Zawór motylkowy charakteryzuje się prostotą ruchu: płaska okrągła tarcza, wywiercona na całej średnicy, jest obracana o 90 stopni wewnątrz pierścieniowego- gniazda w celu otwarcia, zdławienia lub zamknięcia przepływu płynu. Dysk pozostaje przez cały czas na ścieżce przepływu, więc charakter zaworu jest definiowany przez interakcję smukłego profilu z ciśnieniem, prędkością i tarciem uszczelnienia.
Podstawowa zasada
Gdy wał jest równoległy do osi rury, tarcza kieruje swoją krawędź do przepływu, nie powodując prawie żadnych strat ciśnienia; w pozycji całkowicie zamkniętej dysk przylega do elastomerowego lub metalowego gniazda, tworząc szczelne uszczelnienie. Ruch o ćwierć obrotu oznacza, że siłownik pneumatyczny lub elektryczny może przełączyć zawór w czasie krótszym niż jedna sekunda, co czyni go idealnym do awaryjnego-odcinania lub automatycznego dozowania.
Zachowanie momentu obrotowego
Ponieważ tarcza jest symetryczna, moment obrotowy jest najniższy w pobliżu dwóch skrajnych wartości (0 stopni i 90 stopni) i osiąga wartość szczytową około 70 stopni, gdzie różnica ciśnień na tarczy jest największa. Nowoczesne konstrukcje przesuwają oś wału o kilka milimetrów (co jest określane jako „mimośrodowe” lub „-wysoka wydajność”), dzięki czemu krzywka tarczowa-oczyszcza gniazdo podczas pierwszych 10 stopni otwarcia, zmniejszając-moment rozruchowy o 30% i wydłużając żywotność gniazda.
Technologie uszczelniania
1. Sprężyste gniazdo: wyściółka nitrylowa lub EPDM jest połączona z korpusem; ciśnienie w przewodzie wciska dysk w gumę, osiągając-szczelne odcięcie-pęcherzyka do 16 barów i od -20 stopni do 120 stopni.
2. Gniazdo metalowe: Nakładka ze stali nierdzewnej lub stellitu stosowana jest w przypadku mediów o wysokiej temperaturze (600 stopni) lub materiałów ściernych; stopień nieszczelności jest klasy IV (0,01% Cv), wystarczający do izolacji pary.
3. Podwójne przesunięcie: linie środkowe wału i gniazda-są przesunięte, tworząc stożkowe działanie krzywki; potrójne przesunięcie dodaje kątową powierzchnię siedziska, co pozwala uzyskać uszczelnienie metal-do-metalu klasy VI w transporcie kriogenicznym LNG.
Charakterystyka przepływu
Przy otwarciu 30 stopni dysk wytwarza już 60% maksymalnego spadku ciśnienia, zapewniając zaworom motylkowym szybkie-otwarcie, prawie-liniową krzywą Cv w zakresie od 40 do 70 stopni -doskonałą do dławienia wody chłodzącej lub odprowadzania gazów. Obliczeniowa dynamika płynów pokazuje, że wąska krawędź dysku o grubości 2 mm ogranicza powstawanie kawitacji o 25% w porównaniu z tępym profilem o grubości 5 mm, co stanowi ulepszenie oszczędzające energię pompy w zakładach odsalania.
Typowe rozmiary wahają się od DN 25 mm (1 cal) w płozach dozujących chemikalia do DN 3000 mm (120 cali) w zastawkach hydro-elektrycznych, gdzie pojedynczy zawór może ważyć 30 ton, ale nadal może być obsługiwany przez pneumatyczny siłownik 10 barów dzięki niskiemu momentowi obrotowemu przy pełnym otworze.
Aplikacje
• Woda i ścieki: wytrzymałe-zawory uszczelniające obsługują sieci dystrybucyjne pod ciśnieniem 16 barów i posiadają certyfikat NSF 61 dla wody pitnej.
• HVAC: Korpusy z występami-umożliwiają-odłączenie-odcinka schłodzonej-wody lodowej, natomiast wersje z rowkowanymi-końcami przyspieszają instalację w-wysokich pionach.
• Ropa i gaz: Przepustnice-z podwójnym przesunięciem ze stali węglowej z ognioodpornymi-ognioodpornymi wkładkami grafitowymi, spełniają wymagania API 607 i są preferowane do izolacji zbiorników-w gospodarstwach rolnych do klasy 600.
• Przemysł spożywczy i farmaceutyczny: polerowany dysk 316 L i gniazdo z PTFE zapewniają czystość CIP/SIP i-powierzchnie wolne od szczelin, zgodnie z normą FDA 21 CFR 177.
Zalety w porównaniu z zasuwami lub zasuwami kulowymi to mniejsza masa (około 15% zasuwy), uruchamianie o ćwierć obrotu, zwarta konstrukcja-do-powierzchni (ISO 5752 seria 20) i koszt-zwykle o 50% niższy niż równoważny zawór kulowy o średnicy DN 200 mm. Ograniczenia obejmują resztkowy krążek w przepływie (spadek ciśnienia ~0,3 bara przy 3 ms⁻¹) i ograniczoną przydatność do szlamów, które mogą gromadzić się w tulejach trzpienia; jednakże wymienne wkładki i uszczelki zgarniające umożliwiają teraz obsługę lekkich gnojowic.
Krótko mówiąc, przepustnica łączy w sobie prostotę mechaniczną z dużą wydajnością przepływu, szybkim uruchamianiem i elastycznym uszczelnieniem, co czyni go domyślnym wyborem do zastosowań włączających/wyłączających lub dławiących, od nawadniania gospodarstw domowych po systemy chłodzenia o mocy 30 MW.
