O supapă fluture este simplitatea în mișcare: un disc circular plat, găurit prin diametrul său, este rotit cu 90 de grade în interiorul unui scaun în formă de inel-pentru a deschide, accelera sau închide un pasaj de fluid. Discul rămâne tot timpul pe calea curgerii, astfel încât caracterul supapei este definit de modul în care acel profil subțire interacționează cu presiunea, viteza și frecarea etanșării.
Principiul de bază
Când arborele este paralel cu axa conductei, discul își prezintă marginea curgerii, generând aproape nicio pierdere de sarcină; în poziția complet închis discul se cuibărește pe un elastomer sau un scaun metalic, formând o etanșare etanșă. Mișcarea cu un sfert de -turnă înseamnă că un actuator pneumatic sau electric poate rula supapa în mai puțin de o secundă, ceea ce o face ideală pentru oprirea de urgență-sau dotarea automată.
Comportamentul cuplului
Deoarece discul este simetric, cuplul este cel mai mic în apropierea celor două extreme (0 grade și 90 de grade) și atinge vârfuri în jurul valorii de 70 de grade acolo unde presiunea diferențială pe disc este cea mai mare. Design-urile moderne decalează axa arborelui cu câțiva milimetri (cunoscută sub numele de „excentric” sau „performanță-înaltă”), astfel încât came discului-liberă scaunul în timpul primelor 10 grade de deschidere, reducând cuplul de rupere-cu 30 % și prelungind durata de viață a scaunului.
Tehnologii de etanșare
1. Scaun elastic: o căptușeală din nitril sau EPDM este lipită de corp; presiunea liniei forțează discul să intre în cauciuc, obținând bule-închidere etanșă-la 16 bar și -20 grade până la 120 grade .
2. Scaun metalic: stratul inoxidabil sau Stellit este utilizat pentru medii abrazive la temperaturi ridicate (600 de grade); rata de scurgere este Clasa IV (0,01 % din Cv), suficientă pentru izolarea aburului.
3. Deplasare dublă: liniile centrale-axului și scaunului sunt ambele deplasate, creând o acțiune conică a camei; compensarea triplă adaugă o față înclinată a scaunului, realizând etanșarea metal-la-metal de clasă VI în serviciul criogenic GNL.
Caracteristicile debitului
La deschiderea la 30 de grade, discul creează deja 60 % din scăderea maximă de presiune, oferind supapelor fluture o deschidere rapidă-, curbă Cv aproape-liniară între 40 de grade și 70 de grade -excelentă pentru reglarea apei de răcire sau evacuarea gazelor. Dinamica fluidelor computaționale arată că o margine subțire a discului de 2 mm reduce începutul cavitației cu 25 % în comparație cu un profil tocit de 5 mm, o modificare care economisește energia pompei în instalațiile de desalinizare.
Dimensiunile tipice variază de la DN 25 mm (1 in.) în patinele de dozare chimică până la DN 3000 mm (120 in.) pe conductele hidro-, unde o singură supapă poate cântări 30 t, dar totuși poate fi acționată de un actuator pneumatic de 10 bari datorită cuplului scăzut la pasul maxim.
Aplicații
• Apă și apă uzată: supapele elastice-cu scaune gestionează rețele de distribuție de 16 bar și sunt certificate conform NSF 61 pentru apă potabilă.
• HVAC: corpurile în stil-lug permit serviciul-funcțional pentru izolarea apei-recidate, în timp ce versiunile canelate-termină accelerează instalarea în colțuri-înalte.
• Petrol și gaze: supapele fluture cu dublu-decalaj, din oțel carbon, cu inserții de grafit sigure-la foc, îndeplinesc API 607 și sunt preferate pentru izolarea rezervoarelor-ferme până la clasa 600.
• Produse alimentare și farmaceutice: discul lustruit de 316 L și scaunul din PTFE asigură curățenie CIP/SIP și suprafețe fără fisuri-care respectă FDA 21 CFR 177.
Avantajele față de robinetele cu bilă sau cu bilă sunt greutatea mai mică (aproximativ 15 % dintr-o supapă cu bilă), acționarea unui sfert de tură, față--compactă (ISO 5752 Seria 20) și costul-de obicei cu 50% mai mic decât o supapă cu bilă echivalentă în DN 200 mm. Limitările includ discul rezidual în debit (cădere de presiune ~0,3 bar la 3 ms⁻¹) și adecvarea limitată pentru nămolurile care se pot împacheta în bucșele tijei; cu toate acestea, căptușelile înlocuibile și garniturile raclete extind acum serviciul la sarcinile de șlam ușor.
Pe scurt, supapa fluture combină simplitatea mecanică cu o capacitate mare de debit, acționare rapidă și etanșare adaptabilă, făcându-l alegerea implicită pentru aplicații de pornire/oprire sau de limitare, de la irigarea gospodăriei până la sistemele de răcire de 30 MW.
