Metuljaste lopute in zaporni ventili so dve vrsti ventilov, ki se pogosto uporabljajo v industrijskih in komunalnih aplikacijah za varčevanje z vodo. Imajo očitne razlike v strukturi, delovanju in uporabi. Ta članek bo podrobno obravnaval razlike med metulskimi loputami in zapornimi ventili z vidika načela, sestave, stroškov, trajnosti, regulacije pretoka, namestitve in vzdrževanja.
1. Načelo
Načelo metuljastega ventila
Največja značilnostmetuljasti ventilNjegova preprosta struktura in kompaktna zasnova sta preprosti in kompaktni. Načelo delovanja je, da se okrogla metuljasta plošča vrti okoli stebla ventila kot osrednje osi za nadzor pretoka tekočine. Ventilska plošča je kot kontrolna točka in lahko prehaja le s soglasjem metuljaste plošče. Ko je metuljasta plošča vzporedna s smerjo pretoka tekočine, je ventil popolnoma odprt; ko je metuljasta plošča pravokotna na smer pretoka tekočine, je ventil popolnoma zaprt. Čas odpiranja in zapiranja metuljastega ventila je zelo kratek, saj za popolno odpiranje ali zapiranje potrebuje le 90 stopinj vrtenja. To je tudi razlog, zakaj gre za rotacijski ventil in četrtinski ventil.
Načelo zapornega ventila
Ventilska ploščazaporni ventilpremika se navpično navzgor in navzdol glede na telo ventila. Ko so vrata popolnoma dvignjena, se notranja votlina telesa ventila popolnoma odpre in tekočina lahko neovirano teče skoznje; ko so vrata popolnoma spuščena, je tekočina popolnoma blokirana. Zaradi zasnove zapornega ventila pri popolnem odprtju skoraj ni upora pretoku, zato je primeren za aplikacije, ki zahtevajo popolno odpiranje ali popolno zapiranje. Tukaj je treba poudariti, da je zaporni ventil primeren za popolno odpiranje in popolno zapiranje! Vendar ima zaporni ventil počasno odzivno hitrost, kar pomeni, da je čas odpiranja in zapiranja daljši, ker je potrebnih več obratov ročnega kolesa ali polžastega gonila, da se popolnoma odpre in zapre.
2. Sestava
Sestava metuljastega ventila
Kot je bilo že omenjeno, je struktura metuljastega ventila relativno preprosta in vključuje glavne komponente, kot so telo ventila, ventilska plošča, ventilska gred, sedež ventila in pogon. Kot je prikazano na spodnji sliki.
Telo ventila:
Telo ventila metuljaste zapornice je valjaste oblike in ima v notranjosti navpičen kanal. Telo ventila je lahko izdelano iz različnih materialov, kot so lito železo, nodularna litina, nerjaveče jeklo, ogljikovo jeklo, aluminijev bron itd. Seveda je izbira materiala odvisna od okolja uporabe metuljaste zapornice in narave medija.
Ventilska plošča:
Ventilska plošča je zgoraj omenjeni del v obliki diska, ki se odpira in zapira, in je po obliki podoben disku. Material ventilske plošče je običajno enak materialu telesa ventila ali pa je višji od materiala telesa ventila, ker je metuljasti ventil v neposrednem stiku z medijem, za razliko od sredinskega metuljastega ventila, kjer je telo ventila neposredno ločeno od medija s sedežem ventila. Nekateri posebni mediji morajo izboljšati odpornost proti obrabi, koroziji in visokim temperaturam.
Steblo ventila:
Steblo ventila povezuje ploščo ventila in pogon ter je odgovorno za prenos navora za vrtenje plošče ventila. Steblo ventila je običajno izdelano iz nerjavečega jekla 420 ali drugih visoko trdnostnih materialov, da se zagotovi njegova zadostna trdnost in vzdržljivost.
Sedež ventila:
Sedež ventila je obložen v notranji votlini telesa ventila in se dotika ventilske plošče, da tvori tesnilo, ki preprečuje puščanje medija, ko je ventil zaprt. Obstajata dve vrsti tesnjenja: mehko tesnilo in trdo tesnilo. Mehko tesnilo ima boljše tesnilne lastnosti. Pogosto uporabljeni materiali vključujejo gumo, PTFE itd., ki se običajno uporabljajo v sredinskih metuljastih ventilih. Trda tesnila so primerna za okolja z visokimi temperaturami in visokim tlakom. Pogosto uporabljeni materiali vključujejo SS304 + fleksibilen grafit itd., ki so pogosti vtrojni ekscentrični metuljasti ventili.
