Wysokowydajny zawór motylkowy

Czym jest wysokowydajny zawór motylkowy? 

Wysokowydajny zawór motylkowy to zawór, w którym trzpień nie jest współliniowy z linią środkową tarczy, ale raczej przesunięty od środka. Istnieją dwie kategorie przesunięcia tego zaworu, czyli podwójne przesunięcie i potrójne przesunięcie. Zastosowanie konstrukcji offsetowej pomaga zwiększyć równomierne szczelne odcięcie od gniazda zaworu, a także zmniejszyć zużycie spowodowane tarciem. Wysokowydajny zawór motylkowy może być używany do odcinania i dławienia przepływu płynu. Producenci wysokowydajnych zaworów motylkowych produkują te zawory do obsługi różnych płynów, od ogólnych zastosowań przepływu płynów po płyny lepkie i korozyjne. Płyny korozyjne mogą być gazami lub parą. Wysokowydajne zawory motylkowe mają głównie duże rozmiary, takie jak 60-calowa średnica. Zawory te są wykonane z wytrzymałych materiałów, takich jak stal węglowa i stal nierdzewna. Producenci wysokowydajnych zaworów motylkowych projektują te zawory do pracy w szerokim zakresie temperatur od -28 ^oC do 500 ^oC. Wybór temperatury roboczej zależy od materiałów użytych do produkcji zaworu. Wysokowydajne zawory motylkowe są obsługiwane ręcznie lub za pomocą siłowników. Działanie tych zaworów jest zgodne z zasadą ćwierć obrotu stosowaną w zaworach kulowych. Jest to zasada, w której uchwyt jest obracany o 90 stopni.^o stopni, aby w razie potrzeby otworzyć lub zamknąć zawór. 

Rysunek: Wysokowydajny zawór motylkowy.

Elementy wysokowydajnego zaworu motylkowego 

Korpus zaworu 

Jest to element, którego zadaniem jest obudowa części wewnętrznych. Korpus jest zwykle bardzo wytrzymały w stosunku do innych części, aby zapewnić utrzymanie ciężaru i zapobiec uszkodzeniu zaworu w wyniku uderzenia przez spadające przedmioty. Wysoka wytrzymałość pomaga również zaworowi wytrzymać ciśnienie płynu. Niektóre z materiałów, z których producenci wysokowydajnych zaworów motylkowych wykonują korpusy, to między innymi stop niklu, stal nierdzewna, żeliwo sferoidalne i stal węglowa. 

Łodyga

Jest to metalowy element łączący uchwyt lub siłownik z dyskiem zaworu. Trzpień obraca się, gdy uchwyt jest obracany. W związku z tym zadaniem trzpienia jest przenoszenie momentu obrotowego przyłożonego do uchwytu przez operatora zaworu lub z siłownika na tarczę. 

Pokrętło/siłownik

Pokrętło jest używane w ręcznych zaworach motylkowych o wysokiej wydajności, podczas gdy siłownik jest używany w zaworach automatycznych. Zadaniem tego elementu jest zapewnienie mocy potrzebnej do zamknięcia lub otwarcia zaworu. Uchwyt jest połączony z elementem zamykającym i otwierającym zawór, zwanym dyskiem, za pośrednictwem trzpienia. 

Dysk 

Jest to część wysokowydajnego zaworu motylkowego, która umożliwia i blokuje przepływ płynu w zależności od potrzeb. Tarcza pobiera moc do uruchamiania i zatrzymywania zaworu z pokrętła lub siłownika. 

Siedzenie 

Ten element jest umieszczony wewnątrz korpusu zaworu i zapewnia powierzchnię, na której dysk osadza się po zatrzymaniu zaworu. Gniazdo zapewnia brak wycieku płynu po zamknięciu zaworu. Materiał używany przez producentów wysokowydajnych zaworów motylkowych do produkcji gniazda jest bardzo ważny, ponieważ określa, gdzie zawór może być używany pod względem temperatury i rodzaju mediów. 

