蝶弁の概観

April 21, 2023

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蝶弁を選ぶ主利点は球、点検、地球またはゲート弁のような他の選択と比較されるシステムへスペースおよび重量の減少である。

 

 

MITCHELLアンダーソン

Director、Triple Offset Valve & Ball Valve Engineering、Bray International Inc。
Haley Ferner

HALEY FERNER

Bray International Inc. Marketing Engineer。
蝶弁は家族にquarter-turnの回転弁の、作成されるそして最初に使用される18世紀には早くも蒸気機関プロトタイプで属する。蝶弁の使用は石油およびガスの市場の適用のための50年代に育ち、後で70年それらは多数の産業適用で広く利用され続ける。
 
 
 

蝶弁はハンドル、手動ギヤの、空気または油圧作動と組み立てることができる。弁構成は開いたから時計回り方向で閉まるために90°を回すディスクおよび茎から成っている。蝶弁は速い操作を維持するために、提供するために他のタイプの弁と比較される費用効果が大きく、軽量であるので多くの適用で普及している。ほとんどの蝶弁はボディ、茎、ディスク、座席および茎のシールとの同じ基本構成を、使用する;但し、他の部品は弾力性のあるつけられていた、並べられた、単一のオフセット、二重オフセット(頻繁に高性能として参照した)および三重のオフセットのような異なった蝶弁のタイプの間で、変わるかもしれない。これらのタイプは着席の設計のディスク、茎、座席および材料の幾何学によって区別される。

蝶弁を選ぶ主利点は球、点検、地球またはゲート弁のような他の選択と比較されるシステムへスペースおよび重量の減少である。ゲート弁と比較されて、蝶弁の取付けはサイズおよび重量からより少なく困難であり、取り替えるか、または修理するために球弁と比較されて、費用はより少なく通常ある。ディスクの一部として十分に開けられてナイフのゲートとして重いスラリーの塗布で普通利用されないか、または厳しいサービス球弁が好まれる時でさえ妨げられた港があるので適用に、基づく蝶弁は限られて常に直面する流れに。蝶弁はまた分離および光量制御/絞る両方サービスで使用することができる多目的なプロダクトである。

 
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弾力性のあるつけられていた同心

弾力性のあるつけられていた弁はディスクが弁の中心で握られるので、パイプラインと同心である。連続的なディスクに座席干渉と、つくこの弁のタイプは位置である。評価は冷間加工圧力(CWP)にASMEのクラス125およびクラス150のフランジ間のクラス評価しかし適合よりもむしろ一般にある。従って弾力性のあるつけられていた弁は頻繁にASME圧力クラス評価の下で、低圧の適用のためにより費用効果が大きい設計されている。茎のシーリングは第一次シール(ディスク ハブへの座席平たい箱)、二次シール(座席の穴より大きい茎の直径)および第三シール(上部の茎のシール)から成っている。

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典型的なボディ材料は延性がある鉄、鋳鉄、炭素鋼、アルミニウム、ステンレス鋼およびアルミニウム青銅を含んでいる。典型的な座席材料はEPDMのブナN、PTFEの天然ゴムをもっと含み。弾力性のあるつけられていた蝶弁はHVACを含む分離および制御適用、化学および石油化学のために大抵、食糧および飲料、発電、水および廃水、石油およびガス、鉱山および乾燥したばら荷扱い使用される。それらはパイプラインおよびフロー条件によって動く媒体の両立性に基づいて選ばれる。

 
 

同心POLYMER-LINED

並べられた蝶弁はパイプラインとまた同心および粗い化学媒体と利用されるように設計されている:これらのポリマーが並ぶプロダクトは酸のハイ レベルとの媒体の長い生命を提供する。選択はPTFEが並び、PFAが並ぶ弁を、腐食性媒体の石油化学製品、食品工業で使用される両方含んでいる。はさみ金間の主な違いの1つは蒸気機関プロトタイプのそれあるPFAはさみ金がそのうちに製造される方法に基づいてPTFEはさみ金と対照をなして適用範囲が広く残す。PFAはPTFEが焼結する間、溶け、化学的に結ばれる。溶け、化学的に結んでより密な材料を作成し、より粗い化学適用のための長期使用上の柔軟性そして堅い切断に終ってエア ポケットを、最小にする。PTFEは水、塩水、パルプの在庫および弱い酸の適用で蝶弁を普通使用される並べた。ディスク材料はまた、ステンレス鋼間で適用に基づいて変わることができたり、またはPTFE、PFAおよびUHMWPE (超高度の分子量のポリエチレン)のステンレス鋼を並べた。

