Rugalmas pillangószelepekaz ipari csővezetékekben a legszélesebb körben használt pillangószelep-típus. Tömítőfelületként rugalmas anyagokat, például gumit használnak, az „anyagállóságra” és a „szerkezeti összenyomódásra” támaszkodva a tömítőteljesítmény elérése érdekében.
Ez a cikk nemcsak a szerkezetet, a felhasználási módokat és az anyagokat mutatja be, hanem elemzi is azokat az általános ismeretektől a mélyreható logikáig.
1. A rugalmas pillangószelepek alapvető ismerete (rövid leírás)
1.1 Alapvető szerkezet
Szeleptest:Általában ostya típusú, csatlakozós vagy peremes típusú.
Szeleptányér:Egy kör alakú fémlemez, amely zárt állapotban összenyomja a gumitömítést, hogy tömítést hozzon létre.
Szelepülés:Rugalmas anyagokból, például NBR/EPDM/PTFE/gumival bélelt anyagból készült, a szeleptányérral együttműködve.
Szelepszár:Leginkább egytengelyes vagy kéttengelyes kialakítást használ.
Működtető:Fogantyú, csigahajtás, elektromos, pneumatikus stb.
1.2 Közös jellemzők
A tömítési szint általában nulla szivárgást eredményez.
Alacsony költség és széleskörű alkalmazási lehetőségek.
Főleg alacsony és közepes nyomású rendszerekben használják, mint például víz-, légkondicionáló-, HVAC- és könnyűvegyipari rendszerekben.
2. Tévhitek a rugalmas pillangószelepekkel kapcsolatban
2.1 A tömítés lényege a gumi rugalmassága
Sokan hiszik ezt: „A rugalmas ülések tömítéséhez a gumi rugalmasságára van szükség.”
A pecsételés igazi lényege a következő:
Szeleptest + szelepszár középtávolság + szeleptányér vastagsága + szelepülék beágyazási módja
Együtt létrehoznak egy "kontrollált kompressziós zónát".
Egyszerűen fogalmazva:
A gumi nem lehet túl laza vagy túl szoros; egy „tömítő kompressziós zónára” támaszkodik, amelyet a megmunkálási pontosság szabályoz.
Miért kulcsfontosságú ez?
Elégtelen kompresszió: A szelep zárt állapotban szivárog.
Túlzott kompresszió: Rendkívül nagy nyomaték, a gumi idő előtti öregedése.
2.2 Energiahatékonyabb-e egy áramvonalasabb korongforma?
Általános nézet: Az áramvonalas szeleptányérok csökkenthetik a nyomásveszteséget.
Ez igaz a "folyadékmechanika" elmélete szerint, de nem teljesen alkalmazható a rugalmas pillangószelepek tényleges alkalmazására.
Ok:
A pillangószelepek nyomásveszteségének fő forrása nem a szeleptányér alakja, hanem a szelepülék gumi összehúzódása által okozott "mikrocsatornás alagúthatás". A túl vékony szeleptányér nem biztosít elegendő érintkezési nyomást, ami folytonos tömítővonalakhoz és szivárgáshoz vezethet.
Az áramvonalas szeleptányér éles feszültségpontokat okozhat a gumiban, csökkentve annak élettartamát.
Ezért a lágy tömítésű pillangószelepek tervezése a „tömítővezeték stabilitását” helyezi előtérbe az áramvonalasítással szemben.
2.3 A lágytömítésű pillangószelepek csak középvonalas szerkezettel rendelkeznek
Gyakran hallani online, hogy az excentrikus pillangószelepekhez fém kemény tömítéseket kell használni.
A valós mérnöki tapasztalatok azonban azt mutatják, hogy:
A kettős excentricitás jelentősen javítja a rugalmas pillangószelepek élettartamát.
Ok:
Dupla excentricitás: A szeleptányér csak a zárás utolsó 2-3°-ában érintkezik a gumival, ami jelentősen csökkenti a súrlódást.
Alacsonyabb nyomaték, ami gazdaságosabb működtető kiválasztást eredményez.
2.4 A gumiülés fő szempontja az „anyag neve”*
A legtöbb felhasználó csak a következőkre koncentrál:
EPDM
NBR
Viton (FKM)
De ami igazán befolyásolja az élettartamot, az a következő:
2.4.1 Shore-keménység:
Például az EPDM Shore A keménysége nem azt jelenti, hogy „minél puhább, annál jobb”. Általában a 65-75 az optimális egyensúlyi pont, amely alacsony nyomáson nulla szivárgást eredményez (PN10-16).
Túl puha: Alacsony nyomaték, de könnyen szakad. Nagy nyomáscsúcsok (>2 MPa) vagy turbulens környezetben a puha gumi túlzottan összenyomódik, ami extrudálási deformációt okoz. Továbbá a magas hőmérséklet (>80°C) tovább lágyítja a gumit.
Túl kemény: Nehéz tömítést biztosítani, különösen alacsony nyomású rendszerekben (<1 MPa), ahol a gumi nem tud kellően összenyomódni ahhoz, hogy légmentesen záródó felületet képezzen, ami mikroszivárgáshoz vezet.
