Kelebek Vanalara Genel Bakış

Kelebek vanalar kulplu, manuel dişlili, pnömatik veya hidrolik aktüatörlü olarak monte edilebilir.Valf konfigürasyonu, saat yönünde açıktan kapalıya 90° dönen bir mil ve diskten oluşur.Kelebek vanalar, bakımının uygun maliyetli olması, hızlı çalışma sunması ve diğer vana türlerine kıyasla hafif olması nedeniyle birçok uygulamada popülerdir.Çoğu kelebek vana, bir gövde, gövde, disk, yuva ve gövde contası ile aynı temel konfigürasyonu kullanır;ancak esnek yataklı, astarlı, tek ofset, çift ofset (genellikle yüksek performans olarak anılır) ve üçlü ofset gibi diğer parçalar farklı kelebek vana türleri arasında değişiklik gösterebilir.Bu tipler disk, gövde, yatak geometrisi ve oturma tasarımlarının malzemesi ile farklılaştırılır.

Bir kelebek vana seçmenin önemli bir avantajı, bilyeli, çek valfli, glob veya sürgülü vanalar gibi diğer seçeneklerle karşılaştırıldığında sistemdeki alan ve ağırlığın azaltılmasıdır.Sürgülü vana ile karşılaştırıldığında, kelebek vanaların montajı boyut ve ağırlık açısından daha kolaydır ve küresel vanalarla karşılaştırıldığında değiştirme veya tamir etme maliyeti genellikle daha düşüktür.Kelebek vanalar, tıkalı bir porta sahip oldukları için uygulamalarına göre sınırlıdır, çünkü diskin bir kısmı tamamen açıldığında bile her zaman akışa bakar ve bıçak kapısı veya şiddetli servis küresel vanası tercih edildiğinden tipik olarak ağır sulu sulu uygulamalarda kullanılmazlar.Kelebek vanalar da hem izolasyon hem de ışık kontrol/kısma hizmetlerinde kullanılabilen çok yönlü ürünlerdir.

DAYANIKLI OTURMA KONSANTRİK

Disk, vananın merkezinde tutulduğu için esnek oturmalı vanalar, boru hattıyla eşmerkezlidir.Bu valf tipi, sürekli diskten yuvaya müdahale ile oturma konumundadır.Değerler genellikle sınıf derecelendirmesinden ziyade soğuk çalışma basıncına (CWP) göredir, ancak ASME Sınıf 125 ve Sınıf 150 flanşları arasına uygundur.Esnek oturmalı valfler genellikle ASME basınç sınıfı değerlerinin altında tasarlandığından, düşük basınçlı uygulamalar için daha uygun maliyetlidir.Mil sızdırmazlığı, bir birincil sızdırmazlık (oturma yeri disk göbeğine düz), ikincil sızdırmazlık (gövde çapı yataktaki bir delikten daha büyük) ve üçüncül sızdırmazlık (üst gövde sızdırmazlığı) içerir.

Tipik gövde malzemeleri arasında sünek demir, dökme demir, karbon çeliği, alüminyum, paslanmaz çelik ve alüminyum bronz bulunur.Tipik koltuk malzemeleri arasında EPDM, Buna-N, PTFE, doğal kauçuk ve daha fazlası bulunur.Esnek oturmalı kelebek vanalar çoğunlukla HVAC, kimya ve petrokimya, yiyecek ve içecek, enerji üretimi, su ve atık su, petrol ve gaz, madencilik ve kuru yük elleçleme dahil olmak üzere izolasyon ve kontrol uygulamaları için kullanılır.Boru hattından geçen ortam ve akış koşulları ile uyumluluğa göre seçilirler.

POLİMER ASTARLI KONSANTRİK

Kaplamalı kelebek vanalar da boru hattıyla eşmerkezlidir ve sert kimyasal maddelerle kullanılmak üzere tasarlanmıştır: Bu polimer astarlı ürünler, daha yüksek asit seviyelerine sahip ortamlarda daha uzun ömür sunar.Seçenekler, her ikisi de petrokimya, yiyecek ve içecek endüstrisinde korozif ortamla kullanılan PTFE astarlı ve PFA astarlı valfleri içerir.Gömlekler arasındaki temel farklardan biri, buhar motoru prototiplerinde PFA gömleklerinin, PTFE gömleklerin aksine, üretim biçimlerine bağlı olarak zaman içinde esnek kalmasıdır.PTFE sinterlenirken PFA eritilir ve kimyasal olarak bağlanır.Erime ve kimyasal olarak bağlanma, daha yoğun bir malzeme oluşturur ve hava ceplerini en aza indirerek, daha sert kimyasal uygulamalar için uzun süreli kullanımda esneklik ve sıkı kapatma sağlar.PTFE kaplı kelebek vana tipik olarak su, tuzlu su, kağıt hamuru ve zayıf asit uygulamalarında kullanılır.Disk malzemesi ayrıca uygulamaya göre paslanmaz çelik veya PTFE, PFA ve UHMWPE (ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen) ile kaplanmış paslanmaz çelik arasında değişiklik gösterebilir.

