Пеперутките се користат за стартување, запирање или регулирање на протокот на течности или гасови низ цевките. Тие го добиваат своето име по крилестиот диск што се врти во телото на вентилот, потсетувајќи на движење на пеперутка. Меѓу различните типови пеперутки, високо-перформансните пеперутки (HPBV) и концентричните пеперутки се двата најчести дизајни. Оваа споредба ќе ги разложи разликите меѓу двата од повеќе димензии за да ги разјасни нивните улоги во индустриските и општинските апликации.
| Функција | Концентричен вентил за пеперутка | Високоефикасен вентил пеперутка |
| Дизајн | Централно стебло и диск | Поместено стебло со метално седиште |
| Механизам за запечатување | Меко еластомерно седиште | RPTFE седиште |
| Оценка на притисок | До 250 PSI | До 600 PSI |
| Оценка на температурата | До 180°C (356°F) | До 260°C (536°F) |
| Абење и кинење | Повисоко поради контакт со седиштето | Пониско поради дизајнот со поместување |
| Соодветност на апликацијата | Течности под низок притисок | Течности со среден притисок и висока температура |
| Цена | Долна | Повисоко |
1. Дизајн и изградба
Основната разлика помеѓу концентричните вентили-пеперутки и високо-перформансните вентили-пеперутки лежи во нивниот структурен дизајн, поточно положбата на стеблото на вентилот и дискот на вентилот во однос на телото на вентилот и употребените материјали.
1.1 Концентрични вентили со пеперутка
Концентричниот дизајн е познат како вентил со „нулто поместување“ или „еластично седиште“, при што стеблото на вентилот и дискот на вентилот се порамнуваат директно со центарот на телото на вентилот и отворот на цевката. Ова централно порамнување нема отстапување.
1.1.1 Движење на дискот
Дискот ротира 90° околу оската на стеблото на вентилот и се движи од целосно отворена (паралелно со цевката) до целосно затворена (нормална на цевката) низ целиот свој опсег на движење.
1.1.2 Механизам за запечатување
Запечатувањето се постигнува со интерферентно вклопување помеѓу работ на дискот на вентилот и еластичното гумено седиште на вентилот (како што е EPDM, акрил или флуорогумена) што ја обложува внатрешната површина на телото на вентилот.
1.1.3 Материјали
Телото на вентилот обично е направено од материјали со висока цврстина и отпорност на корозија, како што се леано железо, дуктилно железо или дури и не'рѓосувачки челик за помалку тешки апликации, бидејќи гуменото седиште на вентилот спречува контакт на течноста со телото на вентилот.
Дискот може да биде од не'рѓосувачки челик, алуминиумска бронза, обложено дуктилно железо или целосно обложено со метал, во зависност од корозивноста на течноста.
1.2 Високо-перформансни вентили пеперутка
Типично е дизајн со двојно поместување со две клучни поместувања:
Стеблото се наоѓа зад дискот, а не низ центарот на дискот, и
Склопот на дискот и стеблото е поместен од централната линија на отворот на цевката.
Некои напредни верзии вклучуваат тројно поместување, но двојното поместување е стандардно кај моделите со високи перформанси.
1.2.1 Движење на дискот
Поради поместувањето, дискот ротира во дејство слично на брегаста вала, намалувајќи го контактот со седиштето.
1.2.2 Механизам за запечатување
Седиштето е направено од потрајни материјали, како што е зајакнат тефлон, за да издржи повисоки притисоци и температури. За разлика од гуменото седиште кај концентричниот вентил, заптивката е поцврста и помалку зависна од деформација.
1.2.3 Материјали
Телото и дискот се направени од цврсти метали, како што се не'рѓосувачки челик, јаглероден челик или легури, за да издржат сурови услови.
1.3 Резиме: Импликации од дизајнот
Едноставноста на концентричниот вентил го прави лесен и компактен, што го прави идеален за директна инсталација. Сепак, неговата зависност од деформабилно гумено седиште ја ограничува неговата флексибилност.
Поместениот дизајн и поцврстите материјали на високо-перформансните вентили ја зголемуваат нивната издржливост и прилагодливост, но на сметка на зголемена комплексност и тежина.
---
2. Можности за перформанси
Перформансите се најпроменливиот аспект на овие вентили и оној што корисниците го ценат и за кој се грижат најмногу. Поточно, тие се анализираат во однос на притисок, температура, ефект на запечатување и работен век.
