Odolné klapkové ventilyJsou nejrozšířenějším typem klapkových ventilů v průmyslových potrubích. Jako těsnicí povrch používají elastické materiály, jako je guma, a pro dosažení těsnicího výkonu se spoléhají na „pružnost materiálu“ a „strukturální stlačení“.
Tento článek nejen představuje strukturu, použití a materiály, ale také je analyzuje od obecných znalostí až po hloubkovou logiku.
1. Základní znalosti o pružných klapkových ventilech (stručný popis)
1.1 Základní struktura
Těleso ventilu:Obvykle se jedná o typ s destičkou, typ s výstupky nebo přírubový typ.
Ventilový kotouč:Kruhová kovová destička, která v zavřeném stavu stlačuje pryžové sedlo a vytváří tak těsnění.
Sedlo ventilu:Vyrobeno z elastických materiálů, jako je NBR/EPDM/PTFE/gumová podšívka, které spolupracují s ventilovým kotoučem.
Dřík ventilu:Většinou se používá konstrukce s jedním nebo dvěma hřídeli.
Pohon:Rukojeť, šnekový převod, elektrický, pneumatický atd.
1.2 Společné vlastnosti
Úroveň utěsnění obvykle dosahuje nulového úniku.
Nízké náklady a široké spektrum aplikací.
Používá se nejčastěji v nízkotlakých až středotlakých systémech, jako je vodovodní potrubí, klimatizace, vytápění, větrání a klimatizace a lehký chemický průmysl.
2. Mylné představy o pružných klapkových ventilech
2.1 Podstatou těsnění je pružnost gumy
Mnoho lidí si myslí: „Pružná sedadla se spoléhají na pružnost gumy pro utěsnění.“
Skutečná podstata těsnění je:
Těleso ventilu + osová vzdálenost dříku ventilu + tloušťka disku ventilu + způsob zapuštění sedla ventilu
Společně vytvářejí „zónu řízené komprese“.
Jednoduše řečeno:
Guma nemůže být příliš volná ani příliš těsná; spoléhá na „zónu těsnicí komprese“ řízenou přesností obrábění.
Proč je to klíčové?
Nedostatečná komprese: Ventil v zavřeném stavu netěsní.
Nadměrná komprese: Extrémně vysoký točivý moment, předčasné stárnutí gumy.
2.2 Je aerodynamickější tvar disku energeticky účinnější?
Běžný pohled: Zjednodušené ventilové kotouče mohou snížit tlakovou ztrátu.
To platí podle teorie „mechaniky tekutin“, ale není to zcela použitelné pro skutečné použití pružných klapkových ventilů.
Důvod:
Hlavním zdrojem tlakové ztráty u klapkových ventilů není tvar ventilového kotouče, ale „efekt mikrokanálkového tunelu“ způsobený smrštěním pryže sedla ventilu. Příliš tenký ventilový kotouč nemusí poskytovat dostatečný kontaktní tlak, což může vést k přerušení těsnicích linií a netěsnostem.
Zjednodušený ventilový kotouč může způsobit ostré namáhání gumy, což zkracuje její životnost.
Proto konstrukce klapkových ventilů s měkkým těsněním upřednostňuje „stabilitu těsnicí linky“ před zefektivněním.
2.3 Měkké uzavírací klapky mají pouze středovou konstrukci
Na internetu se často uvádí, že excentrické motýlí klapky by měly používat tvrdá kovová těsnění.
Nicméně, reálné inženýrské zkušenosti ukazují, že:
Dvojitá excentricita výrazně prodlužuje životnost pružných klapkových ventilů.
Důvod:
Dvojitá excentricita: Kotouč ventilu se dotýká gumy pouze během posledních 2–3 ° zavření, čímž se výrazně snižuje tření.
Nižší točivý moment, což vede k ekonomičtějšímu výběru pohonu.
2.4 Hlavním kritériem pro gumové sedlo je „název materiálu“*
Většina uživatelů se zaměřuje pouze na:
EPDM
NBR
Viton (FKM)
Ale co skutečně ovlivňuje životnost, je:
2.4.1 Tvrdost dle Shorea:
Například tvrdost EPDM dle Shore A neodpovídá pravidlu „čím měkčí, tím lépe“. Obvykle je optimální bod rovnováhy 65–75, kdy se dosahuje nulového úniku při nízkém tlaku (PN10–16).
Příliš měkká: Nízký točivý moment, ale snadno se trhá. Při vysokých tlakových špičkách (> 2 MPa) nebo turbulentním prostředí je měkká pryž nadměrně stlačena, což způsobuje deformaci extruzí. Vysoké teploty (> 80 °C) navíc pryž dále změkčují.
Příliš tvrdé: Obtížné utěsnění, zejména v nízkotlakých systémech (<1 MPa), kde pryž nelze dostatečně stlačit k vytvoření vzduchotěsného rozhraní, což vede k mikroúnikům.
