Μια βαλβίδα πεταλούδας είναι η απλότητα στην κίνηση: ένας επίπεδος κυκλικός δίσκος, που διατρέχει τη διάμετρό του, περιστρέφεται κατά 90 μοίρες μέσα σε ένα κάθισμα σε σχήμα δακτυλίου- για να ανοίξει, να πετάξει ή να κλείσει μια δίοδο υγρού. Ο δίσκος παραμένει στη διαδρομή ροής ανά πάσα στιγμή, επομένως ο χαρακτήρας της βαλβίδας καθορίζεται από το πώς αυτό το λεπτό προφίλ αλληλεπιδρά με την πίεση, την ταχύτητα και την τριβή στεγανοποίησης.
Βασική αρχή
Όταν ο άξονας είναι παράλληλος με τον άξονα του σωλήνα, ο δίσκος παρουσιάζει την άκρη του στη ροή, χωρίς να δημιουργεί σχεδόν καμία απώλεια κεφαλής. στην πλήρως κλειστή θέση ο δίσκος φωλιάζει πάνω σε ένα ελαστομερές ή μεταλλικό κάθισμα, σχηματίζοντας μια σφιχτή σφράγιση. Η κίνηση τετάρτου-περιστροφής σημαίνει ότι ένας πνευματικός ή ηλεκτρικός ενεργοποιητής μπορεί να κυκλώσει τη βαλβίδα σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο, καθιστώντας την ιδανική για απενεργοποίηση έκτακτης ανάγκης{{2} ή αυτοματοποιημένη παρτίδα.
Συμπεριφορά ροπής
Επειδή ο δίσκος είναι συμμετρικός, η ροπή είναι χαμηλότερη κοντά στα δύο άκρα (0 μοίρες και 90 μοίρες) και κορυφώνεται γύρω στις 70 μοίρες όπου η διαφορική πίεση κατά μήκος του δίσκου είναι μεγαλύτερη. Τα μοντέρνα σχέδια αντισταθμίζουν τον άξονα του άξονα κατά μερικά χιλιοστά (γνωστός ως "έκκεντρος" ή "υψηλής-απόδοσης") έτσι ώστε το έκκεντρο του δίσκου-να καθαρίζει το κάθισμα κατά τη διάρκεια των πρώτων 10 μοιρών ανοίγματος, μειώνοντας το σπάσιμο-από τη ροπή κατά 30 % και παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής του καθίσματος.
Τεχνολογίες σφράγισης
1. Ελαστικό κάθισμα: Μια επένδυση νιτριλίου ή EPDM είναι κολλημένη στο σώμα. Η πίεση της γραμμής αναγκάζει το δίσκο να μπει στο λάστιχο, επιτυγχάνοντας-σφιχτό κλείσιμο-στα 16 bar και -20 μοίρες έως 120 μοίρες .
2. Μεταλλικό κάθισμα: Η επικάλυψη από ανοξείδωτο ή Stellite χρησιμοποιείται για υψηλής θερμοκρασίας (600 μοίρες) ή λειαντικά μέσα. Ο ρυθμός διαρροής είναι Κλάσης IV (0,01 % του Cv), επαρκής για απομόνωση ατμού.
3. Διπλή μετατόπιση: Οι γραμμές του άξονα και του κέντρου του καθίσματος Η τριπλή μετατόπιση προσθέτει μια γωνιακή πρόσοψη καθίσματος, επιτυγχάνοντας στεγανοποίηση από μέταλλο κλάσης VI{-σε-μεταλλική στην κρυογονική υπηρεσία LNG.
Χαρακτηριστικά ροής
Στο άνοιγμα 30 μοιρών, ο δίσκος δημιουργεί ήδη το 60 % της μέγιστης πτώσης πίεσης, δίνοντας στις βαλβίδες πεταλούδας ένα γρήγορο-άνοιγμα, κοντά στην-γραμμική καμπύλη Cv μεταξύ 40 μοιρών και 70 μοιρών -εξαιρετική για στραγγαλισμό του νερού ψύξης ή εξαέρωσης αερίων. Η υπολογιστική δυναμική ρευστών δείχνει ότι μια λεπτή άκρη δίσκου 2 mm μειώνει την έναρξη της σπηλαίωσης κατά 25% σε σύγκριση με ένα αμβλύ προφίλ 5 mm, μια προσαρμογή που εξοικονομεί ενέργεια της αντλίας στις μονάδες αφαλάτωσης.
Τα τυπικά μεγέθη κυμαίνονται από DN 25 mm (1 in.) σε δοσομετρητές χημικών έως DN 3000 mm (120 in.) σε υδροηλεκτρικά αποθέματα ισχύος, όπου μια μεμονωμένη βαλβίδα μπορεί να ζυγίζει 30 τόνους αλλά εξακολουθεί να λειτουργεί από έναν πνευματικό ενεργοποιητή 10 bar χάρη στη χαμηλή ροπή στρέψης σε πλήρη ένταση.
Εφαρμογές
• Νερό και λύματα: Οι ελαστικές-βαλβίδες με έδραση χειρίζονται δίκτυα διανομής 16 bar και είναι πιστοποιημένες κατά NSF 61 για πόσιμο νερό.
• HVAC: Τα σώματα τύπου ωτίδας-επιτρέπουν αδιέξοδη-υπηρεσία για απομόνωση κρύου-νερού, ενώ οι αυλακώσεις-τελικές εκδόσεις επιταχύνουν την εγκατάσταση σε ανυψωτικά-υψηλής ανύψωσης.
• Πετρέλαιο και αέριο: Διπλές-βαλβίδες πεταλούδας μετατόπισης από ανθρακούχο χάλυβα με{1}}ασφαλή ένθετα γραφίτη για πυρκαγιά πληρούν το API 607 και προτιμώνται για απομόνωση δεξαμενών-αγροκτήματος έως και κλάσης 600.
• Τρόφιμα και φάρμακα: Ο γυαλισμένος δίσκος 316 L και το κάθισμα PTFE παρέχουν καθαρότητα CIP/SIP και επιφάνειες χωρίς ρωγμές-που συμμορφώνονται με το FDA 21 CFR 177.
Τα πλεονεκτήματα σε σχέση με τις βαλβίδες πύλης ή σφαιρικής βαλβίδας είναι το χαμηλότερο βάρος (περίπου 15 % μιας βαλβίδας πύλης), η ενεργοποίηση τετάρτων-περιστροφής, η συμπαγής όψη--με την όψη (ISO 5752 Σειρά 20) και το κόστος-συνήθως 50 % λιγότερο από μια ισοδύναμη σφαιρική βαλβίδα D20 N σε D20 mm. Οι περιορισμοί περιλαμβάνουν υπολειπόμενο δίσκο στη ροή (πτώση πίεσης ~0,3 bar στα 3 ms-1) και περιορισμένη καταλληλότητα για πολτούς που μπορούν να συσσωρευτούν στους δακτυλίους στελέχους. Ωστόσο, οι αντικαταστάσιμες επενδύσεις και στεγανοποιήσεις ξύστρας επεκτείνουν τώρα την υπηρεσία σε καθήκοντα ελαφρού πολτού.
Εν ολίγοις, η βαλβίδα πεταλούδας συνδυάζει τη μηχανική απλότητα με την υψηλή χωρητικότητα ροής, τη γρήγορη ενεργοποίηση και την προσαρμόσιμη στεγανοποίηση, καθιστώντας την την προεπιλεγμένη επιλογή για εφαρμογές on/off ή στραγγαλισμού από οικιακή άρδευση έως συστήματα ψύξης 30 MW.
