Liblikventiile kasutatakse vedelike või gaaside voolu käivitamiseks, peatamiseks või reguleerimiseks torudes. Nad said oma nime tiivakujulise ketta järgi, mis pöörleb ventiili korpuses, meenutades liblika liikumist. Erinevat tüüpi liblikventiilide seas on kaks kõige levinumat konstruktsiooni suure jõudlusega liblikventiilid (HPBV) ja kontsentrilised liblikventiilid. See võrdlus selgitab nende kahe erinevusi mitmest mõõtmest, et selgitada nende rolli tööstus- ja munitsipaalrakendustes.
| Funktsioon | Kontsentriline liblikventiil | Suure jõudlusega liblikventiil |
| Disain | Keskne vars ja ketas | Nihutatud vars metallist istmega |
| Tihendusmehhanism | Pehme elastomeerne iste | RPTFE-pesa |
| Rõhureiting | Kuni 250 PSI | Kuni 600 PSI |
| Temperatuuri hinnang | Kuni 180 °C (356 °F) | Kuni 260 °C (536 °F) |
| Kulumine | Kõrgem istme kokkupuute tõttu | Madalam tänu nihutatud disainile |
| Rakenduse sobivus | Madalrõhu vedelikud | Keskmise rõhu ja kõrge temperatuuriga vedelikud |
| Maksumus | Alumine | Kõrgem |
1. Projekteerimine ja ehitus
Kontsentriliste liblikventiilide ja suure jõudlusega liblikventiilide peamine erinevus seisneb nende konstruktsioonis, täpsemalt ventiilivarre ja klapiketta asendis ventiili korpuse suhtes ning kasutatud materjalides.
1.1 Kontsentrilised liblikventiilid
Kontsentrilist konstruktsiooni tuntakse kui "nullnihkega" või "elastse sadlaga" ventiili, mis joondab ventiili varre ja ketta otse ventiili korpuse ja toru ava keskpunktiga. Sellel keskpunkti joondamisel puudub kõrvalekalle.
1.1.1 Ketta liikumine
Ketas pöörleb 90° ümber klapivarre telje ja liigub kogu oma liikumisulatuse jooksul täielikult avatud (toruga paralleelselt) asendist täielikult suletud (toruga risti) asendisse.
1.1.2 Tihendusmehhanism
Tihend saavutatakse klapiketta serva ja klapi korpuse sisepinda vooderdava elastse kummitaolise klapipesa (näiteks EPDM, akrüül või fluorkummi) vahelise pingulise liite abil.
1.1.3 Materjalid
Ventiili korpus on tavaliselt valmistatud ülitugevatest ja korrosioonikindlatest materjalidest, näiteks malmist, kõrgtugevast malmist või isegi roostevabast terasest vähem nõudlike rakenduste jaoks, kuna kummist klapipesa takistab vedeliku kokkupuudet klapi korpusega.
Ketas võib olla roostevabast terasest, alumiiniumpronksist, kaetud kõrgtugevast malmist või täielikult metalliga vooderdatud, olenevalt vedeliku söövitavusest.
1.2 Suure jõudlusega liblikventiilid
Tavaliselt kahekordse nihkega disain kahe võtme nihkega:
Vars asub ketta taga, mitte ketta keskel, ja
Ketta ja varre komplekt on toru ava keskjoonest nihutatud.
Mõnedel täiustatud versioonidel on kolmekordne nihe, kuid kahekordne nihe on tipptasemel mudelitel standardvarustuses.
1.2.1 Ketta liikumine
Nihke tõttu pöörleb ketas nukkvõlli sarnaselt, vähendades kokkupuudet tihendiga.
1.2.2 Tihendusmehhanism
Tihend on valmistatud vastupidavamatest materjalidest, näiteks tugevdatud teflonist, et taluda kõrgemat rõhku ja temperatuuri. Erinevalt kontsentrilise klapi kummist tihendist on tihend tihedam ja vähem deformatsioonist sõltuv.
1.2.3 Materjalid
Kere ja ketas on valmistatud tugevatest metallidest, näiteks roostevabast terasest, süsinikterasest või sulamitest, et taluda karme tingimusi.
1.3 Kokkuvõte: disainimõjud
Kontsentrilise ventiili lihtsus muudab selle kergeks ja kompaktseks, mis teeb selle ideaalseks otsepaigalduseks. Deformeeruva kummist tihendi kasutamine piirab aga selle paindlikkust.
Suure jõudlusega ventiilide nihutatud disain ja tugevamad materjalid suurendavad nende vastupidavust ja kohanemisvõimet, kuid suurema keerukuse ja kaalu arvelt.
---
2. Jõudlusvõime
Jõudlus on nende ventiilide kõige muutlikum aspekt ning see, mida kasutajad kõige rohkem hindavad ja mille eest hoolitsevad. Täpsemalt analüüsitakse seda rõhu, temperatuuri, tihendusefekti ja kasutusea osas.