高性能

高性能の蝶弁に(また二重オフセットを呼んだ) 2つのオフセットがある:茎の最初のオフセットはパイプラインの中心線を離れて茎を移す第2オフセットに先行しているディスク座席の表面にまたはの後ろで中心から外れている。この二重オフセットはカム行為を作成し、ディスクをそれを渡るよりもむしろ座席から動かし、ディスクと座席の間の摩擦を同心および単一のオフセット弁に見られるように減らす。

 
 
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二重オフセットは同心の設計と比較されたとき分離および制御適用のために一般的、またより高い周期の塗布である。ほとんどの適用は弾力性のあ着席させた弁より高い温度そして圧力のためになされる。座席はディスクに反力(接触の圧力)を提供するように時閉鎖した位置で設計されている。この接触の圧力はディスク端とシールを作成する。これらの設計は他はその圧力範囲のために座席活性化剤によって提供される干渉適合を使用するが圧力扶養家族である場合もある。共通ボディ材料は炭素鋼、ステンレス鋼およびアルミニウム青銅を含んでいる。共通の座席材料はPTFE、補強されたPTFE、TFM、UHMWPEおよびInconelを含んでいる。

特定の適用のための付加的な座席設計はまたつく金属および火の金庫が十分に含まれることができる(柔らかさおよび金属の座席両方)。金属によってつけられている設計は熱く、汚れたサービスの汚れたサービス、研摩サービスおよび制御適用の900°Fまでより高い温度の機能に抗できる。fire-safeつけられていた設計は分離のために柔らかいつけられていた材料を使用して火の危険がある状態にサービスで火の場合にディスクにまだ一定したmetal-to-metalバックアップ シールを提供している間、使用される。これらの適用の弁の設計の意思は炎に与えることを防ぐように分離を提供することである。

 
 

二重オフセットの設計は低温学の適用のために形成することができる;それらはアルゴン、ヘリウム、水素、窒素および酸素のような産業ガス塗布で最も頻繁に使用される。材料の選択はサービスに基づいていて、プロセス温度の圧力境界材料の靭性そして衝撃強度に焦点を合わせる。これらの適用のための標準は弁の安全そして操作のためのクリーニングの条件と共に厳密な材料仕様書が間、サービスで含まれている。

三重のオフセット

三重のオフセット弁は高性能の蝶弁によって第1及び第2オフセットの概念を共有し、傾向がある円錐表面を使用して着席表面との付加的な三番目のオフセットを、含んでいる。この第3オフセットは密封要素(シール リング)が最終で着席表面を従事させることをただ可能にする

 
 
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完了(および密封の部品間の摩擦無しに終って開始にバルブ シート間すぐに)離れることの程度。この弁のタイプはトルク着席する密封要素に荷を積み、切断の性能を提供するために、トルクを意味することは適用される。シール リングはフィールド置換可能である固体金属板のどれである場合もあるまたは金属およびグラファイトの薄板にされた層。バルブ シートはバルブ本体で(フィールド置換可能)ボルトで固定するまたはに必要ことができる。三重のオフセット弁は本来安全で、適当な火クラス150からのクラスにクラス1500まで圧力をかけるためにである。この設計は-320°Fへのmetal-to-metalシーリングによるさまざまな構成の1,500°Fの広い温度較差で使用することができる。

共通ボディ材料は共通の座席材料が316基のステンレス鋼の耐摩耗加工される含んでいる間、炭素鋼、ステンレス鋼およびアルミニウム青銅、ニッケル アルミニウム青銅、Stelliteおよび複式アパートのステンレス鋼を含んでいる。ゼニガタ アザラシ材料は、グラファイトまたはPTFEのMonel、XM-19ステンレス製またはInconelの金属の薄板にされた二重を層含み、固体金属の選択は複式アパートのステンレス鋼、InconelまたはXM-19を含んでいる。三重のオフセット弁のための主要出願は蒸気配分、石油化学製品、タンク ファーム、ターミナルおよび切換えを含んでいる。

 
 

低温学サービスのために形成される三重のオフセット弁は-420°Fとして低速として温度を可能にする;液化天然ガス、液体水素および液体酸素サービスで、少数を示すことを使用する。延長ボンネットは茎を極度で冷たい温度から詰まらせ続ける。

より高い温度の設計は、1,500°Fまで、固体シール リングおよびパッキングおよび作動への熱伝達を散らすのにボンネットを使用する。この設計はタービン、融解塩および熱気の塗布で大抵使用される。

 
 

端の結合方式

蝶弁にウエファー(flangeless)、ラグナット、二重フランジを付けたようになった、buttweld端を含む端の結合方式のための多数の選択が、ある。ある選択は維持の容易さを可能にする、いくつかは見込みなしのサービスに適し、ある設計に互いに比較される重量およびコスト低減の含意がある。

