V sektoru řízení průmyslových kapalin,motýlí ventilyhrají klíčovou roli v regulaci, směrování a uzavírání toku kapalin, plynů a kalů v potrubí. Přírubová klapka je jedním z typů připojení, která má integrované příruby na obou koncích tělesa ventilu, což umožňuje bezpečné šroubové spojení s přírubami potrubí.
Mechanismus otáčení o čtvrt otáčkypřírubový klapkový ventilodlišuje jej od lineárních ventilů, jako jsou šoupátka nebo kulové ventily, a nabízí výhody v rychlosti a prostorové efektivitě.
Tento článek se ponoří do detailů přírubových klapkových ventilů, a to včetně jejich konstrukce, typů, materiálů, použití, výhod a nevýhod, instalace, údržby, srovnání s jinými ventily a budoucích trendů.
1. Definice a princip fungování
Přírubová motýlí klapka je ventil s rotačním pohybem 90 stupňů, který se vyznačuje kotoučem, který řídí průtok kapaliny otáčením vřetene. Těleso ventilu má na obou koncích příruby pro přímé šroubové připojení k potrubí. Přírubové motýlí klapky mají vyvýšené nebo ploché příruby s otvory pro šrouby, což zajišťuje robustnější a stabilnější spojení vhodné pro aplikace s nízkým, středním a vysokým tlakem, stejně jako pro malé, střední a velké průměry.
Princip činnosti je jednoduchý a efektivní. Ventil se skládá z tělesa ventilu, ventilového disku, dříku ventilu, sedla ventilu a pohonu. Když je ovládaná rukojeť nebo převod, nebo když je dřík ventilu otočen automatickým pohonem, ventilový disk se otáčí z polohy rovnoběžné s dráhou proudění (plně otevřeno) do kolmé polohy (plně uzavřeno). V otevřené poloze je ventilový disk zarovnán s osou potrubí, čímž se minimalizuje odpor proudění a tlaková ztráta. V uzavřeném stavu ventilový disk těsní proti sedlu uvnitř tělesa ventilu.
Tento mechanismus umožňuje rychlý chod ventilu, obvykle vyžaduje pouze otočení o 90 stupňů, což je rychlejší než u víceotáčkových ventilů. Přírubové motýlí klapky zvládnou obousměrný průtok a jsou obvykle vybaveny pružnými nebo kovovými sedly pro zajištění těsného uzavření. Díky své konstrukci jsou obzvláště vhodné pro systémy vyžadující časté spínání nebo tam, kde je omezený prostor.
2. Součásti
Hlavní komponenty zahrnují:
- Těleso ventiluVnější pouzdro, obvykle s dvojitou přírubou, zajišťuje konstrukční spojení a ukrývá vnitřní komponenty. Uhlíková ocel se používá pro všeobecné použití, nerezová ocel pro odolnost proti korozi, nikl-hliníkový bronz pro mořské prostředí a legovaná ocel pro extrémní podmínky.
- Kotouč ventilu:Rotační prvek, dostupný v aerodynamickém nebo plochém provedení, řídí tok. Disk může být pro zvýšení výkonu vystředěný nebo odsazený. Vyroben z nerezové oceli, hliníkového bronzu nebo potažen nylonem pro lepší odolnost proti opotřebení.
- StonekHřídel spojující disk ventilu s pohonem přenáší rotační sílu. Nerezová ocel nebo vysokopevnostní slitiny odolávají krouticímu momentu.
Běžně se používají průchozí nebo dvoudílné dříky, vybavené těsněními, která zabraňují úniku.
- SedadloTěsnicí plocha je vyrobena z elastomerního materiálu, jako je EPDM nebo PTFE. EPDM (-20°F až 250°F), BUNA-N (0°F až 200°F), Viton (-10°F až 400°F) nebo PTFE (-100°F až 450°F) se používá pro měkká těsnění; kovové materiály, jako je nerezová ocel nebo Inconel, se používají pro tvrdá těsnění odolná vůči vysokým teplotám.
- PohonOvládané ručně (rukojeť, převodovka) nebo poháněné (pneumatické, elektrické).
- Těsnění a těsněníZajistěte těsné utěsnění mezi součástmi a přírubovými spoji.
Tyto komponenty spolupracují a zajišťují spolehlivou regulaci průtoku.
3. Typy přírubových klapkových ventilů
Přírubové motýlí klapky lze rozdělit do následujících kategorií na základě uspořádání disku, způsobu ovládání a typu tělesa.