2.1 Концентрични вентили со пеперутка
2.1.1 Оценки на притисок
Концентричните вентили со пеперутка генерално можат да издржат притисоци до PN16, но ова варира во зависност од големината и материјалот. Над овој притисок, гуменото седиште може да се деформира или да откаже.
2.1.2 Температурни оценки
Максималната температура е 356°F (180°C), ограничена од термичките ограничувања на гуменото или тефлонскиот држач. Високите температури ќе ги деградираат перформансите на еластомерот и ќе го нарушат запечатувањето.
2.1.3 Перформанси на запечатување
Може да обезбеди сигурно затворање во системи со низок притисок, но континуираното триење помеѓу дискот на вентилот и седиштето на вентилот ќе предизвика абење, што ќе ја намали ефикасноста.
2.1.4 Пригушување
Бидејќи вентилите со пеперутка се посоодветни за целосно отворање и затворање, доколку се користат за регулирање на протокот, долготрајното задушување ќе го забрза абењето на седиштето на вентилот, што ќе го направи помалку прецизно и издржливо.
2.1.5 Издржливост
Бидејќи се поеластични, металните или зајакнатите седишта на вентилите се потрајни од гумените. Дизајнот со поместување дополнително го продолжува работниот век со ограничување на триењето.
2.2 Високоефикасен вентил пеперутка
2.2.1 Оценка на притисок
Поради својата робусна структура и поместен дизајн што го намалува оптоварувањето на седиштето на вентилот, може да издржи притисоци до PN16.
2.2.2 Оценка на температурата
Бидејќи седиштето на вентилот користи RPTFE, може ефикасно да работи на температури до 536°F (280°C).
2.2.3 Перформанси на запечатување
Поради прецизното вклопување на дискот на поместувањето на вентилот и издржливото седиште на вентилот, протекувањето е речиси нула и обично е блиску до херметичко затворање. Ова го прави идеален за критични апликации.
2.2.4 Пригушување
Конструкцијата и материјалите што се користат во високо-перформансните вентили со пеперутка им овозможуваат прецизно да го контролираат протокот дури и при висок притисок. Намалениот контакт со седиштето го минимизира абењето и го одржува интегритетот на заптивката во текот на повеќе циклуси.
2.2.5 Издржливост
Бидејќи се поотпорни, металните или зајакнатите седишта се потрајни од гумените. Дизајнот со поместување дополнително го продолжува работниот век со ограничување на триењето.
2.3 Резиме: Најважни карактеристики на перформансите
Концентричните вентили се погодни за низок притисок, стабилни услови, но откажуваат при среден и висок притисок.
Високоперформансните вентили нудат супериорна сигурност и работен век по повисока почетна цена.
---
3. Апликации
Изборот помеѓу вентили-пеперутки со средна линија и вентили-пеперутки со високи перформанси зависи од специфичните потреби на системот во кој се инсталирани.
3.1 Концентрични вентили со пеперутка
За системи со низок до среден притисок/температура каде што цената и едноставноста се приоритети.
Вообичаени употреби:
- Вода и отпадни води: Општинските водоводни цевки, системите за наводнување и канализација имаат корист од нивната економичност и изолација на течности.
- Прехрана и фармацевтски производи: Гумените лежишта спречуваат контаминација на чувствителни течности од телото на вентилот.
- Снабдување со гас: Гасоводите со низок притисок го користат за контрола на вклучување/исклучување.
- Противпожарна заштита: Системите за прскање ја користат предноста на нивната брза работа и сигурност при среден притисок.
- Пареа со низок притисок: За пареа до 250 PSI и 350°F.
3.2 Високо-перформансни вентили пеперутка
За ниски-средни притисоци или критични системи на кои им е потребна прецизност и издржливост.
Вообичаени употреби:
- Нафта и гас: Се справува со груби хемикалии, петрохемикалии и услови на море со висок притисок и корозивни течности.
- Производство на енергија: Управува со пареа под висок притисок и вода за ладење во турбини и котли.
- Хемиска обработка: Отпорен е на корозивни течности и одржува цврсто затворање во испарливи средини.
- HVAC: За големи системи што бараат прецизна контрола на протокот.
- Бродоградба: Издржува морски услови и управување со флуиди под висок притисок.
