Въведение
Клапаните за управление на пеперуда са вентили с четвърт оборот, които използват метален диск за управление на потока на флуида през тръбопровод. Дискът е разположен перпендикулярно на потока и когато вентилът се завърти, дискът се отваря или затваря, за да регулира потока на течността. Регулиращите клапи са широко използвани в различни индустрии за контрол на потока и регулиране на налягането. Те предлагат няколко предимства пред други клапани, включително ниска цена, бърза работа и висок капацитет на потока. В резултат на това дроселните клапи се използват често в ОВК системи, инсталации за пречистване и разпределение на вода, химическа обработка и други индустриални приложения.
Тази статия има за цел да предостави изчерпателен преглед на дроселните клапи, включително техния дизайн, видове, принцип на работа, предимства и недостатъци, приложения, избор и оразмеряване, както и поддръжка и отстраняване на неизправности. В допълнение, тази статия има за цел да помогне на инженери, техници и други професионалисти да разберат ключовите аспекти на дроселните клапи и да вземат информирани решения при избора и експлоатацията на тези клапи.
Конструкция и компоненти на дроселови клапани
Клапанът за управление на пеперуда се състои от различни компоненти като тяло, диск, стебло, седло и задвижващ механизъм. Ще ги обсъдим по-задълбочено по-долу.
Работа на дроселните клапи
Работата на дроселните клапи е относително проста. Дискът е монтиран на стеблото и се върти на централна ос, за да контролира потока на течността през клапана. Когато вентилът е напълно отворен, дискът е разположен успоредно на потока, което позволява на течността да тече свободно през клапана. Когато клапанът е затворен, дискът е разположен перпендикулярно на потока, блокирайки потока на течността. Дискът може също да бъде позициониран под произволен ъгъл между напълно отворен и напълно затворен, за да регулира потока на течността.
Тяло
Тялото на дроселната клапа обикновено е направено от чугун, сферографитен чугун, въглеродна стомана, неръждаема стомана или други материали, подходящи за приложението. Тялото е проектирано да издържа на налягането и температурата на течността, протичаща през клапана. В допълнение, тялото обикновено е леко и компактно, което прави дроселните клапи подходящи за приложения с ограничено пространство.
Диск
Дискът на дроселната клапа е тънка, кръгла метална плоча, която се върти на централна ос. В зависимост от приложението, дискът може да бъде изработен от различни материали, като неръждаема стомана, алуминий или пластмаса. Дискът е монтиран на стеблото и се върти между две седалки, за да контролира потока на течността.
Стъбло
Стеблото на дроселна клапа свързва диска със задвижващия механизъм. Това е цилиндричен метален прът, който преминава през тялото на вентила. Стеблото е проектирано да издържа на въртящия момент, прилаган от задвижващия механизъм, и да предава въртенето на задвижващия механизъм към диска.
Седалка
Седалката на дроселната клапа е повърхността, към която дискът се уплътнява, за да контролира потока на течността. Седалката обикновено е направена от мек материал, като гума или Teflon™, за осигуряване на плътно уплътнение и предотвратяване на изтичане. Седлото е разположено върху тялото на вентила и е проектирано да издържа на налягането и температурата на течността, протичаща през клапана.
Актуатор
Задвижващият механизъм на дроселната клапа е компонентът, който върти диска, за да контролира потока на течността. Задвижването може да бъде ръчно или автоматично, в зависимост от приложението. Ръчните задвижващи механизми обикновено се управляват ръчно, докато автоматичните задвижващи механизми могат да бъдат пневматични, електрически или хидравлични. Задвижващият механизъм е свързан към стеблото и прилага въртящ момент, за да завърти диска до желаната позиция. Актуаторът може да се използва и за регулиране на скоростта на въртене на диска и за осигуряване на обратна връзка за позицията на диска.
Видове дроселови клапани
Бътерфлай вентилите се предлагат в различни типове, всеки комплект за конкретно приложение. По-долу обсъждаме различните видове дроселови клапи.
Тип вафла
Регулиращите дроселни клапи от тип вафла са проектирани да се поберат между фланците в тръбопровода. Те са леки и компактни, което ги прави подходящи за приложения с ограничено пространство. Клапите за управление тип пеперуда нямат фланци, а отвори, които са подравнени с отворите за болтове на фланците, за да закрепят клапана на място. Те обикновено са по-евтини от другите дроселови клапи и обикновено се използват в ОВК системи, пречиствателни и разпределителни инсталации за вода и други индустриални приложения.