2.4.2 Vulkanizační teplota a doba vytvrzování
Teplota vulkanizace a doba vytvrzování řídí zesíťování molekulárních řetězců pryže, což přímo ovlivňuje stabilitu síťové struktury a dlouhodobý výkon. Typický rozsah je 140–160 °C, 30–60 minut. Příliš vysoké nebo příliš nízké teploty vedou k nerovnoměrnému vytvrzování a urychlenému stárnutí. Naše společnost obecně používá vícestupňovou vulkanizaci (předvulkanizace při 140 °C, následovaná dovulkanizací při 150 °C). 2.4.3 Deformace v tlaku
Deformace v tlaku se vztahuje k podílu trvalé deformace, které pryž podléhá při konstantním namáhání (obvykle 25–50% stlačení, testováno při 70 °C/22 h, ASTM D395) a nemůže se plně zotavit. Ideální hodnota pro deformaci v tlaku je <20 %. Tato hodnota představuje „úzké hrdlo“ pro dlouhodobé utěsnění ventilu; dlouhodobě vysoký tlak vede k trvalým mezerám, které vytvářejí místa netěsnosti.
2.4.4 Pevnost v tahu
A. Pevnost v tahu (obvykle >10 MPa, ASTM D412) je maximální napětí, kterému pryž odolá před tahovým lomem, a je kritická pro odolnost sedla ventilu proti opotřebení a roztržení. Obsah pryže a poměr sazí určují pevnost v tahu sedla ventilu.
U motýlkových ventilů odolává smyku o hranu disku ventilu a nárazům kapaliny.
2.4.5 Největším skrytým nebezpečím motýlkových klapek je netěsnost.
Při technických nehodách často není největším problémem únik, ale spíše zvýšení točivého momentu.
Co skutečně vede k selhání systému, je:
Náhlý nárůst točivého momentu → poškození šnekového převodu → vypnutí pohonu → zaseknutí ventilu
Proč se točivý moment náhle zvýší?
- Roztažnost sedla ventilu při vysokých teplotách
- Absorpce vody a roztažnost pryže (zejména nekvalitní EPDM)
- Trvalá deformace pryže v důsledku dlouhodobého stlačení
- Nesprávná konstrukce mezery mezi dříkem ventilu a kotoučem ventilu
- Sedlo ventilu po výměně není správně zaběhnuté
Proto je „křivka točivého momentu“ velmi důležitým ukazatelem.
2.4.6 Přesnost obrábění tělesa ventilu není bezvýznamná.
Mnoho lidí se mylně domnívá, že těsnění klapkových ventilů s měkkým sedlem se spoléhá hlavně na pryž, takže požadavky na přesnost obrábění tělesa ventilu nejsou vysoké.
To je naprosto špatně.
Přesnost tělesa ventilu ovlivňuje:
Hloubka drážky sedla ventilu → odchylka těsnicího stlačení, snadno způsobující nesouosost při otevírání a zavírání.
Nedostatečné zkosení hrany drážky → poškrábání při montáži sedla ventilu
Chyba ve středové vzdálenosti ventilového disku → lokalizovaný nadměrný kontakt
2.4.7 Jádrem „motýlkových klapek s plnou pryžovou/PTFE výstelkou“ je kuželka ventilu.
Jádrem konstrukce s plně pryžovou nebo PTFE výstelkou není „větší plocha, která se jeví jako odolná proti korozi“, ale zabránění vnikání média do mikrokanálů uvnitř tělesa ventilu. Mnoho problémů s levnými motýlovými ventily není způsobeno špatnou kvalitou pryže, ale spíše:
„Klínovitá mezera“ na spoji sedla ventilu a tělesa není správně řešena.
Dlouhodobá eroze tekutinami → mikrotrhliny → puchýře a vyboulení gumy
Posledním krokem je lokalizované selhání sedla ventilu.
3. Proč se pružné klapkové ventily používají po celém světě?
Kromě nízkých nákladů jsou tři hlubší důvody:
3.1. Extrémně vysoká odolnost vůči chybám
Ve srovnání s kovovými těsněními mají pryžová těsnění díky své vynikající elasticitě silnou toleranci vůči montážním odchylkám a mírným deformacím.
Dokonce i chyby v prefabrikaci potrubí, odchylky přírub a nerovnoměrné namáhání šroubů jsou absorbovány elasticitou pryže (samozřejmě je to omezené a nežádoucí a z dlouhodobého hlediska způsobí určité poškození potrubí a ventilu).
3.2 Nejlepší přizpůsobivost kolísání tlaku v systému
Gumová těsnění nejsou tak „křehká“ jako kovová těsnění; automaticky kompenzují těsnicí linii při kolísání tlaku.
3.3. Nejnižší celkové náklady životního cyklu
Tvrdě utěsněné motýlí klapky jsou odolnější, ale jejich cena a pohon jsou vyšší.
Ve srovnání s tím jsou celkové investiční a údržbové náklady na pružné klapkové klapky ekonomičtější.
4. Závěr
HodnotaOdolné klapkové ventilynení to jen „měkké těsnění“
Měkce utěsněné motýlí klapky se mohou zdát jednoduché, ale skutečně vynikající produkty jsou podpořeny přísnou logikou inženýrské úrovně, včetně:
Přesný návrh kompresní zóny
Kontrolovaný výkon gumy
Geometrické sladění tělesa ventilu a dříku
Proces montáže sedla ventilu
Řízení točivého momentu
Testování životního cyklu
Toto jsou klíčové faktory určující kvalitu, nikoli „název materiálu“ a „vzhled a struktura“.
POZNÁMKA:* ÚDAJE se vztahují k těmto webovým stránkám:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Čas zveřejnění: 9. prosince 2025