In industrial plants and processing facilities, butterfly valves are deployed for their compact footprint and straightforward operation. The operation is simple. The valve manages fluid flow by rotating a circular disc within the pipe bore.
So, how does a butterfly valve work in a real-world application?
When an operator turns the stem 90 degrees, the disc rotates to a perpendicular position to block the flow. Rotating it back to zero degrees or parallel to the flow returns it to a fully open position.
Бұл жылдам ширек айналым әрекеті операторға ағынды тоқтатуға, іске қосуға немесе реттеуге мүмкіндік береді. Көбелек клапандары су, бу, мұнай және химиялық желілер сияқты әртүрлі орталарда қолданылуы мүмкін.
Жүйеңіз үшін дұрыс жабдықты таңдауға көмектесу үшін бұл нұсқаулық негізгі жұмыс принциптерін, негізгі көбелек клапаны компоненттерін, дизайн нұсқаларын және нақты өнеркәсіптік қолданылуын зерттейді.
Primary Butterfly Valve Components and Functions
Инженер немесе өнеркәсіп операторы ретінде түсіну маңызды көбелек клапанының бөлшектері. Бұл техникалық қызмет көрсетуді және сатып алуды жеңілдетуге көмектеседі.
Келесі бөлімде негізгі көбелек клапаны компоненттерін және ағынды бақылаудағы олардың нақты рөлдері туралы егжей-тегжейлі баяндалады:
- Клапан корпусы: Құбыр фланецтері арасына орналасатын негізгі құрылым. Жалпы стильдерге вафли, бүйірлік және фланецті корпустар кіреді.
- Диск: Көбінесе “көбелек” деп аталады. Бұл компонент ағынды бөгейді.
- Сабақ: Шток соединяет внутренний диск с внешним приводом. Он должен быть изготовлен из высокопрочных сплавов, таких как SS316 или 17-4 PH, чтобы выдерживать крутящий момент.
- Седло: Оно обеспечивает герметичность между диском и корпусом. Седла могут быть эластичными (резина/ПТФЭ) или металлическими.
- Привод: Он обеспечивает усилие для вращения штока, которое может быть ручным, пневматическим или электрическим.
Эти көбелек клапаны компоненттерін должны соответствовать международным стандартам, таким как API 609 немесе ASME B16.34 для обеспечения безопасности на промышленных предприятиях.
The Basic Principle: How Does a Butterfly Valve Work?
Принцип работы прост. Именно поэтому большинство промышленных операторов обращаются к видео о работе дискового затвора для визуализации процесса. Металлический диск установлен в центре трубы на штоке. Шток соединен с приводом вне корпуса клапана.
1. Closed Position
В закрытом состоянии диск располагается перпендикулярно проходу трубы. Внешний обод прижимается к седлу, сжимая эластомер или входя в зацепление с металлическим конусом. Поток не проходит. Целостность перекрытия зависит от силы контакта диска с седлом и марки материала седла.
2. Open Position
Привод вращает шток на 90°. Диск теперь располагается параллельно потоку. Жидкость проходит с обеих сторон диска с минимальным сопротивлением. В отличие от шиберного затвора, диск остается в потоке, что приводит к остаточному перепаду давления.
Значения Cv (коэффициенты расхода) для полностью открытого дискового затвора составляют от примерно 35 до 75 на дюйм номинального диаметра трубы. Это зависит от профиля диска и типа клапана.
3. Throttling / Flow Regulation
В отличие от шарового крана, дисковый затвор может открываться поэтапно. Угол диска определяет расход. Таким образом, клапан не выпускает воду простым, равномерным способом при его открытии. Он начинается с небольших, точных количеств и значительно увеличивается по мере достижения полностью открытого положения.
Дәл өлшем үшін өндірушінің Kv/Cv кестелерін пайдаланыңыз немесе бақылау клапанының ағын есептеулері үшін IEC 60534-2-1 стандартына жүгініңіз.
