Лептир вентили се користе за покретање, заустављање или регулисање протока течности или гасова кроз цеви. Име су добили по диску налик крилима који се окреће унутар тела вентила, подсећајући на кретање лептира. Међу различитим типовима лептир вентила, високо ефикасни лептир вентили (HPBV) и концентрични лептир вентили су два најчешћа дизајна. Ово поређење ће разложити разлике између њих двоје из више димензија како би се разјасниле њихове улоге у индустријским и комуналним применама.
| Карактеристика | Концентрични лептир вентил | Високоперформансни лептир вентил |
| Дизајн | Централно стабло и диск | Офсетни вретено са металним седиштем |
| Механизам за заптивање | Меко еластомерно седиште | RPTFE седиште |
| Оцена притиска | До 250 PSI | До 600 PSI |
| Оцена температуре | До 180°C (356°F) | До 260°C (536°F) |
| Хабање и оштећење | Више због контакта са седиштем | Нижи због офсет дизајна |
| Погодност за примену | Флуиди ниског притиска | Флуиди средњег притиска, високе температуре |
| Цена | Доњи | Више |
1. Пројектовање и изградња
Основна разлика између концентричних лептир вентила и високоперформансних лептир вентила лежи у њиховом структурном дизајну, тачније у положају стабла вентила и диска вентила у односу на тело вентила и коришћеним материјалима.
1.1 Концентрични лептир вентили
Концентрични дизајн је познат као вентил са „нултим помаком“ или „еластичним седиштем“, поравнaвајући вретено вентила и диск вентила директно са центром тела вентила и отвора цеви. Ово централно поравнање нема одступања.
1.1.1 Померање диска
Диск се ротира за 90° око осе вретена вентила и помера се од потпуно отвореног (паралелно са цеви) до потпуно затвореног (нормално на цев) током целог свог опсега кретања.
1.1.2 Механизам за заптивање
Заптивање се постиже интерферентним спајањем између ивице диска вентила и еластичног гуменог седишта вентила (као што је EPDM, акрил или флуоро гума) које облаже унутрашњу површину тела вентила.
1.1.3 Материјали
Тело вентила је обично направљено од материјала високе чврстоће и отпорних на корозију као што су ливено гвожђе, нодуларно гвожђе или чак нерђајући челик за мање захтевне примене, јер гумено седиште вентила спречава контакт течности са телом вентила.
Диск може бити од нерђајућег челика, алуминијумске бронзе, обложеног нодуларног гвожђа или потпуно обложен металом, у зависности од корозивности флуида.
1.2 Високо ефикасни лептир вентили
Типично дизајн са двоструким помаком и два кључна помака:
Стабло се налази иза диска, а не кроз центар диска, и
Склоп диска и вретена је померен од средишње линије отвора цеви.
Неке напредне верзије укључују троструки офсет, али двоструки офсет је стандардан код модела високих перформанси.
1.2.1 Кретање диска
Због померања, диск се ротира попут брегасте осовине, смањујући контакт са седиштем.
1.2.2 Механизам за заптивање
Седиште је направљено од издржљивијих материјала, као што је ојачани тефлон, како би издржало веће притиске и температуре. За разлику од гуменог седишта у концентричном вентилу, заптивање је чвршће и мање зависи од деформације.
1.2.3 Материјали
Тело и диск су направљени од јаких метала, као што су нерђајући челик, угљенични челик или легуре, како би издржали тешке услове.
1.3 Резиме: Импликације на дизајн
Једноставност концентричног вентила чини га лаганим и компактним, што га чини идеалним за директну уградњу. Међутим, његово ослањање на деформабилно гумено седиште ограничава његову флексибилност.
Офсетни дизајн и јачи материјали високоперформансних вентила повећавају њихову издржљивост и прилагодљивост, али на рачун повећане сложености и тежине.
---
2. Перформансе
Перформансе су најпроменљивији аспект ових вентила и онај који корисници највише цене и о коме је стало. Конкретно, анализирају се у смислу притиска, температуре, ефекта заптивања и века трајања.
