Vàlvules de papallona resilientssón el tipus de vàlvula de papallona més utilitzat en canonades industrials. Utilitzen materials elàstics com el cautxú com a superfície de segellat, basant-se en la "resiliència del material" i la "compressió estructural" per aconseguir un rendiment de segellat.
Aquest article no només introdueix l'estructura, els usos i els materials, sinó que també els analitza des del coneixement general fins a la lògica en profunditat.
1. Coneixements bàsics de les vàlvules de papallona resilients (breu descripció)
1.1 Estructura bàsica
Cos de vàlvula:Normalment tipus oblia, tipus terminal o tipus brida.
Disc de vàlvula:Una placa metàl·lica circular que comprimeix el seient de goma quan es tanca per crear un segellat.
Seient de vàlvula:Fabricat amb materials elàstics com NBR/EPDM/PTFE/folrat de goma, treballant conjuntament amb el disc de la vàlvula.
Tija de la vàlvula:Principalment utilitza un disseny d'un o dos eixos.
Actuador:Maneta, engranatge sense fi, elèctric, pneumàtic, etc.
1.2 Característiques comunes
El nivell de segellat normalment aconsegueix zero fuites.
Cost baix i àmplia gamma d'aplicacions.
S'utilitza principalment en sistemes de baixa a mitjana pressió com ara aigua, aire condicionat, HVAC i indústries químiques lleugeres.
2. Conceptes erronis sobre les vàlvules de papallona resilients
2.1 L'essència del segellat és la resiliència del cautxú
Molta gent creu: "Els seients resilients depenen de la resistència del cautxú per al segellat".
La veritable essència del segellat és:
Cos de vàlvula + distància central de la tija de la vàlvula + gruix del disc de la vàlvula + mètode d'encast del seient de la vàlvula
Junts creen una "zona de compressió controlada".
En poques paraules:
El cautxú no pot estar ni massa fluix ni massa ajustat; depèn d'una "zona de compressió de segellat" controlada per la precisió del mecanitzat.
Per què és això crucial?
Compressió insuficient: la vàlvula té fuites quan està tancada.
Compressió excessiva: parell de torsió extremadament alt, envelliment prematur del cautxú.
2.2 Un disc amb una forma més aerodinàmica és més eficient energèticament?
Opinió comuna: Els discs de vàlvula aerodinàmics poden reduir la pèrdua de pressió.
Això és cert segons la teoria de la "mecànica de fluids", però no és completament aplicable a l'aplicació real de les vàlvules de papallona resilients.
Raó:
La principal font de pèrdua de pressió en les vàlvules de papallona no és la forma del disc de la vàlvula, sinó l'"efecte túnel de microcanal" causat per la contracció de la goma del seient de la vàlvula. Un disc de la vàlvula massa prim pot no proporcionar una pressió de contacte suficient, cosa que pot provocar línies de segellat discontínues i fuites.
Un disc de vàlvula aerodinàmic pot causar punts afilats de tensió a la goma, reduint-ne la vida útil.
Per tant, el disseny de vàlvules de papallona de seient tou prioritza "l'estabilitat de la línia de segellat" per sobre de la racionalització.
2.3 Les vàlvules de papallona de seient tou només tenen una estructura central
Sovint es diu en línia que les vàlvules de papallona excèntriques haurien d'utilitzar segells metàl·lics durs.
Tanmateix, l'experiència real en enginyeria demostra que:
La doble excentricitat millora significativament la vida útil de les vàlvules de papallona resilients.
Raó:
Doble excentricitat: el disc de la vàlvula només entra en contacte amb la goma durant els darrers 2-3° de tancament, cosa que redueix significativament la fricció.
Menor parell motor, cosa que permet una selecció d'actuadors més econòmica.
2.4 La principal consideració per al seient de goma és el "nom del material"*
La majoria dels usuaris només es centren en:
EPDM
NBR
Vitó (FKM)
Però el que realment afecta la vida útil és:
2.4.1 Duresa Shore:
Per exemple, la duresa Shore A de l'EPDM no és un cas de "com més tou, millor". Normalment, 65-75 és el punt d'equilibri òptim, aconseguint zero fuites a baixa pressió (PN10-16).
Massa tou: parell de torsió baix però es trenca fàcilment. En pics d'alta pressió (>2 MPa) o ambients turbulents, el cautxú tou es comprimeix excessivament, cosa que provoca deformació per extrusió. A més, les altes temperatures (>80 °C) estoven encara més el cautxú.
Massa dur: Difícil de segellar, especialment en sistemes de baixa pressió (<1 MPa), on el cautxú no es pot comprimir prou per formar una interfície hermètica, cosa que provoca microfuites.