Uszczelka 

Jest to uszczelka umieszczona między zaworem a powierzchniami współpracującymi rury, aby zapobiec wyciekom płynu. Uszczelka jest utrzymywana w swoim położeniu dzięki wysokiej wytrzymałości śrub i nakrętek zaworu. 

Pakowanie

Jest to element uszczelniający umieszczony między trzpieniem a korpusem, aby zapobiec wyciekowi płynu wzdłuż trzpienia.

Rysunek: Elementy wysokowydajnego zaworu motylkowego.

Jak działa wysokowydajny zawór motylkowy? 

Ten zawór działa przy użyciu pokrętła/dźwigni ręcznej lub siłownika. Pokrętło lub dźwignia ręczna są używane w zaworach ręcznych i to za ich pomocą operator przykłada siłę do uruchomienia i zatrzymania zaworu. Siłownik jest używany w zaworach automatycznych w celu zapewnienia momentu obrotowego potrzebnego do uruchomienia i zatrzymania zaworu. Aby otworzyć wysokowydajny zawór motylkowy, trzpień jest obracany o 90 stopni.^o stopni w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara za pomocą momentu obrotowego przyłożonego przez siłownik lub koło ręczne, w zależności od potrzeb. W tym samym czasie tarcza obraca się o 90 stopni w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.^o stopni. Ten obrót zmusza dysk do ustawienia się równolegle do przepływu płynu, gdzie pozostawia on niezakłóconą ścieżkę. Aby zamknąć zawór, trzpień i dysk są obracane w przeciwnym kierunku (zgodnie z ruchem wskazówek zegara) o 90 stopni.^o tylko pod kątem stopni. Powoduje to ustawienie tarczy prostopadle do ścieżki przepływu, a następnie zatrzymuje płyn przepływający przez wysokowydajny zawór motylkowy. Zawory te są również stosowane w aplikacjach dławiących, w których tarcza zaworu jest lekko obracana, aby umożliwić przepływ pewnej ilości płynu. Producenci wysokowydajnych zaworów motylkowych zalecają stosowanie tych zaworów w aplikacjach dławiących, jeśli występuje tylko niski spadek ciśnienia.

Rysunek: Działanie wysokowydajnego zaworu motylkowego.

Rodzaje wysokowydajnych zaworów motylkowych 

Wysokowydajny zawór motylkowy z podwójnym kołnierzem 

Jest to wysokowydajny zawór motylkowy z dwoma końcami kołnierzowymi. Końcówki kołnierzowe znajdują się po stronie wlotowej i wylotowej zaworu. Końcówki te mają otwory. Ten typ zaworu jest podłączony do rury, która ma kołnierzowe końce o tej samej średnicy, a także taką samą liczbę otworów. Producenci wysokowydajnych zaworów motylkowych produkują tego typu zawory do zastosowań, w których ciśnienie płynu jest bardzo wysokie. W przypadku tego typu zaworu wyciek płynu jest trudny do wystąpienia ze względu na szczelne uszczelnienie wzmocnione przez zastosowane śruby i nakrętki, a także uszczelkę umieszczoną między rurą a zaworem. Jednak ten typ zaworu jest ciężki w porównaniu do innych zaworów. Wysoka waga wynika z kilku śrub i nakrętek oraz kołnierzowych końcówek.

Rysunek: Wysokowydajny zawór motylkowy z podwójnym kołnierzem.

Ręczny zawór motylkowy o wysokiej wydajności 

Jest to wysokowydajny zawór motylkowy obsługiwany ręcznie. Producenci wysokowydajnych zaworów motylkowych produkują ten zawór do obsługi za pomocą koła ręcznego z systemem przekładni. Układ przekładni jest zamknięty w skrzyni biegów. Przekładnia ma na celu zmianę kierunku obrotu momentu obrotowego z koła ręcznego na trzpień zaworu i wreszcie na tarczę. Wynika to z faktu, że w większości przypadków moment obrotowy z koła ręcznego i trzpienia zaworu są do siebie prostopadłe. W związku z tym do zmiany poziomego momentu obrotowego na pionowy wykorzystywany jest układ przekładni stożkowej. System przekładni pomaga również zwielokrotnić moment obrotowy przyłożony przez operatora zaworu, dzięki czemu otwieranie i zamykanie zaworu staje się łatwe. Wysokowydajne ręczne zawory motylkowe są tańsze od zaworów sterowanych. Jednak zawory te powodują duże zmęczenie operatora zaworu, szczególnie tam, gdzie do uruchomienia i zatrzymania zaworu potrzebny jest duży moment obrotowy, a także tam, gdzie zawór działa często. 

