U sektoru industrijske kontrole tekućina,leptirasti ventiliigraju ključnu ulogu u regulaciji, usmjeravanju i izoliranju protoka tekućina, plinova i suspenzija u cjevovodima. Prirubnički leptir ventil je jedna vrsta spoja, s integriranim prirubnicama na oba kraja tijela ventila, što omogućuje sigurne vijčane spojeve s prirubnicama cijevi.
Mehanizam rotacije za četvrtinu okretaprirubnički leptir ventilrazlikuje ga od linearnih ventila poput zasuna ili kuglastih ventila, nudeći prednosti u brzini i učinkovitosti prostora.
Ovaj članak će se detaljno pozabaviti prirubničkim leptirastim ventilima, pokrivajući njihov dizajn, vrste, materijale, primjenu, prednosti i nedostatke, ugradnju, održavanje, usporedbe s drugim ventilima i buduće trendove.
1. Definicija i princip rada
Prirubnički leptirasti ventil je ventil s rotacijskim kretanjem od 90 stupnjeva, karakteriziran diskom koji kontrolira protok tekućine rotacijom vretena. Tijelo ventila ima prirubnice na oba kraja za izravne vijčane spojeve s cjevovodom. Prirubnički leptirasti ventili imaju podignute ili ravne prirubnice s rupama za vijke, što pruža robusniji i stabilniji spoj pogodan za primjene niskog, srednjeg i visokog tlaka, kao i male, srednje i velike promjere.
Princip rada je jednostavan i učinkovit. Ventil se sastoji od tijela ventila, diska ventila, stabla ventila, sjedišta ventila i aktuatora. Kada se ručka ili zupčanik pokrene ili se stablo ventila okreće automatskim aktuatorom, disk ventila se okreće iz položaja paralelnog s putem protoka (potpuno otvoreno) u okomiti položaj (potpuno zatvoreno). U otvorenom položaju, disk ventila je poravnat s osi cjevovoda, minimizirajući otpor protoka i gubitak tlaka. Kada je zatvoren, disk ventila brtvi se uz sjedište unutar tijela ventila.
Ovaj mehanizam omogućuje brz rad ventila, obično zahtijevajući samo rotaciju od 90 stupnjeva, što ga čini bržim od višerotacijskih ventila. Prirubnički leptirasti ventili mogu podnijeti dvosmjerni protok i obično su opremljeni elastičnim ili metalnim sjedištima kako bi se osiguralo čvrsto zatvaranje. Njihov dizajn čini ih posebno prikladnima za sustave koji zahtijevaju često prebacivanje ili gdje je prostor ograničen.
2. Komponente
Glavne komponente uključuju:
- Tijelo ventilaVanjsko kućište, obično konstrukcija s dvostrukom prirubnicom, osigurava strukturne veze i sadrži unutarnje komponente. Ugljični čelik koristi se za opću upotrebu, nehrđajući čelik za otpornost na koroziju, nikal-aluminijska bronca za morske uvjete, a legirani čelik za ekstremne uvjete.
- Disk ventila:Rotirajući element, dostupan u aerodinamičnom ili ravnom dizajnu, kontrolira protok. Disk se može centrirati ili pomaknuti radi poboljšanja performansi. Izrađen od nehrđajućeg čelika, aluminijske bronce ili obložen najlonom za poboljšanu otpornost na habanje.
- StabljikaOsovina koja spaja disk ventila s aktuatorom prenosi rotacijsku silu. Nehrđajući čelik ili legure visoke čvrstoće podnose okretni moment.
Obično se koriste prolazne ili dvodijelne vretena, opremljene brtvama za sprječavanje curenja.
- SjedaloBrtvena površina izrađena je od elastomernog materijala kao što je EPDM ili PTFE. EPDM (-20°F do 250°F), BUNA-N (0°F do 200°F), Viton (-10°F do 400°F) ili PTFE (-100°F do 450°F) se koristi za meka brtvila; metalni materijali poput nehrđajućeg čelika ili Inconela koriste se za tvrda brtvila otporna na visoke temperature.
- PogonUpravljanje ručno (ručka, mjenjač) ili motorno (pneumatski, električni).
- Pakiranje i brtveOsigurati nepropusno brtvljenje između komponenti i na prirubničkim spojevima.
Ove komponente rade zajedno kako bi osigurale pouzdanu kontrolu protoka.
3. Vrste prirubničnih leptirastih ventila
Prirubničke leptiraste ventile možemo kategorizirati na sljedeći način na temelju poravnanja diska, načina aktiviranja i tipa tijela.