2.4.2 Temperatura de vulcanització i temps de curació
La temperatura de vulcanització i el temps de curat controlen l'entrecreuament de les cadenes moleculars de cautxú, cosa que afecta directament l'estabilitat de l'estructura de la xarxa i el rendiment a llarg termini. El rang típic és de 140-160 °C, 30-60 minuts. Temperatures massa altes o massa baixes provoquen un curat desigual i un envelliment accelerat. La nostra empresa generalment utilitza vulcanització en diverses etapes (precurat a 140 °C, seguit de postcurat a 150 °C). 2.4.3 Deformació per compressió
La deformació permanent per compressió fa referència a la proporció de deformació permanent que pateix el cautxú sota una tensió constant (normalment una compressió del 25% al 50%, provada a 70°C/22h, ASTM D395) i que no es pot recuperar completament. El valor ideal per a la deformació permanent per compressió és <20%. Aquest valor és el "coll d'ampolla" per al segellat a llarg termini de la vàlvula; l'alta pressió a llarg termini provoca buits permanents, formant punts de fuita.
2.4.4 Resistència a la tracció
A. La resistència a la tracció (normalment >10 MPa, ASTM D412) és la tensió màxima que el cautxú pot suportar abans de la fractura per tracció, i és fonamental per a la resistència al desgast i a l'esquinçament del seient de la vàlvula. El contingut de cautxú i la proporció de negre de carboni determinen la resistència a la tracció del seient de la vàlvula.
En les vàlvules de papallona, resisteix el cisallament per la vora del disc de la vàlvula i l'impacte del fluid.
2.4.5 El perill ocult més gran de les vàlvules de papallona són les fuites.
En els accidents d'enginyeria, les fuites sovint no són el problema més gran, sinó l'augment del parell motor.
El que realment porta a la fallada del sistema és:
Augment sobtat del parell → danys a l'engranatge sense fi → disparament de l'actuador → bloqueig de la vàlvula
Per què augmenta el parell de gir de sobte?
- Expansió del seient de la vàlvula a alta temperatura
- Absorció d'aigua i expansió del cautxú (especialment EPDM de baixa qualitat)
- Deformació permanent del cautxú a causa de la compressió a llarg termini
- Disseny inadequat de l'espai entre la tija de la vàlvula i el disc de la vàlvula
- El seient de la vàlvula no està correctament trencat després de la substitució
Per tant, la "corba de parell motor" és un indicador molt important.
2.4.6 La precisió del mecanitzat del cos de la vàlvula no és insignificant.
Molta gent creu erròniament que el segellat de les vàlvules de papallona de seient tou es basa principalment en el cautxú, de manera que els requisits de precisió de mecanitzat del cos de la vàlvula no són elevats.
Això és completament erroni.
La precisió del cos de la vàlvula afecta:
Profunditat de la ranura del seient de la vàlvula → desviació de la compressió del segellat, que pot causar fàcilment una desalineació durant l'obertura i el tancament.
Bisellat insuficient de la vora de la ranura → ratllades durant la instal·lació del seient de la vàlvula
Error en la distància central del disc de la vàlvula → contacte excessiu localitzat
2.4.7 El nucli de les "vàlvules de papallona amb revestiment complet de goma/PTFE" és el disc de la vàlvula.
El nucli de l'estructura totalment revestida de goma o PTFE no és per "tenir una àrea més gran que sembli resistent a la corrosió", sinó per impedir que el medi entri als microcanals de l'interior del cos de la vàlvula. Molts problemes amb les vàlvules de papallona barates no es deuen a la mala qualitat del goma, sinó a:
El "espai en forma de falca" a la unió del seient de la vàlvula i el cos no s'ha solucionat correctament.
Erosió de fluids a llarg termini → microesquerdes → ampolles i inflament de cautxú
El pas final és la fallada localitzada del seient de la vàlvula.
3. Per què s'utilitzen les vàlvules de papallona resilients a tot el món?
A més del baix cost, les tres raons més profundes són:
3.1. Tolerància a fallades extremadament alta
En comparació amb els segells metàl·lics, els segells de goma, a causa de la seva excel·lent elasticitat, tenen una forta tolerància a les desviacions d'instal·lació i a les lleugeres deformacions.
Fins i tot els errors de prefabricació de canonades, les desviacions de les brides i la tensió desigual dels cargols són absorbits per l'elasticitat del cautxú (per descomptat, això és limitat i indesitjable, i causarà alguns danys a la canonada i la vàlvula a la llarga).
3.2. Millor adaptabilitat a les fluctuacions de pressió del sistema
Les juntes de goma no són tan "fràgils" com les juntes metàl·liques; compensen automàticament la línia de segellat durant les fluctuacions de pressió.
3.3. Cost total del cicle de vida més baix
Les vàlvules de papallona de segellat dur són més duradores, però el cost i els costos de l'actuador són més elevats.
En comparació, els costos generals d'inversió i manteniment de les vàlvules de papallona resilients són més econòmics.
4. Conclusió
El valor deVàlvules de papallona resilientsno és només un "segellat suau"
Les vàlvules de papallona de segellat suau poden semblar senzilles, però els productes realment excel·lents estan respaldats per una lògica rigorosa de nivell d'enginyeria, que inclou:
Disseny precís de la zona de compressió
Rendiment controlat del cautxú
Coincidència geomètrica del cos i la tija de la vàlvula
Procés de muntatge del seient de la vàlvula
Gestió del parell de torsió
Proves del cicle de vida
Aquests són els factors clau que determinen la qualitat, no el "nom del material" i l'"estructura de l'aparença".
NOTA:* Les DADES fan referència a aquest lloc web:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Data de publicació: 09 de desembre de 2025