Three Main Butterfly Valve Design Types
Үш дизайн да ширек айналым принципі бойынша жұмыс істейді. Айырмашылықтар диск геометриясында, сабақтың ығысуында және тығыздау механизмінде болады.
Төмендегі кесте қысым рейтингі, температура мүмкіндігі, орынның қызмет ету мерзімі және айналу моменті бойынша негізгі айырмашылықтарды қорытындылайды:
| Параметр | Концентрлі (нөлдік ығысу) | Қосарлы ығысу | Үштік офсет |
| Макс. Қысым | ~17 бар (250 PSI) | ~100 бар (1,440 PSI) | ~102 бар (1,480 PSI) |
| Макс. Температура | ~200 °C | ~650 °C | ~650 °C |
| Орын материалы | Резеңке (EPDM / NBR / FKM) | Резеңке немесе металл | Металл (қабатталған немесе қатты) |
| Ағып кету класы | EN 12266-1 B классы | А немесе В классы | А классы (нөлдік ағып кету) |
| Ағын бағыты | Екі бағытты | Артықшылықты бағыт | Тек бір бағытты |
| Типтік стандарттар | AWWA C504, EN 593 | API 609 Cat. A | API 609 Cat. B, EN 593 |
Келесі бөлім әрбір клапан түрінің негізгі ерекшеліктерін зерттейді.
Concentric (Zero-Offset) Butterfly Valve
Концентрлі баттерфляй клапанында дискінің дәл ортасынан өтетін сабы бар. Дискінің жиегі әрбір ашу және жабу циклінде резеңке отырғышпен толық шеңбері бойынша жанасады. Бұл үнемі үйкеліс жоғары циклді немесе абразивті қызметте отырғыштың қызмет ету мерзімін шектейді.
Нәтижесінде, концентрлі дизайн төмен қысымды сумен жабдықтау және жалпы сұйықтықты бақылау үшін үнемді таңдау болып табылады. Дегенмен, олар тек 16 бардан (psi) төмен қысымдар үшін ұсынылады.
Концентрлі немесе нөлдік ығысу клапандары эпоксидті жабыны бар ductile iron GGG50 немесе коррозиялық орталар үшін тот баспайтын болат 316-дан жасалған.
Тағамдық су жүйелері AWWA C504 стандарттарына сәйкес келуі үшін резеңке отырғыштары бар баттерфляй клапандарын талап етеді.
Double Offset (High-Performance) Butterfly Valve
Қос ығысу дизайны кэм тәрізді жабу әрекетін жасайды. Диск ашудың алғашқы 10 градусында отырғыштан жоғары көтеріледі. Содан кейін, ол жабудың соңғы 10 градусында ғана отырғышпен толық жанасуға оралады. Қозғалыс кезінде отырғышпен жанасу болмайды.
Бұл төмен жұмыс моментіне және орынның ұзақ қызмет ету мерзіміне әкеледі, бұл оны бу, мұнай және газ, сондай-ақ жоғары қысымды су желілеріне жарамды етеді.
Дегенмен, тығыздау өнімділігін сақтау үшін өндіруші ұсынған ағын бағытын сақтау өте маңызды.
Қос ығыстырылған клапандар API 609 A категориясы мен ASME қысым класы 150-ден 600-ге дейін (PN 10-дан PN 100-ге дейін) талап етеді.
How Does a Triple Offset Butterfly Valve Work?
Үш ығыстырылған дизайн үшінші геометриялық ығысуды қосады: диск пен орынның конустық тығыздау беті.
Үш ығысу бірге жұмыс істейді:
- Ығысу 1: дің осі диск ортасынан кейін
- Ығысу 2: дің осі тесік ортасынан алшақ
- Ығысу 3: диск орынның жанасу осі тік бұрышты конусқа еңкейтілген — үйкеліссіз, үйкеліссіз тығыздауды жасайды
Конус геометриясы диск пен орынның тек жабылудың соңғы нүктесінде жанасатынын білдіреді. Жылжу доғасы бойында сырғанау үйкелісі жоқ. Бұл орынның тозуын толығымен жояды.
