Бътерфлай клапата е простота в движение: плосък кръгъл диск, пробит през диаметъра си, се завърта на 90 градуса вътре в пръстеновидно-гнездо, за да отваря, дроселира или затваря канал за течност. Дискът остава в пътя на потока през цялото време, така че характерът на вентила се определя от това как този тънък профил взаимодейства с налягането, скоростта и триенето на уплътнението.
Основен принцип
Когато валът е успореден на оста на тръбата, дискът представя ръба си към потока, генерирайки почти никаква загуба на напор; в напълно затворено положение дискът се прилепва към еластомерно или метално гнездо, образувайки плътно уплътнение. Четвърт{1}}завъртане означава, че пневматичен или електрически задвижващ механизъм може да завърти клапана за по-малко от една секунда, което го прави идеален за аварийно изключване-или автоматизирано дозиране.
Поведение на въртящия момент
Тъй като дискът е симетричен, въртящият момент е най-нисък близо до двете крайности (0 градуса и 90 градуса) и достига пикове около 70 градуса, където диференциалното налягане върху диска е най-голямо. Модерните конструкции изместват оста на вала с няколко милиметра (известно като „ексцентрична“ или „висока-производителност“), така че гърбицата на диска-изчиства седалката по време на първите 10 градуса на отваряне, намалявайки-въртящия момент при счупване с 30 % и удължавайки живота на седалката.
Уплътнителни технологии
1. Еластична седалка: Нитрилова или EPDM облицовка е залепена към тялото; тръбопроводното налягане принуждава диска да влезе в гумата, постигайки мехур{1}}плътно затваряне-до 16 бара и от −20 градуса до 120 градуса.
2. Метална седалка: Неръждаемо или стелитно покритие се използва за висока температура (600 градуса) или абразивни среди; скоростта на изтичане е клас IV (0,01 % от Cv), достатъчна за изолация на пара.
3. Двойно изместване: Централните-линии на вала и седалката са изместени, създавайки конусообразно действие на гърбицата; тройното изместване добавя лицева страна на седалката под ъгъл, постигайки уплътнение от клас VI метал-към-метал при LNG криогенна услуга.
Характеристики на потока
При отваряне на 30 градуса дискът вече създава 60 % от максималния спад на налягането, давайки на дроселните клапи бързо-отваряне, близо до-линейна Cv крива между 40 градуса и 70 градуса -отлични за дроселиране на охлаждаща вода или изпускане на газове. Изчислителната динамика на флуидите показва, че тънък 2 mm ръб на диска намалява появата на кавитация с 25 % в сравнение с 5 mm тъп профил, настройка, която спестява енергия на помпата в инсталациите за обезсоляване.
Типичните размери варират от DN 25 mm (1 in.) в плъзгачи за дозиране на химикали до DN 3000 mm (120 in.) на хидро-напорни тръбопроводи, където един вентил може да тежи 30 t, но въпреки това да се управлява от пневматичен задвижващ механизъм от 10 бара, благодарение на ниския въртящ момент при пълен отвор.
Приложения
• Вода и отпадъчни води: Еластични-вентили с седло се справят с 16 бара разпределителни мрежи и са сертифицирани по NSF 61 за питейна вода.
• HVAC: Корпуса в стил -Lug{1}}позволяват-задънена услуга за изолация на охладена-вода, докато версиите с-край с жлебове ускоряват монтажа във високи-етажни щрангове.
• Нефт и газ: Двойно-офсетни дроселови клапи от въглеродна стомана с огне{1}}обезопасени графитни вложки отговарят на API 607 и се предпочитат за изолация-на ферми до клас 600.
• Храна и фармацевтика: Полиран 316 L диск и PTFE седалка осигуряват CIP/SIP чистота и повърхности без-процепи, които отговарят на FDA 21 CFR 177.
Предимствата пред шибърните или сферичните кранове са по-ниско тегло (около 15 % от шибър), задвижване на четвърт-оборот, компактен лицев-с-лице (ISO 5752 серия 20) и цена-обикновено с 50% по-ниска от еквивалентен сферичен кран в DN 200 mm. Ограниченията включват остатъчен диск в потока (спад на налягането ~0,3 бара при 3 ms⁻¹) и ограничена пригодност за суспензии, които могат да се опаковат във втулките на стеблото; въпреки това, сменяемите облицовки и уплътненията на скрепера сега разширяват услугата за работа с лека суспензия.
Накратко, дроселната клапа комбинира механична простота с висок капацитет на потока, бързо задействане и адаптивно уплътнение, което я прави избор по подразбиране за приложения за включване/изключване или дроселиране от домакинско напояване до 30 MW охладителни системи.