Rysunek: Ręczny zawór motylkowy o wysokiej wydajności.

Wysokowydajny zawór motylkowy z napędem 

Jest to wysokowydajny zawór motylkowy obsługiwany za pomocą siłowników. Siłownik jest umieszczony na górze zaworu. Zawór ten sprawia, że obsługa rurociągów jest łatwa i tańsza, ponieważ może działać automatycznie bez potrzeby operatora zaworu. Pomaga to obniżyć koszty ponoszone przez operatora zaworu. Zawory z siłownikami mogą być również sterowane zdalnie, co pozwala zaoszczędzić czas. Zadaniem siłownika jest zapewnienie mocy potrzebnej do uruchomienia i zatrzymania zaworu. Producenci wysokowydajnych zaworów motylkowych produkują trzy typy takich zaworów z siłownikami, które są następujące: 

1. Hydrauliczny zawór motylkowy o wysokiej wydajności. Zawór ten wykorzystuje siłownik, który działa przy użyciu płynu hydraulicznego. Zawór ten nadaje się do zastosowań wymagających dużego momentu obrotowego, ponieważ użycie płynu hydraulicznego, który jest nieściśliwy, pomaga zwiększyć wysoki moment obrotowy. Na zawór ten mają jednak wpływ wysokie temperatury, dlatego nadaje się on do zastosowań niskotemperaturowych. 
2. Pneumatyczny zawór motylkowy o wysokiej wydajności. Jest to zawór wykorzystujący do działania sprężone powietrze. Zastosowany siłownik pneumatyczny sprawia, że zawór ten nadaje się do różnych zastosowań, od niskich do wysokich temperatur oraz od bardzo czystych do brudnych zastosowań. 
3. Elektryczny zawór motylkowy o wysokiej wydajności. Zawór ten wykorzystuje siłownik elektryczny do uruchamiania i zatrzymywania przepływu płynu. Zawór ten nadaje się do stosowania zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach. Działanie tego zaworu jest możliwe w prawie wszystkich zastosowaniach przemysłowych ze względu na dostępność energii elektrycznej. 

Rysunek: Wysokowydajny zawór motylkowy z napędem.

Zastosowania wysokowydajnych zaworów motylkowych 

• Zawory te są stosowane w miejskich instalacjach wodociągowych i uzdatniania wody. 
• Są one wykorzystywane w górnictwie.
• Wysokowydajne zawory motylkowe są stosowane w przetwórstwie żywności i napojów, ponieważ można je łatwo czyścić. Ponadto zawory te prawie się nie zatykają. 
• Są one wykorzystywane w elektrowniach parowych do kontrolowania przepływu pary i wody. 
• Wysokowydajne zawory motylkowe są stosowane w produkcji różnych substancji chemicznych.
• Są one wykorzystywane w przemyśle papierniczym i celulozowym. 
• Zawory te są stosowane w rafineriach produktów naftowych. 
• Wysokowydajne zawory motylkowe są używane w zastosowaniach przeciwpożarowych.  

Zalety wysokowydajnych zaworów motylkowych 

• Wysokowydajne zawory motylkowe działają bardzo szybko w porównaniu do zasuw i zaworów grzybkowych. 
• Zawory te mają krótkie korpusy, dzięki czemu zajmują niewielką przestrzeń montażową. 
• Wysokowydajne zawory motylkowe są tańsze w porównaniu do innych wysokowydajnych zaworów. 
• Zawory te są uniwersalne, ponieważ ich konstrukcja pozwala na pracę w różnych zastosowaniach przemysłowych. 
• Są one wolne od wycieków płynów. 
• Wysokowydajne zawory motylkowe mogą być obsługiwane ręcznie lub w razie potrzeby za pomocą siłowników. 
• Zawory te charakteryzują się wysoką wytrzymałością, dzięki czemu mogą pracować pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze.
• Mogą być używane jako zawory odcinające lub dławiące.
• Zawory te mają prostą i kompaktową konstrukcję. 
• Są łatwe w czyszczeniu, instalacji i naprawie. 
• Mają niską wagę w porównaniu do innych zaworów. 
• Ich okresy międzyobsługowe i koszty są niższe w porównaniu do innych zaworów.