YÜKSEK PERFORMANS

Yüksek performanslı kelebek vanaların (çift ofset olarak da adlandırılır) iki ofseti vardır: Milin ilk ofseti disk oturma yüzeyinin merkezinden uzakta veya arkasındadır, ardından mili boru hattının merkez hattının dışına kaydıran ikinci ofset gelir.Bu çift ofset, kam hareketi oluşturarak diski yatağın üzerinden değil de yataktan uzağa hareket ettirerek eşmerkezli ve tek ofset valflerde görüldüğü gibi disk ile yatak arasındaki sürtünmeyi azaltır.

Çift ofset, eşmerkezli bir tasarıma kıyasla izolasyon ve kontrol uygulamalarının yanı sıra daha yüksek döngü uygulamaları için yaygın olarak kullanılır.Çoğu uygulama, esnek yataklı vanalardan daha yüksek sıcaklık ve basınç için yapılır.Koltuklar, kapalı konumdayken diske tepki kuvveti (temas gerilimi) sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.Bu temas gerilimi, disk kenarı ile sızdırmazlığı oluşturur.Bu tasarımlar basınca bağlı olabilirken, diğerleri bu basınç aralığı için bir yatak enerji vericisi tarafından sağlanan girişimli uyumu kullanır.Yaygın gövde malzemeleri arasında karbon çeliği, paslanmaz çelik ve alüminyum bronz bulunur.Yaygın yuva malzemeleri arasında PTFE, güçlendirilmiş PTFE, TFM, UHMWPE ve Inconel bulunur.

Spesifik uygulama için ilave koltuk tasarımları, tamamen metal oturmalı ve yangına dayanıklı (hem yumuşak hem de metal oturma yeri) içerebilir.Metal oturmalı tasarım, kirli servis, aşındırıcı servis ve sıcak ve kirli servis ile kontrol uygulamalarında 900°F'ye kadar daha yüksek sıcaklık kapasitelerine dayanabilir.Yangına dayanıklı oturma tasarımı, yangın durumunda diskte metalden metale sabit bir yedek yalıtım sağlarken izolasyon için yumuşak oturma malzemesi kullanılarak yangın riski taşıyan hizmetlerde kullanılır.Bu uygulamalardaki vana tasarımının amacı, alevlerin beslenmesini önlemek için izolasyon sağlamaktır.

Çift ofset tasarımı, kriyojenik uygulamalar için yapılandırılabilir;en çok argon, helyum, hidrojen, nitrojen ve oksijen gibi endüstriyel gaz uygulamalarında kullanılırlar.Malzeme seçimi, proses sıcaklığında basınç sınır malzemelerinin tokluğuna ve darbe dayanımına odaklanan hizmete dayalıdır.Bu uygulamalara yönelik standartlar, hizmet sırasında vanaların güvenliği ve çalışması için temizlik gerekliliklerinin yanı sıra katı malzeme özelliklerini içerir.

ÜÇLÜ OFSET

Üçlü ofset vanalar, birinci ve ikinci ofset konseptini yüksek performanslı kelebek vanalarla paylaşır ve eğimli bir konik yüzey kullanan oturma yüzeyleriyle ek bir üçüncü ofset içerir.Bu üçüncü ofset, sızdırmazlık elemanının (sızdırmazlık halkası) yalnızca nihai olarak oturma yüzeyine geçmesini sağlar.

