Inom sektorn för industriell vätskekontroll,fjärilsventilerspelar en avgörande roll för att reglera, styra och isolera flödet av vätskor, gaser och slam i rörledningar. En flänsad fjärilsventil är en typ av anslutningstyp, med integrerade flänsar i båda ändar av ventilhuset, vilket möjliggör säkra bultade anslutningar till rörflänsar.
Kvartvarvsrotationsmekanismen hos enflänsad fjärilsventilskiljer den från linjära ventiler som sluss- eller kulventiler, genom att erbjuda fördelar i fråga om hastighet och utrymmeseffektivitet.
Den här artikeln kommer att fördjupa sig i detaljerna kring flänsade fjärilsventiler, inklusive deras design, typer, material, tillämpningar, fördelar och nackdelar, installation, underhåll, jämförelser med andra ventiler och framtida trender.
1. Definition och funktionsprincip
En flänsad fjärilsventil är en 90-graders rotationsventil som kännetecknas av en skiva som styr vätskeflödet genom spindelrotation. Ventilhuset har flänsar i båda ändar för direkta bultade anslutningar till rörledningen. Flänsade fjärilsventiler har upphöjda eller plana flänsar med bulthål, vilket ger en mer robust och stabil anslutning lämplig för låg-, medel- och högtrycksapplikationer, såväl som små, medelstora och stora diametrar.
Funktionsprincipen är enkel och effektiv. En ventil består av ett ventilhus, en ventilskiva, ett ventilspindel, ett ventilsäte och ett ställdon. När ett handtag eller en växel manövreras, eller när ventilspindeln roteras av ett automatiskt ställdon, roterar ventilskivan från ett läge parallellt med flödesvägen (helt öppet) till ett vinkelrätt läge (helt stängt). I öppet läge är ventilskivan i linje med rörledningens axel, vilket minimerar flödesmotstånd och tryckförlust. När den är stängd tätar ventilskivan mot sätet inuti ventilhuset.
Denna mekanism möjliggör snabb ventilmanövrering, vanligtvis med endast en 90-graders rotation, vilket gör den snabbare än flervarvsventiler. Flänsade fjärilsventiler kan hantera dubbelriktat flöde och är vanligtvis utrustade med fjädrande eller metalliska säten för att säkerställa tät avstängning. Deras design gör dem särskilt lämpliga för system som kräver frekventa växlingar eller där utrymmet är begränsat.
2. Komponenter
Huvudkomponenterna inkluderar:
- VentilhusDet yttre höljet, vanligtvis en dubbelflänskonstruktion, tillhandahåller strukturella anslutningar och inrymmer de interna komponenterna. Kolstål används för allmänt bruk, rostfritt stål för korrosionsbeständighet, nickel-aluminiumbrons för marina miljöer och legerat stål för extrema förhållanden.
- Ventilskiva:Det roterande elementet, tillgängligt i antingen strömlinjeformade eller plana utföranden, styr flödet. Skivan kan centreras eller förskjutas för att förbättra prestandan. Rostfritt stål, aluminiumbrons eller belagd med nylon för förbättrad slitstyrka.
- StamAxeln som förbinder ventilskivan med ställdonet överför rotationskraft. Rostfritt stål eller höghållfasta legeringar motstår vridmoment.
Genomgående axel eller tvådelade stammar används vanligtvis, utrustade med tätningar för att förhindra läckage.
- SäteTätningsytan är tillverkad av ett elastomermaterial såsom EPDM eller PTFE. EPDM (-20°F till 250°F), BUNA-N (0°F till 200°F), Viton (-10°F till 400°F), eller PTFE (-100°F till 450°F) används för mjuka tätningar; metalliska material som rostfritt stål eller Inconel används för hårda tätningar som tål höga temperaturer.
- StälldonManövreras manuellt (handtag, växel) eller motordrivet (pneumatiskt, elektriskt).
- Packningar och packningarSäkerställ läckagetäta tätningar mellan komponenter och vid flänsanslutningar.
Dessa komponenter samverkar för att ge tillförlitlig flödeskontroll.
3. Typer av flänsade fjärilsventiler
Flänsade fjärilsventiler kan kategoriseras enligt följande baserat på skivinriktning, manövreringsmetod och ventilhustyp.