Wady wysokowydajnych zaworów motylkowych 

• Zawory te są drogie w porównaniu do innych zaworów motylkowych. 
• Zawory te otwierają się, gdy dysk zaworu znajduje się na ścieżce przepływu płynu, co zmniejsza ciśnienie przepływu płynu.
• Wysokowydajne zawory motylkowe nadają się do dławienia tylko tam, gdzie spadek ciśnienia płynu jest niski.
• Uszczelnienie tych zaworów jest słabe w porównaniu do innych zaworów, takich jak zawory kulowe. 

Rozwiązywanie problemów z wysokowydajnymi zaworami motylkowymi 

Wyciek płynu przez połączenie zawór-rura 

• Poluzowane śruby i nakrętki. Dokręć śruby i nakrętki momentem zalecanym przez producenta wysokowydajnego zaworu motylkowego. 
• Uszkodzona lub zużyta uszczelka. Wymień uszczelkę. 

Wyciek płynu przez trzpień 

• Zużyte lub uszkodzone uszczelnienie dławika. Wymień uszczelnienie. 
• Zużyte o-ringi. Wymień pierścienie uszczelniające. 

Wewnętrzny wyciek płynu 

• Zużyte siedzenia. Wymień siedzenia. 
• O-ringi są zużyte. Wymień o-ringi. 
• Brud w zaworze. Otwórz zawór i usuń wszelkie zanieczyszczenia.

Zawór jest trudny w obsłudze 

• Ciała obce w zaworze. Otwórz zawór i usuń wszelkie ciała obce. Wyczyść wszystkie elementy wewnętrzne. 
• Korozja w zaworze. Otwórz zawór i usuń wszelkie ślady korozji. 

Podsumowanie 

Wysokowydajne zawory motylkowe są zaprojektowane w taki sposób, że trzpień nie jest współliniowy z linią środkową tarczy zaworu, ale w pewnej odległości od niej. Kryterium przesunięcia pomaga zapewnić równomierne szczelne odcięcie i zmniejszyć zużycie spowodowane tarciem. Producenci wysokowydajnych zaworów motylkowych projektują te zawory do zastosowań wysokociśnieniowych, ponieważ mogą one pracować bez powodowania wycieków. Zawory te są również przeznaczone do zastosowań w wysokich i niskich temperaturach, w zależności od materiałów użytych do wykonania elementów zaworu. Wysokowydajne zawory motylkowe są używane do odcinania i dławienia. Zawory te nadają się jednak do dławienia przepływu płynu w przypadku niskiego spadku ciśnienia. Zawory te działają poprzez wykonanie 90^o stopni obrotu dysku w celu otwarcia i zamknięcia przepływu płynu. Dzięki temu zawór działa bardzo szybko w porównaniu do innych zaworów. 

Producenci wysokociśnieniowych zaworów motylkowych oferują różne typy tych zaworów, w tym między innymi wysokowydajne zawory motylkowe z podwójnym kołnierzem, ręczne wysokowydajne zawory motylkowe i uruchamiane wysokowydajne zawory motylkowe. Zawory te są wykorzystywane w takich zastosowaniach jak rafinerie ropy naftowej, gaszenie pożarów, zaopatrzenie w wodę, chemikalia, górnictwo, żywność i napoje, elektrownie parowe oraz produkcja papieru i masy celulozowej. Zalety tych zaworów obejmują szybką pracę, stosunkowo niewielką przestrzeń montażową, lekką, prostą i kompaktową konstrukcję oraz łatwość naprawy, instalacji i czyszczenia.