kapatma derecesi (ve açıldıktan hemen sonra valf yatağından ayrılma), böylece sızdırmazlık bileşenleri arasında sürtünme olmaz.Bu valf tipi tork yataklıdır, yani sızdırmazlık elemanlarını yüklemek ve kapatma performansını sağlamak için tork uygulanır.Sızdırmazlık halkası, her ikisi de sahada değiştirilebilen lamine metal ve grafit katmanları veya katı bir metal levha olabilir.Valf yuvası cıvatalanabilir (sahada değiştirilebilir) veya valf gövdesine entegre olabilir.Üçlü ofset vanalar doğası gereği yangına karşı güvenlidir ve Sınıf 150'den Sınıf 1500'e kadar olan basınç sınıflarına uygulanabilir. Bu tasarım, metalden metale bağlı olarak değişen konfigürasyonlarda -320°F ila 1.500°F gibi geniş bir sıcaklık aralığında kullanılabilir. sızdırmazlık

Yaygın gövde malzemeleri arasında karbon çeliği, paslanmaz çelik ve alüminyum bronz bulunurken, yaygın yuva malzemeleri arasında 316 paslanmaz çelik sert yüzlü, nikel alüminyum bronz, Stellite ve dubleks paslanmaz çelik bulunur.Yaygın conta malzemeleri arasında grafit veya PTFE'li lamine dubleks paslanmaz, Monel, XM-19 veya Inconel metal katmanları bulunur ve katı metal seçenekleri arasında dubleks paslanmaz çelik, Inconel veya XM-19 bulunur.Üçlü ofset valflerin ana uygulamaları arasında buhar dağıtımı, petrokimya, tank çiftlikleri, terminaller ve anahtarlama yer alır.

Kriyojenik hizmet için yapılandırılmış üçlü ofset valf, -420°F'ye kadar düşük sıcaklıklara izin verir;Birkaç isim vermek gerekirse LNG, sıvı hidrojen ve sıvı oksijen servisinde kullanılır.Uzatılmış kapaklar, gövde paketini aşırı soğuk sıcaklıklardan korur.

1.500°F'ye kadar olan daha yüksek sıcaklık tasarımları, salmastraya ve çalıştırmaya ısı transferini dağıtmak için katı bir sızdırmazlık halkası ve bir kapak kullanır.Bu tasarım daha çok türbinlerde, erimiş tuz ve sıcak hava uygulamalarında kullanılmaktadır.

SON BAĞLANTI TİPLERİ

Kelebek vanalar, gofret (flanşsız), pabucu, çift flanşlı ve alın kaynaklı uç dahil olmak üzere uç bağlantı türleri için birden fazla seçeneğe sahiptir.Bazı seçenekler bakım kolaylığı sağlar, bazıları çıkmaz hizmet için uygundur ve bazı tasarımların birbirine kıyasla ağırlık ve maliyet azaltma etkileri vardır.

• Gofret vanalar, boru hattı çapına göre kısa alın-yüze boyuta sahip flanşlar arasına monte edilmek üzere tasarlanmıştır.Bu vanalar, bakım için kapatıldığında ek izolasyon vanaları gerektiren çıkmaz hizmet için kullanılamaz.Gofret seçenekleri, kulplu stile göre daha hafif ve daha ucuzdur ve genellikle daha düşük basınçlı uygulamalarda kullanılır.
• Pabuçlu valfler, boru hattı çapına göre kısa bir yüz yüze boyuta sahip, valf gövdesi üzerindeki pabuç çıkıntılarına vidalanmış bağlantı elemanları kullanılarak flanşlardan birine veya her ikisine cıvatalanacak şekilde tasarlanmıştır.Bu valfler, yuva tasarımına bağlı olarak çıkmaz hizmette de kullanılabilir, ancak dereceleri düşürülebilir ve gofret stilinden daha ağır olabilir.
• Çift flanşlı vanalar, vanayı cıvatalar veya saplamalar ve somunlarla borudaki eşleşen flanşlara sabitlemek için gövdenin her iki ucunda flanşlarla tasarlanmıştır.Çıkmaz hizmette kullanılabilirler;ancak, bazı valf tiplerinin değeri düşürülebilir.
• Alın kaynaklı vanalar, borudaki kalınlık ve eğimi eşleştirmek için her yüzünde pah (kaynak hazırlığı) ile tasarlanmıştır.Demontajın yaygın olmadığı veya flanş cıvataları arasında potansiyel bir sızıntı yolunun sorun teşkil ettiği uygulamalarda kullanılan iki uç, boru hattına alınlı ve kaynaklıdır.

