Az ipari üzemekben és feldolgozó létesítményekben a pillangószelepeket kompakt méretük és egyszerű működésük miatt alkalmazzák. A működés egyszerű. A szelep a cső furatában lévő kör alakú tárcsa elforgatásával szabályozza a folyadék áramlását.
Tehát, hogyan működik egy pillangószelep a valós alkalmazásban?
Amikor egy kezelő 90 fokkal elforgatja a szárat, a tárcsa merőleges helyzetbe fordul, hogy blokkolja az áramlást. Ha visszaforgatja nulla fokra vagy párhuzamosan az áramlással, az teljesen nyitott helyzetbe kerül.
Ez a gyors negyedfordulatú működés lehetővé teszi a kezelő számára az áramlás megállítását, indítását vagy szabályozását. A pillangószelepek különféle közegekben használhatók, mint például víz, gőz, olaj és vegyi vezetékek.
Annak érdekében, hogy segítsünk kiválasztani a megfelelő hardvert a rendszeréhez, ez az útmutató feltárja a működés alapelveit, a lényeges pillangószelep alkatrészek, a kialakítási változatokat és az ipari felhasználási eseteket.
Alapvető pillangószelep alkatrészek és funkciók
Mérnökként vagy ipari kezelőként fontos megérteni a pillangószelep alkatrészeit. Ez segít egyszerűsíteni a karbantartást és a beszerzést.
A következő rész részletezi a lényeges pillangószelep alkatrészek és azok specifikus szerepét az áramlásszabályozásban:
- Szelep test: A fő szerkezet, amely a csőkarimák közé illeszkedik. A gyakori stílusok közé tartoznak a karimás, füles és karimás testek.
- A tárcsa: Gyakran “pillangóként” emlegetik. Ez az alkatrész akadályozza az áramlást.
- A szár: A tengely köti össze a belső tárcsát a külső működtetővel. Nagy szilárdságú ötvözetekből kell készülni, mint például SS316 vagy 17-4 PH, hogy ellenálljon a nyomatéknak.
- Az ülék: Ez biztosítja a tömítést a tárcsa és a ház között. Az ülések lehetnek rugalmasak (gumi/PTFE) vagy fémből.
- A működtető: Ez biztosítja az erőt a szár elforgatásához, amely lehet kézi, pneumatikus vagy elektromos.
Ezek pillangószelep alkatrészek meg kell felelniük nemzetközi szabványoknak, mint például API 609 vagy ASME B16.34 a biztonság biztosítása az ipari üzemekben.
Az alapelv: Hogyan működik egy pillangószelep?
Az működési elv egyértelmű. Ezért a legtöbb ipari üzemeltető a pillangószelep működési videójára hivatkozik a folyamat vizualizálásához. Egy fém tárcsa van felszerelve a cső közepére egy száron. A szár a szelepházon kívüli működtetőhöz csatlakozik.
1. Zárt helyzet
Zárt állapotban a tárcsa merőleges a cső furatára. A külső perem az üléknek nyomódik, miközben összenyomja az elasztomert vagy bekapcsolja a fém kúpot. Nem áramlik át folyadék. A zárási integritás a tárcsa-ülés érintkezési erősségétől és az ülék anyagának minőségétől függ.
2. Nyitott helyzet
A működtető elforgatja a szárat 90°-kal. A tárcsa most párhuzamosan áll a folyással. A folyadék a tárcsa mindkét oldalán minimális ellenállással áramlik át. Egy tolózárhoz képest a tárcsa a folyási útvonalban marad, ami maradék nyomásesést eredményez.
Cv értékek (áramlási együtthatók) egy teljesen nyitott pillangószelephez körülbelül 35 és 75 között mozognak hüvelykenként a névleges csőátmérőre vetítve. Ez a tárcsa profiljától és a szelep típusától függ.