3.3 Преклопување на апликациите и разлики
Иако двата вентили го регулираат протокот, концентричните вентили доминираат во средини чувствителни на трошоци и со помалку барања, додека вентилите со високи перформанси се претпочитаат за индустриски процеси каде што дефектот може да има сериозни последици.
---
4. Оперативни размислувања
Покрај дизајнот и примената, улога играат и практичните фактори како што се инсталацијата, одржувањето и интеграцијата во системот.
4.1 Инсталација
- Концентричен: Поедноставна инсталација поради полесна тежина и поедноставна компатибилност на прирабниците.
- Високи перформанси: Потребно е прецизно порамнување поради дизајнот со поместување, а неговата тежина бара посилна потпора.
4.2 Одржување
- Концентрично: Одржувањето се фокусира на замена на гуменото седиште, што е релативно брз и ефтин метод за поправка. Сепак, честото абење може да го зголеми времето на застој кај системите со висок циклус.
- Високи перформанси: Одржувањето е поретко поради издржливото седиште, но поправките (на пр., замена на седиштето) се поскапи и технички, обично барајќи професионален персонал за одржување со специјализирани алатки.
4.3 Пад на притисок
- Концентрични: Центрираните дискови создаваат поголема турбуленција кога се делумно отворени, намалувајќи ја ефикасноста во апликациите со гаснење.
- Високи перформанси: Поместувачките дискови ги подобруваат карактеристиките на протокот, намалувајќи ја кавитацијата и падот на притисокот, особено при големи брзини.
4.4 Активирање
И двата вентили можат да се користат со рачни, пневматски или електрични актуатори, но високо-перформансните вентили често се спарени со напредни контроли за прецизна автоматизација во индустриски услови.
---
5. Анализа на трошоците и животниот циклус
5.1 Почетна цена
Концентричните вентили се значително поевтини бидејќи се релативно едноставни за изработка и користат помалку материјал. Ова не е случај со високо-перформансните вентили-пеперутки.
5.2 Трошоци за животниот циклус
Високоперформансните вентили се генерално поекономични со текот на времето бидејќи се одржуваат и заменуваат поретко. Во критичните системи, нивната сигурност може да ги намали и трошоците за застој.
---
6. Заклучок: Резиме на предностите и недостатоците
6.1 Концентричен вентил со пеперутка
6.1.1 Предности:
- Економичност: Пониските трошоци за производство и материјали му даваат буџетска предност.
- Едноставен дизајн: Лесен за инсталирање, ракување и одржување, со помалку подвижни делови.
- Изолација на течности: Гумените седишта го штитат телото на вентилот, овозможувајќи употреба на поевтини материјали и одржување на чистотата на течноста.
- Лесна тежина: Идеална за апликации каде што тежината е проблем.
6.1.2 Недостатоци:
- Ограничен опсег: Горните граници се 250 PSI и 356°F, што ја ограничува неговата употреба во сурови услови.
- Подложно на абење: Постојаното триење на седиштето може да доведе до намалени перформанси, што бара почесто одржување.
- Лоши перформанси на гаснење под висок притисок: Губи прецизност и запечатување под притисок.
6.2 Високо-перформансни вентили пеперутка
6.2.1 Предности:
- Висок капацитет: Може да се справи со среден до висок притисок (до 600 PSI) и температури (до 536°F).
- Долг век на траење: Намаленото абење на седиштето и издржливите материјали го продолжуваат векот на траење.
- Прецизност: Одлично пригушување и исклучување дури и во тешки услови.
- Разновидност: Погодно за широк спектар на течности и средини.
6.2.2 Недостатоци:
- Повисока цена: Скапите материјали и сложениот дизајн ја зголемуваат почетната инвестиција.
- Сложеност: Инсталацијата и поправката бараат поголема експертиза.
- Тежина: Потешката конструкција може да го комплицира ретрокомплетирањето на некои системи.
Концентричните пеперутки вентили и високо-перформансните пеперутки вентили служат за преклопувачки, но различни области во контролата на флуиди. Дизајнот со гумено седиште со нула поместување на концентричниот вентил го прави практичен и достапен избор за умерени апликации како што се водоснабдување, преработка на храна или противпожарна заштита. Ако перформансите и отпорноста не се предмет на преговори, тогаш високо-перформансниот пеперутки вентил е одговорот. За закопани апликации (како што се подземни цевководи), може да се користат двата методи, но помалата тежина и пониската цена на концентричниот вентил обично преовладуваат освен ако екстремните услови не бараат поинаку.