Pogon:
Pogon se uporablja za vrtenje stebla ventila. Najpogosteje uporabljene oblike so ročni, električni, pnevmatski ali hidravlični. Ročni aktuatorji se običajno upravljajo z ročaji ali zobniki, medtem ko električni, pnevmatski in hidravlični aktuatorji omogočajo daljinsko upravljanje in avtomatizirano delovanje.
Sestava zapornih ventilov
Struktura zapornega ventila je relativno zapletena. Poleg telesa ventila, ventilske plošče, ventilske gredi, ventilskega sedeža in pogona so tu še tesnilo, pokrov ventila itd. (glejte spodnjo sliko).
Telo ventila:
Telo ventila zapornega ventila je običajno v obliki soda ali klina, z ravnim notranjim kanalom. Material telesa ventila je večinoma lito železo, lito jeklo, nerjaveče jeklo, medenina itd. Podobno je treba ustrezen material izbrati glede na pogoje uporabe.
Pokrov ventila:
Pokrov ventila je povezan s telesom ventila in tvori zaprto votlino ventila. Na pokrovu ventila je običajno tesnilna škatla za namestitev tesnila in tesnjenje stebla ventila.
Zapor + sedež ventila:
Zapornica je del zapornega ventila, ki se odpira in zapira, običajno v klinasti obliki. Zapornica je lahko enojna ali dvojna. Zapornica, ki jo običajno uporabljamo, je enojna. Material zapornice elastične zapornice je GGG50, prevlečen z gumo, zapornica trdega tesnila pa je iz medenine ali nerjavečega jekla.
Steblo ventila:
Steblo ventila povezuje zapornico in aktuator ter premika zapornico gor in dol s pomočjo navojnega prenosa. Material stebla ventila je običajno visoko trdnostni material, kot sta nerjaveče jeklo ali ogljikovo jeklo. Glede na gibanje stebla ventila lahko zapornice razdelimo na zapornice z dvižnim steblom in zapornice brez dvižnega stebla. Navoj stebla ventila z dvižnim steblom se nahaja zunaj telesa ventila, odprto in zaprto stanje pa je jasno vidno; navoj stebla ventila z dvižnim steblom se nahaja znotraj telesa ventila, konstrukcija je relativno kompaktna in prostor za vgradnjo je manjši kot pri zapornicah z dvižnim steblom.
Pakiranje:
Tesnilo se nahaja v tesnilni škatli pokrova ventila, ki se uporablja za tesnjenje reže med steblom ventila in pokrovom ventila, da se prepreči puščanje medija. Med običajne tesnilne materiale spadajo grafit, PTFE, azbest itd. Tesnilo stisne tesnilna uvodnica, da se zagotovi tesnilna sposobnost.
Pogon:
• Ročno kolo je najpogostejši ročni aktuator, ki poganja prenos navoja stebla ventila z vrtenjem ročnega kolesa za premikanje zasuna gor in dol. Pri zasunih ventilih velikega premera ali visokega tlaka se pogosto uporabljajo električni, pnevmatski ali hidravlični aktuatorji za zmanjšanje pogonske sile in pospešitev hitrosti odpiranja in zapiranja. Seveda je to druga tema. Če vas zanima, si oglejte članek.Koliko obratov je treba zapreti metuljasti ventilKoliko časa traja?
3. Stroški
Stroški metuljastega ventila
Metuljaste lopute so običajno cenejše od zapornih ventilov. To je zato, ker imajo metuljaste lopute kratko konstrukcijsko dolžino, zahtevajo manj materialov in imajo relativno preprost postopek izdelave. Poleg tega so metuljaste lopute lažje, kar zmanjšuje tudi stroške prevoza in namestitve. Stroškovna prednost metuljastih loput je še posebej očitna pri cevovodih velikega premera.