Алға (артықшылықты) ағын бағытында желі қысымы өзін-өзі энергиялайтын күш ретінде әсер етеді: жоғары қысым тығыздау күшін арттырады, жабуды күшейтеді. Кері орнату бұл әсерді жояды және орынның жанасу күшін азайтады.
Металлдан металға тығыздау EN 12266-1 A класын (нөлдік ағып кету) қамтамасыз етеді және API 598 сынағынан өтеді. Үш ығыстырылған клапандар келесілерде қолданылады:
- Энергетика, бу турбина айналма жолдары, қазандықты қоректендіру жүйелері (540 °C / 1000 °F температурада жұмыс істейді) сияқты
- Мұнай өңдеу және нефтехимия көмірсутекті оқшаулаумен, API 607 стандартына сәйкес өртке төзімді қызмет
- LNG терминалдары −196 °C дейінгі криогенді қызмет
- Жоғары температуралы бу ASME 600-ден 2500-ге дейінгі қысым классымен
Сіз сондай-ақ сұрай аласыз, баттерфляй клапан қалай сырғиды? Шын мәнінде, баттерфляй клапан қақпа клапан сияқты “сырғанамайды”. Сырғанау немесе айналмалы қозғалыс ашықтан жабыққа дейінгі қозғалыспен сипатталады.
Қысым: CL150 (PN6～PN25)
Қосылу түрі: FLG
Стандарт: ASME B16.34 / API-609
Industrial Applications by Valve Type
| Өнеркәсіп | Әдеттегі қызмет | Ұсынылатын түр |
| Су және сарқынды су | Ағынды оқшаулау, DN80–DN2000 магистральдары | Концентрлі, AWWA C504 |
| Мұнай және газ | Технологиялық желілер, өртке төзімді оқшаулау | Қос эксцентрик, API 609 Cat. A |
| Мұнай өңдеу / Нефтехимия | Көмірсутектерді оқшаулау, жоғары температуралы бу | Үш еселік ығысу, API 609 Cat. B / API 607 |
| Электр энергиясын өндіру | Турбинаны айналып өту, қазандықты сумен жабдықтау >540 °C | Үш еселік ығысу, ASME Class 600–2500 |
| Тамақ және сусындар | Гигиеналық орта, CIP үйлесімді желілер | Концентрлі, 316 SS корпусы, NSF/ANSI 61 |
| Тау-кен / Шлам | Абразивті шлам, жоғары циклді оқшаулау | Сыпырмалы немесе қос ығысулы, қапталған диск |
Қорытынды
Көбелек клапаны - бұл көптеген өнеркәсіптік құбыр жүйелерінде жылдам жабу үшін стандартты таңдау болып табылады. Клапан құбырдың ішіндегі дискіні 90° айналдыру арқылы ағынды басқарады. Бұл ширек айналым әрекеті өте маңызды, әсіресе төтенше жағдайларда жабу кезінде.
Көбелек клапандарының үш негізгі дизайны бар: концентрлі, қос ығысулы және үш еселік ығысулы. Әрбір клапан PN10-ден PN250-ге дейінгі қысым кластарын және −196 °C-ден 650 °C-ге дейінгі температураларды қамтиды. Түсіну маңызды көбелек клапаны компоненттерін жобаңыз үшін дұрыс таңдауға көмектесу.
Xintai Valve компаниясы API 609, EN 593, AWWA C504 және ISO 5752 стандарттарына сәйкес концентрлі, қос ығысулы және үш еселік ығысулы көбелек клапандарын шығарады. Қолдануға арналған өлшемдерді, материалдарды таңдауды және іске қосқыштың айналу моментін есептеуді инженерлік топқа хабарласыңыз.