3.1 Uppriktning
- Koncentrisk (noll offset): Ventilskaftet sträcker sig genom mitten av skivan och har ett fjädrande säte. Denna ventil är lämplig för lågtrycksapplikationer med temperaturer upp till 250°F.
- Dubbel förskjutning: Ventilskaftet är förskjutet bakom skivan och excentriskt, vilket minskar sätesslitage. Denna ventil är lämplig för medelhöga tryckapplikationer och temperaturer upp till 400°F.
- Trippel offset: Den ökade koniska sätesvinkeln skapar en metall-mot-metall-tätning. Denna ventil är lämplig för högt tryck (upp till klass 600) och hög temperatur (upp till 1200°F) applikationer och uppfyller kraven på noll läckage.
3.2 Aktiveringsmetod
Manövertyperna inkluderar manuella, pneumatiska, elektriska och hydrauliska för att tillgodose olika driftskrav.
4. Industritillämpningar
Flänsade fjärilsventiler används ofta inom följande sektorer:
- Vatten- och avloppsrening: Används för flödesreglering i reningsverk och avledningssystem. - Kemisk bearbetning: Hantering av syror, alkalier och lösningsmedel kräver korrosionsbeständiga material.
- Olja och gas: Rörledningar för råolja, naturgas och raffineringsprocesser.
- HVAC-system: Styr luft- och vattenflöde i värme- och kylnät.
- Kraftproduktion: Hanterar ånga, kylvatten och bränsle.
- Livsmedel och drycker: Hygienisk design för aseptisk vätskehantering.
- Läkemedel: Exakt kontroll i sterila miljöer.
- Marin & Massa & Papper: Används för havsvatten, massa och kemisk bearbetning.
5. Fördelar och nackdelar med flänsfjärilsventiler
5.1 Fördelar:
- Kompakt och lätt, vilket minskar installationskostnader och utrymmesbehov.
- Snabb kvartvarvsmanövrering och snabb respons.
- Lägre kostnad för större diametrar.
- Låg tryckförlust i öppet läge, energieffektiv och ändamålsenlig.
- Lämplig för vätskeomkoppling med utmärkt tätningsprestanda.
- Lätt att underhålla och kompatibel med automationssystem.
5.2 Nackdelar:
- Ventilskivan blockerar flödesvägen när den är öppen, vilket resulterar i viss tryckförlust. - Begränsad strypningskapacitet i högtrycksapplikationer, vilket potentiellt kan orsaka kavitation.
- Mjuka ventilsäten slits snabbare i slipande medier.
- För snabb stängning kan orsaka vattenslag.
- Vissa konstruktioner kräver högre initiala vridmoment, vilket kräver starkare ställdon.
6. Hur man installerar en fjärilsventil
Under installationen, rikta in ventilflänsen med rörflänsen och se till att bulthålen matchar.
Sätt i en packning för tätning.
Fäst med bultar och muttrar, dra åt jämnt för att förhindra deformation.
Dubbelflänsventiler kräver uppriktning av båda sidor samtidigt; flänsventiler kan bultas fast en sida i taget.
Kontrollera skivans rörelsefrihet genom att vrida och stänga av ventilen innan trycksättning.
Vid vertikal installation bör ventilspindeln placeras horisontellt för att förhindra sedimentansamling.
Följ alltid tillverkarens riktlinjer och teststandarder som API 598.
7. Standarder och föreskrifter
Flänsade fjärilsventilermåste uppfylla säkerhets- och interoperabilitetsstandarder:
- Design: API 609, EN 593, ASME B16.34. - Testning: API 598, EN 12266-1, ISO 5208.
- Flänsar: ASME B16.5, DIN, JIS.
- Certifieringar: CE, SIL3, API 607.(brandsäkerhet).
8. Jämförelse med andra ventiler
Jämfört med slussventiler arbetar flänsade fjärilsventiler snabbare och erbjuder strypningsfunktioner, men är något mindre flödesresistenta.
Jämfört med kulventiler är de mer ekonomiska för större diametrar, men upplever högre tryckförlust vid öppning.
Kulventiler erbjuder bättre precisionsstrypning, men är större och dyrare.
Sammantaget utmärker sig fjärilsventiler i utrymmesbegränsade och kostnadskänsliga applikationer.