3.1 Poravnanje
- Koncentrično (nulti pomak): Stablo ventila proteže se kroz središte diska i ima elastično sjedište. Ovaj ventil je prikladan za primjene niskog tlaka s temperaturama do 250°F.
- Dvostruki pomak: Stablo ventila je pomaknuto iza diska i izvan centra, što smanjuje trošenje sjedišta. Ovaj ventil je prikladan za primjene srednjeg tlaka i temperature do 400°F.
- Trostruki pomak: Povećani kut konusnog sjedišta stvara brtvljenje metal-na-metal. Ovaj ventil je prikladan za visoki tlak (do klase 600) i visoke temperature (do 1200°F) primjene i ispunjava zahtjeve nultog curenja.
3.2 Način aktiviranja
Vrste pogona uključuju ručni, pneumatski, električni i hidraulički kako bi se prilagodili različitim radnim zahtjevima.
4. Primjena u industriji
Prirubnički leptirasti ventili se široko koriste u sljedećim sektorima:
- Pročišćavanje vode i otpadnih voda: Koristi se za regulaciju protoka u uređajima za pročišćavanje i sustavima za preusmjeravanje. - Kemijska obrada: Rukovanje kiselinama, lužinama i otapalima zahtijeva materijale otporne na koroziju.
- Nafta i plin: Cjevovodi za sirovu naftu, prirodni plin i procese rafiniranja.
- HVAC sustavi: Regulira protok zraka i vode u mrežama grijanja i hlađenja.
- Proizvodnja energije: Upravlja parom, rashladnom vodom i gorivom.
- Hrana i piće: Higijenski dizajn za aseptično rukovanje tekućinama.
- Farmaceutska industrija: Precizna kontrola u sterilnim okruženjima.
- Pomorska industrija i industrija celuloze i papira: Koristi se za morsku vodu, pulpu i kemijsku preradu.
5. Prednosti i nedostaci prirubničkih leptirastih ventila
5.1 Prednosti:
- Kompaktan i lagan, što smanjuje troškove instalacije i potrebe za prostorom.
- Brzo okretanje u četvrtini okreta i brza reakcija.
- Niži troškovi za veće promjere.
- Nizak gubitak tlaka u otvorenom stanju, energetski učinkovit i efikasan.
- Pogodno za prebacivanje tekućina s izvrsnim brtvljenjem.
- Jednostavan za održavanje i kompatibilan sa sustavima automatizacije.
5.2 Nedostaci:
- Disk ventila blokira put protoka kada je otvoren, što rezultira gubitkom tlaka. - Ograničeni kapacitet prigušivanja u primjenama visokog tlaka, što potencijalno uzrokuje kavitaciju.
- Meka sjedišta ventila brže se troše u abrazivnim medijima.
- Prebrzo zatvaranje može uzrokovati hidraulički udar.
- Neki dizajni zahtijevaju veće početne momente, što zahtijeva jače aktuatore.
6. Kako instalirati leptir ventil
Tijekom ugradnje poravnajte prirubnicu ventila s prirubnicom cijevi, pazeći da se rupe za vijke podudaraju.
Umetnite brtvu za brtvljenje.
Pričvrstite vijcima i maticama, ravnomjerno zatežući kako biste spriječili deformaciju.
Dvostruko prirubnički ventili zahtijevaju istovremeno poravnanje obje strane; ventili s ušicama mogu se pričvrstiti vijcima samo jednu stranu odjednom.
Provjerite slobodu kretanja diska tako da prije punjenja tlakom ciklički otvorite ventil.
Prilikom vertikalne ugradnje, stabljika ventila treba biti postavljena vodoravno kako bi se spriječilo nakupljanje sedimenta.
Uvijek slijedite upute proizvođača i standarde ispitivanja kao što je API 598.
7. Standardi i propisi
Prirubnički leptirasti ventilimoraju biti u skladu sa standardima sigurnosti i interoperabilnosti:
- Dizajn: API 609, EN 593, ASME B16.34. - Ispitivanje: API 598, EN 12266-1, ISO 5208.
- Prirubnice: ASME B16.5, DIN, JIS.
- Certifikati: CE, SIL3, API 607(zaštita od požara).
8. Usporedba s drugim ventilima
U usporedbi sa zasunskim ventilima, prirubnički leptirasti ventili rade brže i nude mogućnosti prigušivanja, ali su nešto manje otporni na protok.
U usporedbi s kuglastim ventilima, ekonomičniji su za veće promjere, ali imaju veći gubitak tlaka tijekom otvaranja.
Kuglasti ventili nude preciznije prigušivanje, ali su veći i skuplji.
Sveukupno, leptirasti ventili izvrsno se pokazuju u primjenama s ograničenim prostorom i osjetljivim na troškove.