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  • ウエファー弁はパイプラインの直径に関連して短いさしせまった次元のフランジの間に、取付けられているように設計されている。これらの弁は維持のために締められたとき付加的な遮断弁を要求する見込みなしのサービスに使用することができない。ウエファーの選択はラグナット様式より安い軽く、低圧の適用で頻繁に使用される。
  • ラグナット弁はパイプラインの直径に関連して短いさしせまった次元のバルブ本体のラグナットの突起に、通る締める物を使用して1つのまたは両方のフランジにボルトで固定されるように設計されている。これらの弁はまた座席設計によって見込みなしのサービスで使用することができ、軽減されるかもしれ、そしてウエファー様式より重い場合もある。
  • 二重フランジを付けたようになった弁はボディの両端のフランジとボルトが付いている管の合うフランジに弁をかスタッドおよびナットしっかり止めるように設計されている。それらは見込みなしのサービスで使用することができる;但し、ある弁のタイプは軽減されるかもしれない。
  • Buttweld端弁は各表面の斜角(溶接準備)と管の厚さそして斜角に一致させるように設計されている。2つの端はパイプラインに接合し、分解が共通ではない、またはフランジのボルトで固定すること間の潜在的な漏出道が心配である適用で使用されて溶接される。

 

オートメーションのタイプ

多くのタイプのアクチュエーターは蝶弁の開始および最後の特徴を制御できる。アクチュエーターはきちんとサービスの間に弁を開閉するために必要なトルクを提供する。次のタイプのアクチュエーターは蝶弁によって組み合わせられる:

 
 
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  • 手動弁操作は簡単な形式の作動である。それは茎およびディスクの位置を制御するのに車輪かレバーを使用する。手動オペレータはまた非常に安価で、より低いトルクの条件があるより小さい大きさで分類された弁によって普通使用される。これらは弁を作動させるために力が現在の適用で特に適している。手動オペレータの速度は幾分遅い、従ってそれらは緊急の切断の塗布で使用されない。
  • 電気弁のアクチュエーターはモータ速度を調節できるトルクを上げるか、または下げる変速機を含んでいる。電気アクチュエーターは維持し易くで、取付け比較的やすく、そして操作の間にかなり静かである。弁の位置は電圧か現在の信号入力に基づき、十分に閉鎖したか十分に開いた場合アクチュエーターを停止する限界スイッチを含むことができる。電気アクチュエーターは安定した電源があるところで使用される。
  • ラック・ピニオンのアクチュエーターは圧縮空気の出入り口から作動する部屋内のばねを含んでいる。これらのタイプの空気アクチュエーターはシングルまたはダブルの機能である場合もあったり設計で密集し、比較的安価、そして軽量である。それらは絞るサービスで使用のためのより速い点爆時間を過し、割り当てる;それらは圧縮空気の外的な供給を必要とする。
  • スコットランドのヨークのアクチュエーターは圧縮空気または油圧液体と作動させることができる。これらは空シリンダーのクランクそしてピストンから成っている。圧力は1つの側面に適用され、生じる力は茎およびディスクを回すためにピストンを直線に動かす。これらのアクチュエーターは維持の容易さのためのモジュールによってちょうど全体のアセンブリの代りにアクチュエーターの1つのセクションを取除くことによって設計することができる。スコットランドのヨークはラック・ピニオンより高価大きく、であるが、出力は大型弁のための大いにより高いトルクを作成する。スコットランドのヨークはまた速い代理か柔らかい最後の適用の使用のための制御付属品によって組み合わせることができる。
  • 油圧弁アクチュエーターはディスクおよび茎の位置を制御するために液体によって供給される油圧力を使用する。それらはシングルまたはダブルの機能で利用できる。閉鎖した弁を所定位置に定める水圧の不在による単動仕事;圧力が造り上げると同時に、液体は開くために弁の方のピストンを押す。複動式タイプは弁を開閉するために液体の方向を変える油圧ポンプを含んでいる。これらのアクチュエーターは大きいトルクが作動するように要求する非常に大きくか頑丈な弁のために使用される;ソレノイドによってまたそれらが制御位置をよくするのに使用することができる。

蝶弁の設計基準

蝶弁に設計基準を、壁厚さのような、パターンを、フランジの訓練取付ける、さしせまった長さはかない放出およびもっと定める多くの国民および国際規格がある。多くのタイプの蝶弁の設計のための共通の標準のいくつかは次ある。

弁の設計のための共通の標準

 
 
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蝶弁は重量、足跡および費用有効性に基づいて独特な価値提案を提供する。それらは温度および圧力評価の座席材料、密封の設計および範囲からのいろいろな選択を提供する。蝶弁は球およびゲート弁の後ろの最も大きい弁の市場の1つを提供する。それらは線形弁と比較されるオートメーション、より低いトルクおよび改善されたはかない放出性能の柔軟性に基づいて育ち続ける。