Definicja i kompleksowy przewodnik po zaworach motylkowych z kołnierzem

Główne elementy zaworu

• Korpus zaworu: Główny element zaworu przenoszący ciśnienie, zazwyczaj wytwarzany metodą odlewania lub kucia z kołnierzami. Do popularnych materiałów należą żeliwo sferoidalne, stal nierdzewna, brąz aluminiowy, stal nierdzewna dupleksowa i stal stopowa.
• Tarcza zaworowa: Krytyczny element mający bezpośredni kontakt z medium, wymagający starannego doboru materiału. Jego grubość bezpośrednio wpływa na opór przepływu i ciśnienie znamionowe zaworu.
• Trzonek zaworu: Jeden z elementów nośnych, łączący tarczę z korpusem zaworu i jedyny element transmisyjny. Jego górny koniec jest połączony z siłownikami, takimi jak koła ręczne, przekładnie ślimakowe, siłowniki pneumatyczne i siłowniki elektryczne.
• Gniazdo zaworu: Kluczem do szczelności zaworu motylkowego jest uszczelka zamontowana na korpusie zaworu lub wokół tarczy.
  • (1) Zawór motylkowy z kołnierzem o miękkim siedzisku: Wykonany głównie z materiałów elastycznych, takich jak guma lub PTFE.
  • (2) Zawór motylkowy z kołnierzem o twardym gnieździe: Wykonany głównie z metalu, wytrzymuje wysokie temperatury i ciśnienia.

Rysunek 1: Widok rozstrzelony elementów rdzenia zaworu motylkowego z kołnierzem

Główne typy

• Zawór motylkowy z kołnierzem środkowym
  • Oś trzonu zaworu, środek tarczy i środek rurociągu są współliniowe.
  • Prosta konstrukcja i niski koszt.
  • Uszczelnienie jest głównie elastyczne.
  • Stosowane w zastosowaniach niskociśnieniowych i w normalnej temperaturze, w których nie występują żadne surowe wymagania, np. w systemach zaopatrzenia w wodę i systemach grzewczych.
• Zawór motylkowy z podwójnym mimośrodem kołnierzowym
  • Trzonek zaworu jest przesunięty względem osi powierzchni uszczelniającej, a także względem osi rurociągu i zaworu.
  • Skutecznie zmniejsza zużycie pomiędzy gniazdem zaworu a pierścieniem uszczelniającym.
  • Materiały uszczelniające pozostają elastyczne, takie jak EPDM i PTFE.
  • Powszechnie stosowane w przemyśle energetycznym, zaopatrzeniu w wodę i metalurgii.
• Zawór motylkowy z potrójnym mimośrodem kołnierzowym
  • Trzonek zaworu jest przesunięty względem osi powierzchni uszczelniającej oraz osi rurociągu i zaworu, a stożkowy środek powierzchni uszczelniającej zaworu jest przesunięty względem osi rurociągu i zaworu.
  • Posiada uszczelnienie całkowicie metalowe i wielopoziomowe.
  • Wartości ciśnienia i temperatury zależą od materiału, z którego wykonano korpus.
  • Stosowane w przemyśle, w którym występują wysokie temperatury i ciśnienia.

Rysunek 2: Zawory motylkowe z podwójnym mimośrodem kołnierzowym z żeliwa sferoidalnego

Wady

Do głównych wad zaworów motylkowych z kołnierzem należą niestabilny przepływ, kawitacja i wibracje przy niskich kątach otwarcia. Nawet przy pełnym otwarciu, tarcza częściowo blokuje przepływ cieczy. Zawory motylkowe z miękkim gniazdem są ograniczone głównie przez ograniczenia temperaturowe i ciśnieniowe.

Główne normy i specyfikacje

Typowe scenariusze zastosowań

• Uzdatnianie wody/Inżynieria komunalna: Zaopatrzenie w wodę i odprowadzanie ścieków, ochrona przeciwpożarowa, woda wodociągowa i systemy oczyszczania ścieków.
• Ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja (HVAC): Systemy chłodzenia wody i chłodzenia wody.
• Energetyka: systemy chłodzenia wody obiegowej, usuwania popiołu i odsiarczania spalin (podwójnie/potrójnie mimośrodowe zawory motylkowe z metalowym gniazdem).
• Przemysł petrochemiczny: rurociągi procesowe, transport produktów naftowych i chemikaliów (głównie potrójnie mimośrodowe metalowe zawory motylkowe z twardym uszczelnieniem).
• Budownictwo okrętowe: systemy wody morskiej, wody balastowej i paliwa olejowego.
• Przemysł metalurgiczny: Systemy usuwania gazu węglowego, powietrza do spalania i pyłu.

Średnie typy

• Media konwencjonalne: Woda słodka i morska, ścieki, woda pitna, powietrze, para wodna, żywność, produkty farmaceutyczne, produkty ropopochodne oraz media słabo żrące, takie jak oleje, kwasy, zasady i sole.
• Media niskotemperaturowe: Skroplony gaz ziemny (LNG), ciekły tlen, ciekły wodór, amoniak, argon, ciekły dwutlenek węgla i ciekły etylen.
• Media wysokotemperaturowe: Wysoka temperatura powietrza, gorące spaliny, wysoka temperatura pary wodnej, stopiona sól oraz katalityczny kraking ropy naftowej i gazu.

Rysunek 3: Trójkołnierzowe zawory motylkowe ze stali nierdzewnej

Rozważania dotyczące wyboru

Wybór zaworów motylkowych z kołnierzem jest kluczowym elementem praktycznego procesu zaopatrzenia. Ocena czynników takich jak rodzaj medium, temperatura, ciśnienie, środowisko pracy i budżet, aby wybrać odpowiedni zawór motylkowy z kołnierzem i metodę sterowania, jest kluczowa dla zapewnienia długotrwałej, stabilnej pracy.