Тип ухо
Управляващите дроселни клапи имат резбови вложки върху тялото на вентила, които позволяват вентилът да бъде завинтен към тръбопровода. Резбовите вложки са разположени върху тялото на вентила, което ги прави подходящи за приложения, при които вентилът или тръбопроводът надолу по веригата трябва да бъдат премахнати, без да се засяга тръбопроводът. Регулиращите дроселни клапи тип "уши" са по-скъпи от клапите тип "вафла", но осигуряват сигурна връзка с тръбопровода. Те обикновено се използват в химическа обработка и приложения за нефт и газ.
Фланцов тип
Клапите с фланцов тип дросел имат фланци на тялото на вентила, които им позволяват да бъдат завинтени към тръбопровода. Фланците осигуряват сигурна връзка с тръбопровода и са подходящи за приложения с високо налягане и температура. Регулиращите клапани с фланцов тип са по-скъпи от вентилите с пластини и уши, но осигуряват сигурна връзка без течове към тръбопровода. Те обикновено се използват в химическа обработка, производство на електроенергия и приложения за нефт и газ.
Избор и оразмеряване на дроселови клапи
Правилният избор и оразмеряване на дроселните клапи са от съществено значение за ефективната и надеждна работа. Една добре проектирана и правилно оразмерена дроселова клапа може прецизно да контролира потока и температурата на течността, което води до повишена ефективност и спестяване на разходи.
Оразмеряване на клапана
Правилното оразмеряване на вентила е от решаващо значение за осигуряване на ефективна работа и дълъг живот на дроселната клапа. Размерът на вентила се определя въз основа на дебита, налягането и температурата на контролирания флуид. Размерът на вентила трябва да бъде избран така, че да осигури достатъчен капацитет на потока, като същевременно поддържа желаното ниво на контрол. Клапанът с по-малък размер може да причини прекомерен спад на налягането, кавитация и ерозия, докато вентилът с голям размер може да доведе до лош контрол и ненужни разходи. Обикновено бътерфлай клапата има най-добър контрол при 20-80% отваряне
Избор на правилния задвижващ механизъм
Задвижващият механизъм е основен компонент на дроселната клапа, тъй като контролира позицията на диска. В зависимост от изискванията на приложението задвижващият механизъм може да бъде пневматичен, електрически или хидравличен. Изборът на задвижващ механизъм се основава на наличието на помощни програми и предпочитания. Пневматични, електрически и хидравлични задвижки се използват за всички размери на клапаните.
Избор на материал
Изборът на материали за дроселните клапи е от решаващо значение за осигуряване на издръжливост и дълъг живот. Материалите, използвани в тялото на клапана, диска, стеблото и седалката, трябва да са съвместими с контролирания флуид и условията на температура и налягане. Тялото и дискът на клапана могат да бъдат изработени от въглеродна стомана, неръждаема стомана или екзотични сплави, докато седалката може да бъде изработена от мек материал, като гума или Teflon™. Стеблото може да бъде направено от материали като неръждаема стомана, а задвижващият механизъм може да бъде направен от материали като алуминий или неръждаема стомана.
Предимства на дроселните клапи
Бътерфлай вентилите имат няколко предимства пред другите видове регулиращи вентили. Някои от тези предимства включват следното:
Спестяване на място
Бътерфлай вентилите имат компактен дизайн, който им позволява да бъдат инсталирани в тесни пространства, където други клапани може да не пасват. Освен това са леки и лесни за инсталиране, което ги прави идеален избор за приложения с ограничено пространство.
Ниска цена
Бътерфлай вентилите са сравнително евтини в сравнение с други регулиращи клапани. Те имат по-малко части, което ги прави по-лесни за производство, инсталиране и поддръжка. Това ги прави привлекателен избор за приложения, при които цената е важен фактор.
Ниска поддръжка
Бътерфлай клапите изискват минимална поддръжка поради простия си дизайн. Те имат по-малко подвижни части, което ги прави по-малко податливи на износване. Това намалява необходимостта от честа поддръжка и подмяна на части, което води до по-ниски общи разходи за поддръжка.
Бързо отваряне и затваряне
Бътерфлай вентилите могат да се отварят и затварят бързо, което ги прави идеален избор за приложения, изискващи бързо време за реакция. Това може да бъде особено важно при спешни случаи, когато се изисква бързо спиране на течност.
Поток с голям капацитет
Клапаните за управление на пеперуда могат да се справят с поток от течности с голям капацитет поради тяхната тънка дискова повърхност. Това ги прави идеален избор за приложения, където се изискват високи дебити, като например в пречиствателни и разпределителни инсталации за вода и HVAC системи.
