En el sector del control de fluids industrials,vàlvules de papallonatenen un paper fonamental en la regulació, direcció i aïllament del flux de líquids, gasos i fangs a les canonades. Una vàlvula de papallona amb brides és un tipus de connexió, que presenta brides integrals a tots dos extrems del cos de la vàlvula, cosa que permet connexions cargolades segures a les brides de les canonades.
El mecanisme de rotació de quart de volta d'unvàlvula de papallona amb bridala distingeix de vàlvules lineals com les vàlvules de comporta o de globus, oferint avantatges en velocitat i eficiència d'espai.
Aquest article aprofundirà en els detalls de les vàlvules de papallona amb brides, cobrint el seu disseny, tipus, materials, aplicacions, avantatges i desavantatges, instal·lació, manteniment, comparacions amb altres vàlvules i tendències futures.
1. Definició i principi de funcionament
Una vàlvula de papallona amb brida és una vàlvula amb moviment de rotació de 90 graus caracteritzada per un disc que controla el flux de fluid a través de la rotació de la tija. El cos de la vàlvula té brides a tots dos extrems per a connexions cargolades directes a la canonada. Les vàlvules de papallona amb brida presenten brides elevades o planes amb forats de cargol, cosa que proporciona una connexió més robusta i estable adequada per a aplicacions de baixa, mitjana i alta pressió, així com per a diàmetres petits, mitjans i grans.
El principi de funcionament és simple i eficaç. Una vàlvula consta d'un cos de vàlvula, un disc de vàlvula, una tija de vàlvula, un seient de vàlvula i un actuador. Quan s'acciona una maneta o un engranatge, o la tija de vàlvula és girada per un actuador automàtic, el disc de la vàlvula gira des d'una posició paral·lela a la via del flux (completament oberta) fins a una posició perpendicular (completament tancada). En la posició oberta, el disc de la vàlvula està alineat amb l'eix de la canonada, minimitzant la resistència al flux i la pèrdua de pressió. Quan està tancada, el disc de la vàlvula segella el seient dins del cos de la vàlvula.
Aquest mecanisme permet un funcionament ràpid de la vàlvula, que normalment només requereix una rotació de 90 graus, cosa que la fa més ràpida que les vàlvules multigir. Les vàlvules de papallona amb brides poden gestionar un flux bidireccional i normalment estan equipades amb seients resilients o metàl·lics per garantir un tancament hermètic. El seu disseny les fa especialment adequades per a sistemes que requereixen commutacions freqüents o on l'espai és limitat.
2. Components
Els components principals inclouen:
- Cos de vàlvulaLa carcassa exterior, normalment de doble brida, proporciona connexions estructurals i allotja els components interns. L'acer al carboni s'utilitza per a ús general, l'acer inoxidable per a la resistència a la corrosió, el bronze de níquel-alumini per a entorns marins i l'acer d'aliatge per a condicions extremes.
- Disc de vàlvula:L'element giratori, disponible en dissenys aerodinàmics o plans, controla el flux. El disc es pot centrar o desplaçar per millorar el rendiment. D'acer inoxidable, bronze d'alumini o recobert de niló per a una millor resistència al desgast.
- TijaL'eix que connecta el disc de la vàlvula a l'actuador transmet la força de rotació. L'acer inoxidable o els aliatges d'alta resistència suporten el parell de gir.
Se solen utilitzar tiges de dues peces o amb eix passant, equipades amb segells per evitar fuites.
- SeientLa superfície de segellat està feta d'un material elastomèric com ara EPDM o PTFE. EPDM (-20°F a 250°F), BUNA-N (0°F a 200°F), Vitó (-10°F a 400°F), o PTFE (-100°F a 450°F) s'utilitza per a segells tous; materials metàl·lics com l'acer inoxidable o l'Inconel s'utilitzen per a segells durs d'alta temperatura.
- Actuador: Accionament manual (maneta, engranatge) o motoritzat (pneumàtic, elèctric).
- Empaquetatge i juntes: Assegureu-vos que hi hagi segells hermètics entre els components i a les connexions de brida.
Aquests components treballen conjuntament per proporcionar un control de flux fiable.
3. Tipus de vàlvules de papallona amb brides
Les vàlvules de papallona amb brides es poden classificar de la manera següent segons l'alineació del disc, el mètode d'accionament i el tipus de cos.
3.1 Alineació
- Concèntric (desplaçament zero): La tija de la vàlvula s'estén pel centre del disc i presenta un seient elàstic. Aquesta vàlvula és adequada per a aplicacions de baixa pressió amb temperatures de fins a 250°F.
