοποιεί γενικά πολυσταδιακή βουλκανοποίηση (προ-σκλήρυνση στους 140°C, ακολουθούμενη από μετα-σκλήρυνση στους 150°C). 2.4.3 Σκλήρυνση με συμπίεση
Η συμπίεση αναφέρεται στο ποσοστό μόνιμης παραμόρφωσης που υφίσταται το καουτσούκ υπό συνεχή τάση (συνήθως 25%-50% συμπίεση, δοκιμασμένη στους 70°C/22 ώρες, ASTM D395) και δεν μπορεί να ανακάμψει πλήρως. Η ιδανική τιμή για συμπίεση είναι <20%. Αυτή η τιμή αποτελεί το «σημείο συμφόρησης» για τη μακροχρόνια στεγανοποίηση της βαλβίδας. Η μακροχρόνια υψηλή πίεση οδηγεί σε μόνιμα κενά, σχηματίζοντας σημεία διαρροής.
2.4.4 Αντοχή σε εφελκυσμό
Α. Η αντοχή σε εφελκυσμό (συνήθως >10 MPa, ASTM D412) είναι η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει το καουτσούκ πριν από τη θραύση σε εφελκυσμό και είναι κρίσιμη για την αντοχή στη φθορά και το σκίσιμο της έδρας της βαλβίδας. Η περιεκτικότητα σε καουτσούκ και η αναλογία αιθάλης καθορίζουν την αντοχή σε εφελκυσμό της έδρας της βαλβίδας.
Στις βαλβίδες πεταλούδας, αντιστέκεται στη διάτμηση από την άκρη του δίσκου της βαλβίδας και στην πρόσκρουση του ρευστού.
2.4.5 Ο μεγαλύτερος κρυφός κίνδυνος των βαλβίδων πεταλούδας είναι η διαρροή.
Στα μηχανικά ατυχήματα, η διαρροή συχνά δεν είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα, αλλά μάλλον η αύξηση της ροπής.
Αυτό που πραγματικά οδηγεί σε αποτυχία του συστήματος είναι:
Ξαφνική αύξηση ροπής → ζημιά στο γρανάζι ατέρμονα κοχλία → ενεργοποίηση του ενεργοποιητή → μπλοκάρισμα βαλβίδας
Γιατί αυξάνεται ξαφνικά η ροπή;
- Διαστολή της έδρας της βαλβίδας λόγω υψηλής θερμοκρασίας
- Απορρόφηση νερού και διαστολή του καουτσούκ (ειδικά EPDM χαμηλής ποιότητας)
- Μόνιμη παραμόρφωση του καουτσούκ λόγω μακροχρόνιας συμπίεσης
- Ακατάλληλος σχεδιασμός του διακένου μεταξύ του στελέχους της βαλβίδας και του δίσκου της βαλβίδας
- Η έδρα της βαλβίδας δεν έχει σπάσει σωστά μετά την αντικατάσταση
Επομένως, η «καμπύλη ροπής» είναι ένας πολύ σημαντικός δείκτης.
2.4.6 Η ακρίβεια κατεργασίας του σώματος της βαλβίδας δεν είναι ασήμαντη.
Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν λανθασμένα ότι η στεγανοποίηση των βαλβίδων πεταλούδας με μαλακή έδρα βασίζεται κυρίως στο καουτσούκ, επομένως οι απαιτήσεις ακρίβειας κατεργασίας του σώματος της βαλβίδας δεν είναι υψηλές.
Αυτό είναι εντελώς λάθος.
Η ακρίβεια του σώματος της βαλβίδας επηρεάζει:
Βάθος αυλάκωσης έδρας βαλβίδας → απόκλιση συμπίεσης στεγανοποίησης, που προκαλεί εύκολα κακή ευθυγράμμιση κατά το άνοιγμα και το κλείσιμο.
Ανεπαρκής λοξότμηση της άκρης της αυλάκωσης → γρατσουνιές κατά την εγκατάσταση της έδρας της βαλβίδας
Σφάλμα στην κεντρική απόσταση του δίσκου βαλβίδας → εντοπισμένη υπερβολική επαφή
2.4.7 Ο πυρήνας των «βαλβίδων πεταλούδας με πλήρη επένδυση από καουτσούκ/PTFE» είναι ο δίσκος της βαλβίδας.