2.1 Концентрични лептир вентили
2.1.1 Називни притисак
Концентрични лептир вентили генерално могу да издрже притисак до PN16, али то варира у зависности од величине и материјала. Изнад овог притиска, гумено седиште може да се деформише или откаже.
2.1.2 Температурне вредности
Максимална температура је 180°C (356°F), ограничена термичким ограничењима гуменог или PTFE седишта. Високе температуре ће деградирати перформансе еластомера и погоршати заптивање.
2.1.3 Перформансе заптивања
Може да обезбеди поуздано затварање у системима ниског притиска, али континуирано трење између диска вентила и седишта вентила ће изазвати хабање, што ће смањити ефикасност.
2.1.4 Успоравање
Пошто су лептир вентили погоднији за потпуно отварање и затварање, ако се користе за регулацију протока, дуготрајно пригушивање ће убрзати хабање седишта вентила, чинећи га мање прецизним и издржљивим.
2.1.5 Издржљивост
Будући да су еластичнија, метална или ојачана седишта вентила су издржљивија од гумених. Офсетни дизајн додатно продужава век трајања ограничавањем трења.
2.2 Високо ефикасни лептир вентил
2.2.1 Називни притисак
Због своје робусне структуре и помераног дизајна који смањује оптерећење на седишту вентила, може да издржи притиске до PN16.
2.2.2 Температурна отпорност
Пошто седиште вентила користи RPTFE, може ефикасно да ради на температурама до 280°C (536°F).
2.2.3 Перформансе заптивања
Због прецизног постављања диска вентила са одступањем и издржљивог седишта вентила, цурење је готово нула и обично је близу херметичког затварања. Ово га чини идеалним за критичне примене.
2.2.4 Успоравање
Конструкција и материјали који се користе у високо ефикасним лептир вентилима омогућавају им прецизну контролу протока чак и при високим притисцима. Смањени контакт седишта минимизира хабање и одржава интегритет заптивача током више циклуса.
2.2.5 Издржљивост
Будући да су отпорнија, метална или ојачана седишта су издржљивија од гумених. Офсет дизајн додатно продужава век трајања ограничавањем трења.
2.3 Резиме: Најважнији резултати
Концентрични вентили су погодни за стабилне услове ниског притиска, али не успевају при средњем и високом притиску.
Високоперформансни вентили нуде врхунску поузданост и век трајања уз већу почетну цену.
---
3. Примене
Избор између лептир вентила средње линије и лептир вентила високих перформанси зависи од специфичних потреба система у који су инсталирани.
3.1 Концентрични лептир вентили
За системе ниског до средњег притиска/температурe где су трошкови и једноставност приоритети.
Уобичајене употребе:
- Вода и отпадне воде: Општински водоводни системи, системи за наводњавање и канализацију имају користи од своје економичности и изолације флуида.
- Прехрамбена и фармацеутска индустрија: Гумена седишта спречавају контаминацију осетљивих течности телом вентила.
- Снабдевање гасом: Гасоводи ниског притиска га користе за контролу укључивања/искључивања.
- Заштита од пожара: Спринклер системи користе предност брзог рада и поузданости при средњим притисцима.
- Пара ниског притиска: За пару до 250 PSI и 350°F.
3.2 Високо ефикасни лептир вентили
За ниске и средње притиске или критичне системе који захтевају прецизност и издржљивост.
Уобичајене употребе:
- Нафта и гас: Рукује јаким хемикалијама, петрохемикалијама и условима на мору са високим притиском и корозивним течностима.
- Производња електричне енергије: Управља паром високог притиска и расхладном водом у турбинама и котловима.
- Хемијска обрада: Отпоран на корозивне течности и одржава чврсто затварање у испарљивим срединама.
- HVAC: За велике системе који захтевају прецизну контролу протока.
- Бродоградња: Отпоран на морске услове и управљање флуидима под високим притиском.
3.3 Преклапање и разлике у примени
Иако оба вентила регулишу проток, концентрични вентили доминирају у економично осетљивим, мање захтевним окружењима, док су високо ефикасни вентили пожељнији за индустријске процесе где квар може имати озбиљне последице.