- Doble desplaçament: la tija de la vàlvula està desplaçada darrere del disc i descentrada, cosa que redueix el desgast del seient. Aquesta vàlvula és adequada per a aplicacions de mitjana pressió i temperatures de fins a 400°F.
- Triple desplaçament: l'angle de seient cònic augmentat crea un segellat metall-metall. Aquesta vàlvula és adequada per a alta pressió (fins a la classe 600) i alta temperatura (fins a 1200°F) aplicacions i compleix els requisits de zero fuites.
3.2 Mètode d'actuació
Els tipus d'accionament inclouen manual, pneumàtic, elèctric i hidràulic per adaptar-se a diverses necessitats operatives.
4. Aplicacions industrials
Les vàlvules de papallona amb brides s'utilitzen àmpliament en els següents sectors:
- Tractament d'aigua i aigües residuals: s'utilitza per a la regulació del cabal en plantes de tractament i sistemes de desviació. - Processament químic: la manipulació d'àcids, àlcalis i dissolvents requereix materials resistents a la corrosió.
- Petroli i gas: Canonades per a petroli cru, gas natural i processos de refinació.
- Sistemes de climatització: controlen el flux d'aire i aigua a les xarxes de calefacció i refrigeració.
- Generació d'energia: Gestiona el vapor, l'aigua de refrigeració i el combustible.
- Aliments i begudes: Disseny higiènic per a la manipulació asèptica de fluids.
- Farmacèutic: Control precís en entorns estèrils.
- Marítim, pasta de paper i paper: s'utilitza per a l'aigua de mar, la pasta de paper i el processament químic.
5. Avantatges i desavantatges de les vàlvules de papallona amb brida
5.1 Avantatges:
- Compacte i lleuger, cosa que redueix els costos d'instal·lació i les necessitats d'espai.
- Funcionament ràpid en un quart de volta i resposta ràpida.
- Menor cost per a diàmetres més grans.
- Baixa pèrdua de pressió en obertura, eficient energèticament i eficient.
- Apte per a la commutació de fluids amb un excel·lent rendiment de segellat.
- Fàcil de mantenir i compatible amb sistemes d'automatització.
5.2 Desavantatges:
- El disc de la vàlvula bloqueja el camí del flux quan està obert, cosa que provoca una certa pèrdua de pressió. - Capacitat d'estrangulació limitada en aplicacions d'alta pressió, cosa que pot causar cavitació.
- Els seients de vàlvula tous es desgasten més ràpidament en medis abrasius.
- Tancar massa ràpidament pot causar alguns cops d'ariet.
- Alguns dissenys requereixen parells inicials més elevats, cosa que requereix actuadors més forts.
6. Com instal·lar una vàlvula de papallona
Durant la instal·lació, alineeu la brida de la vàlvula amb la brida de la canonada, assegurant-vos que els forats dels cargols coincideixin.
Inseriu una junta per segellar.
Assegureu-ho amb cargols i femelles, estrenyent-ho uniformement per evitar deformacions.
Les vàlvules de doble brida requereixen l'alineació dels dos costats simultàniament; les vàlvules de tipus orellet es poden cargolar d'un costat a la vegada.
Comproveu la llibertat de moviment del disc fent un cicle de la vàlvula abans de pressuritzar.
Quan s'instal·la verticalment, la tija de la vàlvula s'ha de col·locar horitzontalment per evitar l'acumulació de sediments.
Seguiu sempre les directrius i els estàndards de prova del fabricant, com ara l'API 598.
7. Normes i reglaments
Vàlvules de papallona amb bridesha de complir amb les normes de seguretat i interoperabilitat:
- Disseny: API 609, EN 593, ASME B16.34. - Assajos: API 598, EN 12266-1, ISO 5208.
- Brides: ASME B16.5, DIN, JIS.
- Certificacions: CE, SIL3, API 607(seguretat contra incendis).
8. Comparació amb altres vàlvules
En comparació amb les vàlvules de comporta, les vàlvules de papallona amb brida funcionen més ràpidament i ofereixen capacitats d'estrangulació, però són lleugerament menys resistents al flux.
En comparació amb les vàlvules de bola, són més econòmiques per a diàmetres més grans, però experimenten una pèrdua de pressió més elevada durant l'obertura.
Les vàlvules de globus ofereixen una millor precisió d'estrangulació, però són més grans i més cares.
En general, les vàlvules de papallona excel·leixen en aplicacions amb espai limitat i costos sensibles.