Недостатъци на дроселните клапани
Въпреки че дроселните клапи имат няколко предимства, трябва да се имат предвид някои ограничения. Някои от тези недостатъци включват следното:
Ограничен температурен диапазон
Бутерфлай управляващите клапани с гумено седло имат ограничен температурен диапазон, което може да е недостатък в някои приложения. Например, те обикновено са неподходящи за използване с високотемпературни течности, тъй като материалите, използвани в тяхната конструкция, може да не издържат на топлина. Бътерфлай клапите с метално седло обаче могат да издържат на температури до 1100F
Ограничен диапазон на налягане
Бутерфлай управляващите клапани с гумено седло имат ограничен диапазон на налягане, което също може да бъде недостатък в някои приложения. Например, те може да не са подходящи за течности под високо налягане, тъй като тялото на клапана и дискът може да не издържат на налягането.
Предлагат се стоманени бътерфлай клапи 150-900# ANSI (2000 psig)
Не е подходящ за приложения на тор
Клапите за управление на пеперуда не са подходящи за използване с приложения за тор, тъй като дискът може да се задръсти с твърди частици, което може да възпрепятства движението му и да доведе до лош контрол. Приложенията на суспензии обикновено изискват по-здрава конструкция и клапани с дизайн, като ножови шибъри, сферични кранове с пълен порт или щипкови кранове.
В обобщение, дроселните клапи предлагат няколко предимства, но имат и някои ограничения, които трябва да се имат предвид. Те включват ограничен диапазон на температура и налягане и неподходящи приложения за суспензия. Въпреки това, тези ограничения могат да бъдат смекчени чрез избор на подходящи материали и дизайн за приложението.
Приложения на дроселови клапани
Бътерфлай вентилите се използват широко в различни индустрии поради компактния си дизайн, ниска цена и бърза работа. Някои често срещани приложения на дроселните клапи включват:
ОВК системи
Клапите за регулиране на пеперудата обикновено се използват в ОВК системите за регулиране на въздушния и водния поток. Те са особено полезни в големи сгради, изискващи ограничено пространство и поток с голям капацитет.
Химическа промишленост
Клапаните за управление на пеперудата също се използват често в химическата промишленост за контролиране на потока от различни химикали. Те са подходящи за използване с различни химикали и могат да се справят с корозивни течности.
Водопречиствателни и разпределителни станции
Клапите за регулиране на пеперудата обикновено се използват в пречиствателните станции за регулиране на водния поток. Те са особено полезни в приложения, изискващи големи дебити, като например водоразпределителни системи.
Хранително-вкусова промишленост
Клапите за управление на пеперудата също се използват често в хранително-вкусовата промишленост за контролиране на потока на течности, като напитки, млечни продукти и сосове. Те са подходящи за използване с материали за хранителни цели и са лесни за почистване, което ги прави идеален избор за хигиенни приложения.
Контрол на потока
Бътерфлай вентилите се използват за контрол на потока в различни приложения. Дискът може да бъде позициониран под произволен ъгъл, за да регулира потока на течността, осигурявайки прецизен контрол върху скоростта на потока. Големият капацитет на потока на дроселните клапи ги прави подходящи за приложения с големи дебити.
Контрол на температурата
Клапите за управление на пеперуда също се използват за контрол на температурата в някои приложения. Дискът може да се позиционира, за да регулира количеството течност, протичаща през клапана, което може да повлияе на температурата на течността. В някои приложения дроселните клапи се използват с други устройства за контрол на температурата, като топлообменници или охладителни кули, за поддържане на желания температурен диапазон. Въпреки това дроселните клапи имат ограничен температурен диапазон и са неподходящи за приложения с екстремни температури.
Поддръжка и отстраняване на неизправности на дроселни клапи
Редовната поддръжка и отстраняването на неизправности са от съществено значение за осигуряване на правилното функциониране на дроселните клапи. Някои от ключовите съображения за поддръжка и отстраняване на неизправности при дроселните клапи включват:
Редовен преглед
Редовната проверка на дроселните клапи е важна за идентифициране на потенциални проблеми, преди те да се превърнат в големи проблеми. Това включва проверка на тялото на клапана, диска, стеблото, седлото и задвижващия механизъм за признаци на износване или повреда.
Смазване
Това обикновено не е изискване за бътерфлай клапите, но пневматичните задвижващи механизми изискват смазан въздух
Често срещани проблеми и решения
Някои често срещани проблеми с дроселните клапи включват изтичане, лош контрол и залепване. Тези проблеми често могат да бъдат разрешени чрез дейности по отстраняване на неизправности и поддръжка, като регулиране на уплътнението, почистване на корпуса на клапана и диска или подмяна на задвижващия механизъм.
Заключение
Бътерфлай вентилите са важен контролен клапан, широко използван в различни индустриални приложения. Те са компактни, рентабилни и осигуряват регулиране на потока с голям капацитет. В тази статия обсъдихме дизайна и компонентите на дроселните клапи, видовете дроселни клапи, предимствата и недостатъците, приложенията, избора и оразмеряването, както и поддръжката и отстраняването на неизправности.
За да научите повече за дроселните клапи на BVC, моля, свържете се с нас днес!