2.4.2 Vulkanizálási hőmérséklet és kikeményedési idő
A vulkanizálási hőmérséklet és a kikeményedési idő szabályozza a gumi molekuláris láncok térhálósodását, közvetlenül befolyásolva a hálózati szerkezet stabilitását és a hosszú távú teljesítményt. Tipikus tartomány 140-160°C, 30-60 perc. A túl magas vagy túl alacsony hőmérséklet egyenetlen kikeményedéshez és gyorsított öregedéshez vezet. Cégünk általában többlépcsős vulkanizálást alkalmaz (előkeményítés 140°C-on, majd utókeményítés 150°C-on). 2.4.3 Nyomószilárdság
A kompressziós alakváltozás az a maradó alakváltozási arány, amelyet a gumi állandó feszültség alatt (általában 25%-50%-os összenyomódás, 70°C/22 óra hőmérsékleten tesztelve, ASTM D395 szabvány szerint) elszenved, és amelyből nem tud teljesen visszaalakulni. A kompressziós alakváltozás ideális értéke <20%. Ez az érték a szelep hosszú távú tömítésének „szűk keresztmetszete”; a hosszú távú nagy nyomás állandó résekhez vezet, amelyek szivárgási pontokat képeznek.
2.4.4 Szakítószilárdság
A. A szakítószilárdság (általában >10 MPa, ASTM D412) az a maximális feszültség, amelyet a gumi képes elviselni a szakítószilárdság kialakulása előtt, és kritikus fontosságú a szelepülék kopásállósága és szakadásállósága szempontjából. A gumitartalom és a koromtartalom határozza meg a szelepülék szakítószilárdságát.
Pillangószelepekben ellenáll a szeleptányér széle okozta nyírásnak és a folyadék ütődésének.
2.4.5 A pillangószelepek legnagyobb rejtett veszélye a szivárgás.
A mérnöki baleseteknél gyakran nem a szivárgás a legnagyobb probléma, hanem inkább a nyomaték növekedése.
Ami valójában rendszerhibához vezet, az a következő:
Hirtelen nyomatéknövekedés → csigahajtás sérülése → működtető kioldása → szelep beszorulása
Miért nő meg hirtelen a nyomaték?
- A szelepülés magas hőmérsékleten történő tágulása
- A gumi vízfelvétele és tágulása (különösen a gyenge minőségű EPDM esetében)
- A gumi maradó deformációja hosszú távú nyomás miatt
- A szelepszár és a szeleptányér közötti rés helytelen kialakítása
- A szelepülék nincs megfelelően betörve a csere után
Ezért a "nyomatékgörbe" nagyon fontos mutató.
2.4.6 A szeleptest megmunkálási pontossága nem elhanyagolható.
Sokan tévesen azt hiszik, hogy a lágy tömítésű pillangószelepek tömítése főként a gumin múlik, ezért a szeleptest megmunkálási pontossági követelményei nem magasak.
Ez teljesen téves.
A szelepház pontossága a következőket befolyásolja:
Szelepülési horony mélysége → tömítési kompressziós eltérés, ami könnyen okozhat eltérést nyitás és zárás közben.
A horony szélének elégtelen letörése → karcolások a szelepülék beszerelése során
A szeleptányér középtávolságának hibája → túlzott helyi érintkezés
2.4.7 A "teljesen gumi/PTFE bélésű pillangószelepek" magját a szeleptányér alkotja.
A teljesen gumi vagy PTFE bélésű szerkezet lényege nem az, hogy „nagyobb, korrózióálló felülettel rendelkezzen”, hanem az, hogy megakadályozza a közeg bejutását a szeleptest belsejében lévő mikrocsatornákba. Az olcsó pillangószelepek számos problémája nem a rossz gumiminőségnek tudható be, hanem inkább:
A szelepülés és a szeleptest találkozásánál lévő "ék alakú rés" nincs megfelelően megoldva.
Hosszú távú folyadékerózió → mikrorepedések → gumi hólyagosodása és kidudorodása
Az utolsó lépés a szelepülés lokalizált meghibásodása.
3. Miért használják világszerte a rugalmas pillangószelepeket?
Az alacsony költségeken kívül a három mélyebb ok a következő:
3.1. Rendkívül magas hibatűrés
A fém tömítésekkel összehasonlítva a gumi tömítések kiváló rugalmasságuknak köszönhetően nagy toleranciával rendelkeznek a beépítési eltérésekkel és a kisebb deformációkkal szemben.
Még a csőelőgyártási hibákat, a karimaeltéréseket és az egyenetlen csavarfeszültséget is elnyeli a gumi rugalmassága (természetesen ez korlátozott és nemkívánatos, és hosszú távon bizonyos károkat okoz a csővezetékben és a szelepben).
3.2. A legjobb alkalmazkodóképesség a rendszernyomás-ingadozásokhoz
A gumitömítések nem olyan „törékenyek”, mint a fémtömítések; automatikusan kompenzálják a tömítővonalat a nyomásingadozások során.
3.3. A legalacsonyabb teljes életciklusköltség
A kemény tömítésű pillangószelepek tartósabbak, de a költségük és a működtető költségeik magasabbak.
Összehasonlításképpen, a rugalmas pillangószelepek teljes beruházási és karbantartási költségei gazdaságosabbak.
4. Következtetés
Az értékeRugalmas pillangószelepeknem csak "lágy tömítés"
A lágytömítésű pillangószelepek egyszerűnek tűnhetnek, de az igazán kiváló termékeket mérnöki szintű, szigorú logika támasztja alá, beleértve:
Precíz kompressziós zóna kialakítás
Szabályozott gumi teljesítmény
A szeleptest és a szelepszár geometriai illesztése
Szelepülés összeszerelési folyamat
Nyomatékkezelés
Életciklus-tesztelés
Ezek a minőséget meghatározó kulcsfontosságú tényezők, nem az „anyag neve” és a „megjelenés szerkezete”.
MEGJEGYZÉS:* Az ADATOK erre a weboldalra vonatkoznak:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Közzététel ideje: 2025. dec. 9.