Stroški zapornega ventila
Stroški izdelave zapornih ventilov so običajno višji, zlasti pri aplikacijah z velikim premerom ali visokim tlakom. Struktura zapornih ventilov je kompleksna, natančnost obdelave zapornih plošč in sedežev ventilov pa visoka, kar zahteva več postopkov in časa med proizvodnim procesom. Poleg tega so zaporni ventili težji, kar poveča stroške prevoza in namestitve.
Kot je razvidno iz zgornje risbe, je za isti DN100 zaporni ventil veliko večji od metuljastega ventila.
4. Vzdržljivost
Trajnost metuljastega ventila
Trajnost loputnih ventilov je odvisna od materialov sedeža in ohišja ventila. Zlasti tesnilni materiali mehko tesnjenih loputnih ventilov so običajno izdelani iz gume, PTFE ali drugih fleksibilnih materialov, ki se lahko med dolgotrajno uporabo obrabijo ali postarajo. Seveda so tesnilni materiali trdo tesnjenih loputnih ventilov izdelani iz visokozmogljivih sintetičnih materialov ali kovinskih tesnil, zato se je vzdržljivost znatno izboljšala.
Na splošno imajo metuljasti ventili dobro vzdržljivost v sistemih z nizkim in srednjim tlakom, vendar se lahko tesnilna zmogljivost zmanjša v okoljih z visokim tlakom in visoko temperaturo.
Omeniti velja tudi, da lahko metuljasti ventili izolirajo medij tako, da telo ventila ovijejo s sedežem ventila, da preprečijo korozijo telesa ventila. Hkrati je lahko ventilska plošča v celoti obdana z gumo in v celoti obložena s fluorom, kar znatno izboljša njeno vzdržljivost v korozivnih medijih.
Trajnost zapornih ventilov
Zasnova elastičnega tesnila sedeža zapornih ventilov se sooča z isto težavo kot metuljasti ventili, to je obraba in staranje med uporabo. Vendar pa trdo tesnjeni zaporni ventili dobro delujejo v okoljih z visokim tlakom in visoko temperaturo. Ker ima kovinska tesnilna površina zapornega ventila visoko odpornost proti obrabi in koroziji, je njegova življenjska doba običajno daljša.
Vendar pa se vrata zapornega ventila zlahka zataknejo zaradi nečistoč v mediju, kar lahko vpliva tudi na njihovo vzdržljivost.
Poleg tega njegov videz in struktura določata, da je težko izdelati popolno oblogo, zato je za isti korozivni medij, ne glede na to, ali je izdelan iz vse kovine ali s popolno oblogo, njegova cena veliko višja od cene zapornega ventila.
5. Regulacija pretoka
Regulacija pretoka metuljastega ventila
Tri-ekscentrični metuljasti ventil lahko prilagaja pretok pri različnih odprtinah, vendar je njegova karakteristična krivulja pretoka relativno nelinearna, zlasti ko je ventil skoraj popolnoma odprt, se pretok močno spremeni. Zato je metuljasti ventil primeren le za okolja z nizkimi zahtevami glede natančnosti nastavitve, sicer se lahko izbere kroglični ventil.
Regulacija pretoka zapornega ventila
Zaporni ventil je zasnovan tako, da je bolj primeren za popolno odpiranje ali zapiranje, ne pa za regulacijo pretoka. V delno odprtem stanju bo zapor povzročil turbulenco in vibracije tekočine, kar lahko poškoduje sedež ventila in zapornico.
6. Namestitev
Vgradnja metuljastega ventila
Namestitev metuljastega ventila je relativno preprosta. Je lahek, zato med namestitvijo ne potrebuje preveč podpore; ima kompaktno strukturo, zato je še posebej primeren za primere z omejenim prostorom.
Metuljasti ventil se lahko namesti na cevi v kateri koli smeri (vodoravno ali navpično) in ni strogih zahtev glede smeri pretoka v cevi. Upoštevati je treba, da mora biti pri visokotlačnih ali velikih premerih metuljasta plošča med namestitvijo v popolnoma odprtem položaju, da se prepreči poškodba tesnila.
Vgradnja zapornih ventilov
Vgradnja zapornih ventilov je bolj zapletena, zlasti zapornih ventilov velikega premera in trdo tesnjenih zapornih ventilov. Zaradi velike teže zapornih ventilov so med vgradnjo potrebni dodatni podporni in pritrdilni ukrepi, da se zagotovi stabilnost ventila in varnost monterja.