2.1 Kontsentrilised liblikventiilid
2.1.1 Rõhuklassid
Kontsentrilised liblikventiilid taluvad üldiselt rõhku kuni PN16, kuid see varieerub sõltuvalt suurusest ja materjalist. Sellest rõhust kõrgemal võib kummist tihend deformeeruda või puruneda.
2.1.2 Temperatuurireitingud
Maksimaalne temperatuur on 180 °C (356 °F), mida piiravad kummist või PTFE-istme termilised piirid. Kõrged temperatuurid halvendavad elastomeeri jõudlust ja kahjustavad tihendust.
2.1.3 Tihendusvõime
See võib pakkuda madala rõhuga süsteemides usaldusväärset sulgemist, kuid pidev hõõrdumine klapiketta ja klapipesa vahel põhjustab kulumist, mis vähendab efektiivsust.
2.1.4 Piirangud
Kuna liblikventiilid sobivad paremini täielikuks avamiseks ja sulgemiseks, siis voolu reguleerimiseks kasutatavate ventiiliistmete pikaajaline drosseldamine kiirendab klapipesa kulumist, muutes selle vähem täpseks ja vastupidavaks.
2.1.5 Vastupidavus
Kuna metallist või tugevdatud klapipesad on elastsemad, on need vastupidavamad kui kummist. Nihutatud disain pikendab veelgi kasutusiga, piirates hõõrdumist.
2.2 Suure jõudlusega liblikventiil
2.2.1 Rõhuklass
Tänu oma vastupidavale konstruktsioonile ja nihutatud disainile, mis vähendab klapipesale avalduvat koormust, talub see rõhku kuni PN16.
2.2.2 Temperatuuriklass
Kuna klapipesa kasutab RPTFE-d, saab see tõhusalt töötada temperatuuridel kuni 280 °C (536 °F).
2.2.3 Tihendusvõime
Tänu nihkega klapiketta täpsele sobivusele ja vastupidavale klapipesale on leke peaaegu olematu ja sulgur on tavaliselt peaaegu õhukindel. See teeb selle ideaalseks kriitiliste rakenduste jaoks.
2.2.4 Piiramine
Suure jõudlusega liblikventiilide konstruktsioon ja materjalid võimaldavad neil täpselt reguleerida voolu isegi kõrge rõhu korral. Väiksem kontakttihend vähendab kulumist ja säilitab tihendi terviklikkuse mitme tsükli jooksul.
2.2.5 Vastupidavus
Metallist või tugevdatud istmed on vastupidavamad kui kummist. Nihutatud disain pikendab veelgi kasutusiga, piirates hõõrdumist.
2.3 Kokkuvõte: Toimivuse olulisemad näitajad
Kontsentrilised ventiilid sobivad madala rõhu ja stabiilsete tingimuste jaoks, kuid ebaõnnestuvad keskmise ja kõrge rõhu korral.
Suure jõudlusega ventiilid pakuvad suurepärast töökindlust ja kasutusiga kõrgema algkuluga.
---
3. Rakendused
Keskmise suurusega liblikventiilide ja suure jõudlusega liblikventiilide valik sõltub selle süsteemi konkreetsetest vajadustest, kuhu need paigaldatakse.
3.1 Kontsentrilised liblikventiilid
Madala kuni keskmise rõhu/temperatuuriga süsteemidele, kus hind ja lihtsus on prioriteediks.
Levinumad kasutusalad:
- Vesi ja reovesi: Linnade veetorustikud, niisutus- ja kanalisatsioonisüsteemid saavad kasu oma ökonoomsusest ja vedeliku isoleerimisest.
- Toidu- ja farmaatsiatööstus: Kummist tihendid takistavad tundlike vedelike saastumist klapi korpuse poolt.
- Gaasivarustus: Madalrõhu gaasitorud kasutavad seda sisse/välja juhtimiseks.
- Tulekaitse: Sprinklersüsteemid kasutavad ära oma kiiret tööd ja töökindlust keskmise rõhu juures.
- Madalrõhuaur: aurule kuni 250 PSI ja 350 °F.
3.2 Suure jõudlusega liblikventiilid
Madala ja keskmise rõhu või kriitiliste süsteemide jaoks, mis vajavad täpsust ja vastupidavust.
Levinumad kasutusalad:
- Nafta ja gaas: Käitleb karme kemikaale, naftakeemiatooteid ja avamere tingimusi kõrge rõhu ja söövitavate vedelikega.
- Energiatootmine: Haldab turbiinides ja kateldes kõrgsurveauru ja jahutusvett.
- Keemiline töötlemine: Vastupidav söövitavatele vedelikele ja säilitab tiheda sulgemise lenduvates keskkondades.
- HVAC: Suurte süsteemide jaoks, mis vajavad täpset vooluhulga juhtimist.
- Laevaehitus: Talub meretingimusi ja kõrgsurvevedelike käitlemist.
3.3 Rakenduste kattumine ja erinevused
Kuigi mõlemad ventiilid reguleerivad vooluhulka, domineerivad kontsentrilised ventiilid kulutundlikes ja vähem nõudlikes keskkondades, samas kui suure jõudlusega ventiilid on eelistatud tööstusprotsessides, kus riketel võivad olla tõsised tagajärjed.