Ο πυρήνας της πλήρως επενδεδυμένης με καουτσούκ ή PTFE δομής δεν είναι να «έχει μια μεγαλύτερη περιοχή που να φαίνεται ανθεκτική στη διάβρωση», αλλά να εμποδίζει το μέσο να εισέλθει στα μικροκανάλια μέσα στο σώμα της βαλβίδας. Πολλά προβλήματα με τις φθηνές βαλβίδες πεταλούδας δεν οφείλονται στην κακή ποιότητα του καουτσούκ, αλλά μάλλον:
Το "σφηνοειδές κενό" στη συμβολή της έδρας της βαλβίδας και του σώματος δεν αντιμετωπίζεται σωστά.
Μακροχρόνια διάβρωση υγρών → μικρορωγμές → φουσκάλες και εξογκώματα από καουτσούκ
Το τελικό βήμα είναι η εντοπισμένη αστοχία της έδρας της βαλβίδας.
3. Γιατί χρησιμοποιούνται παγκοσμίως οι εύκαμπτες βαλβίδες πεταλούδας;
Εκτός από το χαμηλό κόστος, οι τρεις βαθύτεροι λόγοι είναι:
3.1. Εξαιρετικά υψηλή ανοχή σφαλμάτων
Σε σύγκριση με τις μεταλλικές τσιμούχες, οι ελαστικές τσιμούχες, λόγω της εξαιρετικής ελαστικότητάς τους, έχουν ισχυρή ανοχή σε αποκλίσεις εγκατάστασης και μικρές παραμορφώσεις.
Ακόμη και τα σφάλματα προκατασκευής σωλήνων, οι αποκλίσεις των φλαντζών και η ανομοιόμορφη τάση των μπουλονιών απορροφώνται από την ελαστικότητα του καουτσούκ (φυσικά, αυτό είναι περιορισμένο και ανεπιθύμητο και θα προκαλέσει κάποια ζημιά στον αγωγό και τη βαλβίδα μακροπρόθεσμα).
3.2. Βέλτιστη προσαρμοστικότητα στις διακυμάνσεις της πίεσης του συστήματος
Οι ελαστικές τσιμούχες δεν είναι τόσο «εύθραυστες» όσο οι μεταλλικές· αντισταθμίζουν αυτόματα τη γραμμή στεγανοποίησης κατά τη διάρκεια διακυμάνσεων πίεσης.
3.3. Χαμηλότερο συνολικό κόστος κύκλου ζωής
Οι βαλβίδες πεταλούδας με σκληρή σφράγιση είναι πιο ανθεκτικές, αλλά το κόστος και το κόστος του ενεργοποιητή είναι υψηλότερα.
Συγκριτικά, το συνολικό κόστος επένδυσης και συντήρησης των ανθεκτικών βαλβίδων πεταλούδας είναι πιο οικονομικό.
4. Συμπέρασμα
Η αξία τουΕλαστικές βαλβίδες πεταλούδαςδεν είναι απλώς «μαλακή σφράγιση»
Οι βαλβίδες πεταλούδας με μαλακή σφράγιση μπορεί να φαίνονται απλές, αλλά τα πραγματικά εξαιρετικά προϊόντα υποστηρίζονται από αυστηρή λογική μηχανικής ποιότητας, όπως:
Ακριβής σχεδιασμός ζώνης συμπίεσης
Ελεγχόμενη απόδοση καουτσούκ
Γεωμετρική αντιστοίχιση σώματος και στελέχους βαλβίδας
Διαδικασία συναρμολόγησης έδρας βαλβίδας
Διαχείριση ροπής
Δοκιμές κύκλου ζωής
Αυτοί είναι οι βασικοί παράγοντες που καθορίζουν την ποιότητα, όχι το «όνομα του υλικού» και η «δομή της εμφάνισης».
ΣΗΜΕΙΩΣΗ:* Τα ΔΕΔΟΜΕΝΑ αναφέρονται σε αυτόν τον ιστότοπο:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Ώρα δημοσίευσης: 09-12-2025