Zaporni ventili so običajno nameščeni na vodoravnih ceveh, pri čemer je treba za pravilno namestitev upoštevati smer pretoka tekočine. Poleg tega je hod odpiranja in zapiranja zapornih ventilov dolg, zlasti pri zapornih ventilih z dvižnim vretenom, zato je treba zagotoviti dovolj prostora za upravljanje ročnega kolesa.
7. Vzdrževanje in vzdrževanje
Vzdrževanje metuljastih ventilov
Metuljasti ventili imajo manj delov in jih je enostavno razstaviti in sestaviti, zato jih je lažje vzdrževati. Pri vsakodnevnem vzdrževanju se preverja predvsem staranje in obraba ventilske plošče in sedeža ventila. Če se ugotovi, da je tesnilni obroč močno obrabljen, ga je treba pravočasno zamenjati. Zato strankam priporočamo nakup zamenljivih metuljastih ventilov z mehkim hrbtom. Če je zaradi ravnosti površine in končne obdelave ventilske plošče težko doseči dober tesnilni učinek, je treba tudi to zamenjati.
Poleg tega je potrebno mazanje stebla ventila. Dobro mazanje prispeva k prožnosti in trajnosti delovanja loputastega ventila.
Vzdrževanje zapornih ventilov
Zaporni ventili imajo veliko delov in jih je težko razstaviti in sestaviti, zlasti v velikih cevovodnih sistemih, kjer je delovna obremenitev vzdrževanja velika. Med vzdrževanjem je treba posebno pozornost nameniti temu, ali se zapornica gladko dviga in spušča ter ali so v utoru telesa ventila tujki.
Če je kontaktna površina sedeža ventila in zapirala opraskana ali obrabljena, jo je treba polirati ali zamenjati. Seveda je potrebno tudi mazanje stebla ventila.
Vzdrževanju tesnila je treba posvetiti več pozornosti kot vzdrževanju dušilnega ventila. Tesnilo zapornega ventila se uporablja za tesnjenje reže med steblom ventila in ohišjem ventila, da se prepreči uhajanje medija. Staranje in obraba tesnila sta pogosti težavi zapornih ventilov. Med vzdrževanjem je treba redno preverjati tesnost tesnila in ga po potrebi prilagoditi ali zamenjati.
8. Zaključek
Skratka, metuljasti ventili in zaporni ventili imajo svoje prednosti in slabosti glede delovanja, stroškov, trajnosti, regulacije pretoka in namestitve:
1. Načelo: Loputasti ventili imajo hitro odpiranje in zapiranje ter so primerni za hitro odpiranje in zapiranje; zaporni ventili imajo dolge čase odpiranja in zapiranja.
2. Sestava: Metuljasti ventili imajo preprosto strukturo, zaporni ventili pa kompleksno sestavo.
3. Stroški: Loputasti ventili so cenejši, zlasti za uporabo z velikim premerom; zaporni ventili pa so dražji, zlasti za visok tlak ali posebne materialne zahteve.
4. Vzdržljivost: Metuljasti ventili imajo boljšo vzdržljivost v sistemih z nizkim in srednjim tlakom; zaporni ventili dobro delujejo v okoljih z visokim tlakom in visoko temperaturo, vendar lahko pogosto odpiranje in zapiranje vpliva na njihovo življenjsko dobo.
5. Regulacija pretoka: Loputasti ventili so primerni za grobo regulacijo pretoka; zaporni ventili so bolj primerni za popolnoma odprto ali popolnoma zaprto delovanje.
6. Namestitev: Loputaste lopute so enostavne za namestitev in so uporabne tako za vodoravne kot za navpične cevovode; zaporni ventili so zapleteni za namestitev in so primerni za vodoravno cevovodno namestitev.
7. Vzdrževanje: Vzdrževanje loputastih ventilov se osredotoča na obrabo in staranje ventilske plošče in sedeža ventila ter mazanje stebla ventila. Poleg tega je treba vzdrževati tudi tesnilo zapornega ventila.
V praktični uporabi je treba izbiro metuljastih ventilov ali zapornih ventilov celovito pretehtati glede na specifične delovne pogoje in zahteve, da se zagotovi najboljša zmogljivost in ekonomičnost.