OTOMASYON ÇEŞİTLERİ

Pek çok aktüatör tipi, bir kelebek vananın açma ve kapama özelliklerini kontrol edebilir.Aktüatör, servis sırasında vanayı düzgün bir şekilde açıp kapatmak için gereken torku sağlar.Aşağıdaki aktüatör türleri kelebek vanalarla eşleştirilmiştir:

• Manuel valf çalışması, çalıştırmanın en basit şeklidir.Gövde ve diskin konumunu kontrol etmek için bir tekerlek veya kol kullanır.Manuel operatörler de çok ucuzdur ve tipik olarak daha düşük tork gereksinimi olan daha küçük boyutlu valflerle kullanılır.Bunlar, özellikle vanayı çalıştıracak gücün bulunmadığı uygulamalar için uygundur.Manuel operatörlerin hızı biraz yavaştır, bu nedenle acil kapatma uygulamalarında kullanılmazlar.
• Elektrikli valf aktüatörleri, motor hızını ayarlayabilen, torku yükselten veya azaltan bir dişli kutusu içerir.Elektrikli aktüatörlerin bakımı kolaydır, kurulumu nispeten basittir ve çalışma sırasında oldukça sessizdir.Vananın konumu, voltaj veya akım sinyali girişine bağlıdır ve tamamen kapalı veya tamamen açık olduğunda aktüatörü durduran limit anahtarları içerebilir.Elektrikli aktüatörler, sabit bir güç kaynağının olduğu yerlerde kullanılır.
• Kremayer ve pinyon aktüatörleri, basınçlı havanın girişinden ve çıkışından hareket eden bir hazne içinde yaylar içerir.Bu tür pnömatik aktüatörler, tek veya çift etkili olabilir, kompakt tasarımlıdır, nispeten ucuzdur ve hafiftir.Daha hızlı tepki sürelerine sahiptirler, bu da azaltma hizmetlerinde kullanılmalarına olanak tanır;harici bir basınçlı hava kaynağına ihtiyaçları vardır.
• Scotch yoke aktüatörleri, basınçlı hava veya hidrolik sıvı ile çalıştırılabilir.Bunlar, içi boş bir silindir içindeki bir krank ve pistondan oluşur.Bir tarafa basınç uygulanır ve ortaya çıkan kuvvet, gövdeyi ve diski döndürmek için pistonu doğrusal olarak hareket ettirir.Bu aktüatörler, tüm düzenek yerine aktüatörün sadece bir bölümü çıkarılarak bakım kolaylığı için modüllerle tasarlanabilir.Skoç boyunduruğu, kremayer ve pinyondan daha büyük ve daha maliyetlidir, ancak çıkış, daha büyük boyutlu valfler için çok daha yüksek tork oluşturur.Skoç boyunduruğu, hızlı hareket eden veya yavaş kapanan uygulamalarda kullanım için kontrol aksesuarlarıyla da eşleştirilebilir.
• Hidrolik valf aktüatörleri, diskin ve gövdenin konumunu kontrol etmek için bir sıvı tarafından sağlanan hidrolik kuvveti kullanır.Tek veya çift etkili olarak mevcutturlar.Tek etkili, valfi kapalı konumda tutarak sıvı basıncı olmadan çalışır;basınç arttıkça sıvı, pistonu açmak için valfe doğru iter.Çift etkili tip, valfi açıp kapatmak için sıvının yönünü değiştiren bir hidrolik pompa içerir.Bu aktüatörler, çalışması için büyük bir tork gerektiren çok büyük veya ağır hizmet tipi valfler için kullanılır;ayrıca konumu daha iyi kontrol etmek için solenoidlerle birlikte kullanılabilirler.

KELEBEK VANA TASARIM STANDARTLARI

Kelebek vanalar, duvar kalınlığı, yüz yüze uzunluk, montaj modelleri, flanş delme, kaçak emisyon ve daha fazlası gibi tasarım kriterlerini belirleyen birçok ulusal ve uluslararası standarda sahiptir.Aşağıda, birçok kelebek vana tasarımı türü için ortak standartlardan bazıları bulunmaktadır.

Valf Tasarımı için Ortak Standartlar

Kelebek vanalar, ağırlıklarına, kapladıkları alana ve maliyet etkinliğine dayalı olarak benzersiz bir değer teklifi sunar.Yatak malzemesi, sızdırmazlık tasarımları ve sıcaklık ve basınç değerleri aralığından çeşitli seçenekler sunarlar.Kelebek vanalar, küresel ve sürgülü vanaların arkasındaki en büyük vana pazarlarından birini sunar.Lineer valflere kıyasla otomasyonun esnekliği, daha düşük tork ve iyileştirilmiş kaçak emisyon performansına dayalı olarak büyümeye devam ediyorlar.