3.1 Zarovnání
- Koncentrický (nulový posun): Vřeteno ventilu prochází středem disku a má pružné sedlo. Tento ventil je vhodný pro nízkotlaké aplikace s teplotami do 250 °C.°F.
- Dvojité odsazení: Dřík ventilu je odsazen za disk a mimo střed, což snižuje opotřebení sedla. Tento ventil je vhodný pro aplikace se středním tlakem a teplotami do 400 °C.°F.
- Trojité odsazení: Zvětšený úhel zúženého sedla vytváří kovové těsnění. Tento ventil je vhodný pro vysoké tlaky (až do třídy 600) a vysoké teploty (až do 1200 °C)°F) aplikací a splňuje požadavky na nulový únik.
3.2 Způsob ovládání
Typy pohonu zahrnují ruční, pneumatické, elektrické a hydraulické, aby vyhověly různým provozním požadavkům.
4. Průmyslové aplikace
Přírubové klapkové ventily se široce používají v následujících odvětvích:
- Čištění vody a odpadních vod: Používá se k regulaci průtoku v čistírnách odpadních vod a distribučních systémech. - Chemické zpracování: Manipulace s kyselinami, zásadami a rozpouštědly vyžaduje materiály odolné korozi.
- Ropa a plyn: Potrubí pro ropu, zemní plyn a rafinérské procesy.
- Systémy HVAC: Řídí průtok vzduchu a vody v topných a chladicích sítích.
- Výroba energie: Řídí páru, chladicí vodu a palivo.
- Potraviny a nápoje: Hygienický design pro aseptickou manipulaci s tekutinami.
- Farmaceutický průmysl: Přesná kontrola ve sterilním prostředí.
- Námořní a papírenský průmysl: Používá se pro mořskou vodu, buničinu a chemické zpracování.
5. Výhody a nevýhody přírubových klapkových ventilů
5.1 Výhody:
- Kompaktní a lehký, což snižuje náklady na instalaci a prostorové nároky.
- Rychlé čtvrtotáčkové ovládání a rychlá odezva.
- Nižší náklady u větších průměrů.
- Nízká tlaková ztráta v otevřeném stavu, energeticky úsporné a efektivní.
- Vhodné pro výměnu kapalin s vynikajícím těsnicím výkonem.
- Snadná údržba a kompatibilní s automatizačními systémy.
5.2 Nevýhody:
- Disk ventilu blokuje dráhu proudění, když je otevřený, což vede k určité ztrátě tlaku. - Omezená škrticí kapacita ve vysokotlakých aplikacích, což může způsobit kavitaci.
- Měkká sedla ventilů se v abrazivních médiích opotřebovávají rychleji.
- Příliš rychlé zavření může způsobit vodní ráz.
- Některé konstrukce vyžadují vyšší počáteční momenty, což vyžaduje silnější aktuátory.
6. Jak nainstalovat klapkový ventil
Během instalace zarovnejte přírubu ventilu s přírubou potrubí a ujistěte se, že otvory pro šrouby souhlasí.
Pro utěsnění vložte těsnění.
Zajistěte šrouby a maticemi a rovnoměrně je utáhněte, aby nedošlo k jejich deformaci.
Dvoupřírubové ventily vyžadují současné vyrovnání obou stran; ventily s oky lze šroubovat vždy na jedné straně.
Před natlakováním zkontrolujte volnost pohybu disku cyklováním ventilu.
Při svislé instalaci by měl být vřeteno ventilu umístěno vodorovně, aby se zabránilo hromadění usazenin.
Vždy dodržujte pokyny výrobce a zkušební normy, jako je například API 598.
7. Normy a předpisy
Přírubové motýlové klapkymusí splňovat bezpečnostní a interoperabilní normy:
- Provedení: API 609, EN 593, ASME B16.34. - Testování: API 598, EN 12266-1, ISO 5208.
- Příruby: ASME B16.5, DIN, JIS.
- Certifikace: CE, SIL3, API 607(požární bezpečnost).
8. Srovnání s jinými ventily
Ve srovnání s šoupátky pracují přírubové motýlí klapky rychleji a nabízejí škrcení, ale jsou o něco méně odolné vůči průtoku.
Ve srovnání s kulovými kohouty jsou ekonomičtější pro větší průměry, ale při otevírání dochází k vyšší tlakové ztrátě.
Kulové ventily nabízejí přesnější škrcení, ale jsou větší a dražší.
Celkově vzato, motýlové klapky vynikají v aplikacích s omezeným prostorem a citlivými náklady.