---
4. Operatiivsed kaalutlused
Lisaks disainile ja rakendusele mängivad rolli ka praktilised tegurid, nagu paigaldamine, hooldus ja süsteemi sobiv integreerimine.
4.1 Paigaldamine
- Kontsentriline: Lihtsam paigaldus tänu kergemale kaalule ja lihtsamale ääriku ühilduvusele.
- Suur jõudlus: nihkega disaini tõttu on vajalik täpne joondamine ja selle kaal nõuab tugevamat tuge.
4.2 Hooldus
- Kontsentriline: Hooldus keskendub kummist tihendi vahetamisele, mis on suhteliselt kiire ja odav remondimeetod. Sagedane kulumine võib aga suure tsükliga süsteemides seisakuid pikendada.
- Suur jõudlus: Hooldus on vastupidava istme tõttu harvem, kuid remont (nt istme vahetamine) on kallim ja tehnilisem, nõudes tavaliselt professionaalset hoolduspersonali spetsiaalsete tööriistadega.
4.3 Rõhulangus
- Kontsentriline: Tsentreeritud kettad tekitavad osaliselt avatud olekus rohkem turbulentsi, vähendades drosselrakenduste efektiivsust.
- Suur jõudlus: Nihkega kettad parandavad vooluomadusi, vähendades kavitatsiooni ja rõhulangust, eriti suurtel kiirustel.
4.4 Käivitamine
Mõlemat ventiili saab kasutada käsitsi, pneumaatiliste või elektriliste ajamitega, kuid suure jõudlusega ventiilid on tööstuskeskkonnas täpse automatiseerimise tagamiseks sageli ühendatud täiustatud juhtimisseadmetega.
---
5. Kulude ja elutsükli analüüs
5.1 Algmaksumus
Kontsentrilised ventiilid on oluliselt odavamad, kuna neid on suhteliselt lihtne ehitada ja need vajavad vähem materjali. See ei kehti aga suure jõudlusega liblikventiilide kohta.
5.2 Elutsükli maksumus
Suure jõudlusega ventiilid on üldiselt aja jooksul säästlikumad, kuna neid tuleb harvemini hooldada ja vahetada. Kriitilistes süsteemides võib nende töökindlus vähendada ka seisakukulusid.
---
6. Kokkuvõte: eeliste ja puuduste kokkuvõte
6.1 Kontsentriline liblikventiil
6.1.1 Eelised:
- Kulutõhusus: Madalamad tootmis- ja materjalikulud annavad sellele eelarveeelise.
- Lihtne disain: Lihtne paigaldada, kasutada ja hooldada, vähem liikuvaid osi.
- Vedeliku isoleerimine: kummist tihendid kaitsevad klapi korpust, võimaldades kasutada odavamaid materjale ja säilitada vedeliku puhtust.
- Kerge: ideaalne rakenduste jaoks, kus kaal on oluline.
6.1.2 Puudused:
- Piiratud ulatus: ülempiirid on 250 PSI ja 356°F, mis piirab selle kasutamist karmides tingimustes.
- Kulumisohtlik: Pidev tihendi hõõrdumine võib halvendada jõudlust, mis nõuab sagedasemat hooldust.
- Halb kõrgsurve drosseldamise jõudlus: rõhu all kaotab täpsuse ja tihendi.
6.2 Suure jõudlusega liblikventiilid
6.2.1 Eelised:
- Suur mahutavus: Talub keskmist kuni kõrget rõhku (kuni 600 PSI) ja temperatuuri (kuni 536 °F).
- Pikk kasutusiga: väiksem istme kulumine ja vastupidavad materjalid pikendavad kasutusiga.
- Täpsus: Suurepärane drossel ja sulgemine isegi nõudlikes tingimustes.
- Mitmekülgsus: sobib paljude vedelike ja keskkondade jaoks.
6.2.2 Puudused:
- Kõrgem hind: Kallid materjalid ja keerukas disain suurendavad esialgset investeeringut.
- Keerukus: paigaldamine ja remont nõuavad rohkem oskusteavet.
- Kaal: Raskem konstruktsioon võib mõnede süsteemide moderniseerimist keerulisemaks muuta.
Kontsentrilised liblikventiilid ja suure jõudlusega liblikventiilid teenivad vedelike juhtimises kattuvaid, kuid erinevaid valdkondi. Kontsentrilise ventiili nullnihkega kummist tihendi disain muudab selle praktiliseks ja taskukohaseks valikuks mõõdukate rakenduste jaoks, nagu veevarustus, toiduainete töötlemine või tulekaitse. Kui jõudlus ja vastupidavus on olulised, on suure jõudlusega liblikventiil lahendus. Maetud rakenduste (näiteks maa-aluste torujuhtmete) puhul saab kasutada mõlemat meetodit, kuid kontsentrilise ventiili kergem kaal ja madalam hind on tavaliselt esikohal, välja arvatud juhul, kui äärmuslikud tingimused nõuavad teisiti.