---
4. Оперативна разматрања
Поред дизајна и примене, улогу играју и практични фактори као што су инсталација, одржавање и интеграција система.
4.1 Инсталација
- Концентрично: Једноставнија инсталација због мање тежине и једноставније компатибилности са прирубницама.
- Високе перформансе: Прецизно поравнање је потребно због офсет дизајна, а његова тежина захтева јачу потпору.
4.2 Одржавање
- Концентрично: Одржавање се фокусира на замену гуменог седишта, што је релативно брз и јефтин метод поправке. Међутим, често хабање може повећати време застоја у системима са високим циклусом рада.
- Високе перформансе: Одржавање је ређе због издржљивог седишта, али су поправке (нпр. замена седишта) скупље и технички захтевније, обично захтевајући професионално особље за одржавање са специјализованим алатима.
4.3 Пад притиска
- Концентрично: Центрирани дискови стварају већу турбуленцију када су делимично отворени, смањујући ефикасност у применама пригушивања.
- Високе перформансе: Офсетни дискови побољшавају карактеристике протока, смањујући кавитацију и пад притиска, посебно при великим брзинама.
4.4 Активирање
Оба вентила се могу користити са ручним, пнеуматским или електричним актуаторима, али високоперформансни вентили се често упарују са напредним контролама за прецизну аутоматизацију у индустријским условима.
---
5. Анализа трошкова и животног циклуса
5.1 Почетни трошкови
Концентрични вентили су знатно јефтинији јер се релативно једноставно граде и користе мање материјала. То није случај са високо ефикасним лептир вентилима.
5.2 Трошкови животног циклуса
Високоперформансни вентили су генерално економичнији током времена јер се ређе одржавају и замењују. У критичним системима, њихова поузданост такође може смањити трошкове застоја.
---
6. Закључак: Резиме предности и недостатака
6.1 Концентрични лептир вентил
6.1.1 Предности:
- Исплативост: Нижи трошкови производње и материјала дају му буџетску предност.
- Једноставан дизајн: Лако се инсталира, користи и одржава, са мање покретних делова.
- Изолација флуида: Гумена седишта штите тело вентила, омогућавајући употребу јефтинијих материјала и одржавање чистоће флуида.
- Лагана: Идеална за примене где је тежина битна.
6.1.2 Недостаци:
- Ограничен опсег: Горње границе су 250 PSI и 356°F, што ограничава његову употребу на тешке услове.
- Склоно хабању: Константно трење седишта може довести до погоршања перформанси, што захтева чешће одржавање.
- Лоше перформансе пригушивања под високим притиском: Губи прецизност и заптивање под притиском.
6.2 Високо ефикасни лептир вентили
6.2.1 Предности:
- Висок капацитет: Може да поднесе средње до високе притиске (до 600 PSI) и температуре (до 536°F).
- Дуг век трајања: Смањено хабање седишта и издржљиви материјали продужавају век трајања.
- Прецизност: Одлично гашење и искључивање чак и у захтевним условима.
- Свестраност: Погодно за широк спектар течности и окружења.
6.2.2 Недостаци:
- Виши трошкови: Скупи материјали и сложен дизајн повећавају почетна улагања.
- Сложеност: Инсталација и поправка захтевају више стручности.
- Тежина: Тежа конструкција може да искомпликује накнадну уградњу неких система.
Концентрични лептир вентили и високо ефикасни лептир вентили служе преклапајућим, али различитим областима у контроли флуида. Дизајн гуменог седишта без померања чини концентрични вентил практичним и приступачним избором за умерене примене као што су водоснабдевање, прерада хране или противпожарна заштита. Ако су перформансе и отпорност неоспорне, онда је високо ефикасни лептир вентил одговор. За закопане примене (као што су подземни цевоводи), могу се користити обе методе, али мања тежина и нижа цена концентричног вентила обично преовлађују, осим ако екстремни услови не захтевају другачије.