3. Fojtás / Áramlásszabályozás
Egy golyóscsaphoz képest a pillangószelep fokozatosan is nyitható. A tárcsa szöge határozza meg az áramlási sebességet. Ily módon a szelep nem engedi ki a vizet egyszerű, egyenletes módon, ahogy nyitja. Kis, precíz mennyiségekkel kezdődik, és jelentősen növekszik, ahogy eléri a teljesen nyitott pozíciót.
A pontos méretezéshez használja a gyártó Kv/Cv táblázatait, vagy olvassa el az IEC 60534-2-1 szabványt a szabályzószelepek áramlási számításaihoz.
Három fő pillangószelep kivitel
Mindhárom kialakítás negyedfordulatú elven működik. A különbségek a tárcsa geometriájában, a szár eltolásában és a tömítő mechanizmusban rejlenek.
Az alábbi táblázat összefoglalja a fő különbségeket a nyomásérték, a hőmérsékleti tartomány, az ülék élettartama és a nyomaték tekintetében:
| Paraméter | Koncentrikus (nulla eltolású) | Dupla eltolás | Háromszoros eltolás |
| Max. Nyomás | ~17 bar (250 PSI) | ~100 bar (1 440 PSI) | ~102 bar (1 480 PSI) |
| Max. Hőmérséklet | ~200 °C | ~650 °C | ~650 °C |
| Ülék anyaga | Gumi (EPDM / NBR / FKM) | Gumi vagy fém | Fém (laminált vagy tömör) |
| Szivárgási osztály | EN 12266-1 B osztály | A vagy B osztály | A osztály (nulla szivárgás) |
| Áramlási irány | Kétirányú | Előnyben részesített irány | Csak egyirányú |
| Tipikus szabványok | AWWA C504, EN 593 | API 609 Cat. A | API 609 Cat. B, EN 593 |
A következő rész az egyes szeleptípusok kiemelkedő jellemzőit vizsgálja.
Koncentrikus (nulla eltolású) pillangószelep
A koncentrikus pillangószelepnek van egy tengelye, amely a tárcsa pontos középpontján halad át. A tárcsa széle minden nyitási és zárási ciklusban érintkezik a gumitömítéssel a teljes kerületén. Ez az állandó dörzsölés korlátozza a tömítés élettartamát nagy ciklusszámú vagy koptató szolgálatban.
Ennek eredményeként a koncentrikus kialakítás költséghatékony választás alacsony nyomású vízellátáshoz és általános folyadékszabályozáshoz. Azonban csak 16 bar (psi) alatti nyomásokhoz ajánlottak.
A koncentrikus vagy nulla eltolású szelepek gömbgrafitos öntöttvasból GGG50 epoxigyanta bevonattal, vagy rozsdamentes acélból 316 korrozív közegekhez készülnek.
Az ivóvízrendszerekhez gumitömítésű pillangószelepek szükségesek az AWWA C504 szabványoknak való megfeleléshez.
Dupla eltolású (nagy teljesítményű) pillangószelep
A dupla eltolású kialakítás bütyköszerű zárási műveletet hoz létre. A tárcsa az első 10 fokos nyitás során eltávolodik a tömítéstől. Majd csak a zárás utolsó 10 fokában érintkezik újra teljes mértékben a tömítéssel. A mozgás során nincs tömítési érintkezés.
Ez alacsonyabb üzemi nyomatékot és hosszabb szeleptányér-élettartamot eredményez, ami alkalmassá teszi gőz-, olaj- és gáz-, valamint nagynyomású vízvonalakhoz.
Azonban kulcsfontosságú a gyártó által ajánlott áramlási irány betartása a tömítési teljesítmény megőrzése érdekében.
Dupla excenteres szelepek API 609 A kategóriát és ASME 150-600 nyomásosztályt (PN 10-PN 100) igényelnek.
Hogyan működik egy tripla eltolású pillangószelep?
A tripla excenteres kialakítás egy harmadik geometriai eltolást ad hozzá: egy kúpos tömítőfelületet a tárcsán és az ülékén.
A három eltolás együtt működik:
- 1. eltolás: a szelepszár tengelye a tárcsa középpontja mögött
- 2. eltolás: a szelepszár tengelye a furat középpontjától távol
- 3. eltolás: a tárcsa és az ülék érintkezési tengelye derékszögű kúpra van döntve – súrlódásmentes, kopásmentes tömítést hozva létre
A kúp geometriája azt jelenti, hogy a tárcsa és az ülék csak a zárás végső pontján érintkezik. Az útív során nincs csúszó súrlódás. Ez teljesen kiküszöböli az ülék kopását.
Az előre (preferált) áramlási irányban a vonali nyomás önmagát aktiváló erőként hat: a magasabb nyomás növeli az ülékbe szoruló erőt, szorosabbá téve a zárást. A fordított beszerelés ezt a hatást semlegesíti és csökkenti az ülék érintkezési erejét.
A fém-fém tömítés EN 12266-1 A osztályt (nulla szivárgás) ér el, és megfelel az API 598 tesztelésnek. A tripla excenteres szelepeket a következő területeken alkalmazzák:
- Energetika, mint a gőzturbina megkerülő vezetékei, kazántápláló rendszerek (540 °C / 1 000 °F üzemi hőmérsékleten)
- Finomító és petrolkémiai szénhidrogén-leválasztással, tűzbiztos kivitelben az API 607 szerint
- LNG terminálok kriogén kivitelben −196 °C-ig
- Magas hőmérsékletű gőz ASME 600-tól 2500-ig nyomásosztályú kivitelben
Kérdezheti azt is, hogyan működik egy pillangószelep csúszása? Valójában a pillangószelep nem “csúszik” úgy, mint egy tolózár. A csúszó vagy söprő mozgást a nyitottból zártba való mozgás jellemzi.
Nyomás: CL150 (PN6～PN25)
Csatlakozás típusa: FLG
Szabvány: ASME B16.34 / API-609
Ipari alkalmazások szelep típus szerint
| Ipar | Tipikus alkalmazás | Ajánlott típus |
| Víz és szennyvíz | Áramlásleválasztás, DN80–DN2000 fővezetékek | Koncentrikus, AWWA C504 |
| Olaj és Gáz | Technológiai vezetékek, tűzbiztos leválasztás | Dupla excenteres, API 609 Cat. A |
| Finomító / Petrolkémiai | Szénhidrogén-leválasztás, magas hőmérsékletű gőz | Hármas eltolású, API 609 Cat. B / API 607 |
| Áramtermelés | Turbina bypass, kazántáplálás >540 °C felett | Hármas eltolású, ASME Class 600–2500 |
| Élelmiszer és ital | Higiénikus közegek, CIP-kompatibilis vezetékek | Koncentrikus, 316 SS ház, NSF/ANSI 61 |
| Bányászat / Iszap | Csiszoló iszap, nagy ciklusú leválasztás | Csúszó vagy kettős eltolású, bélelt tárcsa |
Következtetés
A pillangószelep a standard választás a legtöbb ipari csőrendszerben a gyors lezáráshoz. A szelep a tárcsa 90°-os elforgatásával szabályozza az áramlást a csőfuratban. Ez a negyedfordulatú működés kritikus, különösen vészhelyzeti lezárási helyzetekben.
A pillangószelepeknek három fő kialakítása van: koncentrikus, kettős eltolású és hármas eltolású. Minden szelep lefedi a PN10-től PN250-ig terjedő nyomásosztályokat és a -196 °C-tól 650 °C-ig terjedő hőmérsékleteket. Fontos megérteni a pillangószelep alkatrészek hogy segítsen kiválasztani a projektjéhez megfelelőt.
A Xintai Valve gyárt koncentrikus, kettős eltolású és hármas eltolású pillangószelepeket API 609, EN 593, AWWA C504 és ISO 5752 szabványok szerint. Vegye fel a kapcsolatot a mérnöki csapattal az alkalmazásspecifikus méretezés, anyagválasztás és működtető nyomatékszámítások érdekében.
