Odolné motýľové ventilySú najpoužívanejším typom motýľových ventilov v priemyselných potrubiach. Ako tesniaci povrch používajú elastické materiály, ako je guma, pričom sa na dosiahnutie tesniaceho výkonu spoliehajú na „pružnosť materiálu“ a „štrukturálne stlačenie“.
Tento článok nielen predstavuje štruktúru, použitie a materiály, ale ich aj analyzuje od všeobecných poznatkov až po hĺbkovú logiku.
1. Základné znalosti o odolných klapkových ventiloch (stručný popis)
1.1 Základná štruktúra
Teleso ventilu:Zvyčajne typu doštičky, typu s výstupkami alebo prírubového typu.
Ventilový kotúč:Kruhová kovová doska, ktorá pri zatvorení stláča gumené sedlo a vytvára tak tesnenie.
Sedlo ventilu:Vyrobené z elastických materiálov ako NBR/EPDM/PTFE/s gumovou podšívkou, ktoré pracujú v spojení s ventilovým kotúčom.
Driek ventilu:Väčšinou sa používa jednohriadeľová alebo dvojhriadeľová konštrukcia.
Pohon:Rukoväť, závitovkový prevod, elektrický, pneumatický atď.
1.2 Spoločné vlastnosti
Úroveň utesnenia zvyčajne dosahuje nulový únik.
Nízke náklady a široké spektrum aplikácií.
Používa sa najmä v nízkotlakových až strednotlakových systémoch, ako sú vodovodné systémy, klimatizácie, HVAC a ľahký chemický priemysel.
2. Mylné predstavy o pružných motýľových ventiloch
2.1 Podstatou tesnenia je pružnosť gumy
Mnoho ľudí si myslí: „Pružné sedadlá sa spoliehajú na pružnosť gumy pri utesnení.“
Skutočná podstata tesnenia je:
Teleso ventilu + vzdialenosť osi drieku ventilu + hrúbka kotúča ventilu + spôsob zapustenia sedla ventilu
Spoločne vytvárajú „zónu kontrolovanej kompresie“.
Jednoducho povedané:
Guma nemôže byť príliš voľná ani príliš tesná; spolieha sa na „zónu tesniacej kompresie“ riadenú presnosťou obrábania.
Prečo je to kľúčové?
Nedostatočná kompresia: Ventil pri zatvorení netesní.
Nadmerná kompresia: Extrémne vysoký krútiaci moment, predčasné starnutie gumy.
2.2 Je zjednodušený tvar disku energeticky účinnejší?
Bežný pohľad: Zjednodušené ventilové disky môžu znížiť tlakovú stratu.
Podľa teórie „mechaniky tekutín“ to platí, ale nie je to úplne použiteľné pre skutočné použitie pružných motýľových ventilov.
Dôvod:
Hlavným zdrojom tlakovej straty v motýľových ventiloch nie je tvar ventilového kotúča, ale „efekt mikrokanálového tunela“ spôsobený sťahovaním gumy sedla ventilu. Príliš tenký ventilový kotúč nemusí poskytovať dostatočný kontaktný tlak, čo môže viesť k prerušovaným tesniacim vedeniam a únikom.
Zjednodušený ventilový kotúč môže spôsobiť ostré body namáhania gumy, čím sa skracuje jej životnosť.
Preto konštrukcia klapkových ventilov s mäkkým sedlom uprednostňuje „stabilitu tesniaceho potrubia“ pred zefektívnením.
2.3 Mäkko sedlové motýľové klapky majú iba stredovú štruktúru
Na internete sa často hovorí, že excentrické motýľové ventily by mali používať tvrdé kovové tesnenia.
Reálne inžinierske skúsenosti však ukazujú, že:
Dvojitá excentricita výrazne predlžuje životnosť pružných klapkových ventilov.
Dôvod:
Dvojitá excentricita: Kotúč ventilu sa dotýka gumy iba počas posledných 2-3° zatvorenia, čím sa výrazne znižuje trenie.
Nižší krútiaci moment, čo vedie k ekonomickejšiemu výberu pohonu.
2.4 Hlavným faktorom pri výbere gumového sedla je „názov materiálu“*
Väčšina používateľov sa zameriava iba na:
EPDM
NBR
Viton (FKM)
Ale čo skutočne ovplyvňuje životnosť, je:
2.4.1 Tvrdosť podľa Shorea:
Napríklad tvrdosť EPDM podľa Shore A nie je prípadom „čím mäkšie, tým lepšie“. Zvyčajne je optimálny bod rovnováhy 65 – 75, pri ktorom sa dosahuje nulový únik pri nízkom tlaku (PN10 – 16).
Príliš mäkká: Nízky krútiaci moment, ale ľahko sa trhá. Pri vysokých tlakových špičkách (> 2 MPa) alebo turbulentnom prostredí je mäkká guma nadmerne stlačená, čo spôsobuje deformáciu extrúziou. Okrem toho vysoké teploty (> 80 °C) gumu ďalej zmäkčujú.
Príliš tvrdé: Ťažko sa utesňuje, najmä v nízkotlakových systémoch (<1 MPa), kde gumu nemožno dostatočne stlačiť na vytvorenie vzduchotesného rozhrania, čo vedie k mikroúnikom.
2.4.2 Teplota vulkanizácie a čas vytvrdzovania
Teplota vulkanizácie a čas vytvrdzovania riadia zosieťovanie molekulárnych reťazcov kaučuku, čo priamo ovplyvňuje stabilitu sieťovej štruktúry a dlhodobý výkon. Typický rozsah je 140 – 160 °C, 30 – 60 minút. Príliš vysoké alebo príliš nízke teploty vedú k nerovnomernému vytvrdzovaniu a urýchlenému starnutiu. Naša spoločnosť vo všeobecnosti používa viacstupňovú vulkanizáciu (predvulkanizácia pri 140 °C, po ktorej nasleduje dodatočné vytvrdzovanie pri 150 °C). 2.4.3 Deformácia v tlaku
Deformácia v tlaku sa vzťahuje na podiel trvalej deformácie, ktorej guma prechádza pri konštantnom namáhaní (zvyčajne 25 % – 50 % kompresia, testované pri 70 °C/22 h, ASTM D395) a nedokáže sa úplne zotaviť. Ideálna hodnota pre deformáciu v tlaku je < 20 %. Táto hodnota predstavuje „úzke miesto“ pre dlhodobé utesnenie ventilu; dlhodobo vysoký tlak vedie k trvalým medzerám, ktoré vytvárajú miesta úniku.
2.4.4 Pevnosť v ťahu
A. Pevnosť v ťahu (zvyčajne > 10 MPa, ASTM D412) je maximálne namáhanie, ktoré guma znesie pred ťahovým lomom, a je rozhodujúca pre odolnosť sedla ventilu proti opotrebovaniu a roztrhnutiu. Obsah gumy a pomer čierneho uhlíka určujú pevnosť v ťahu sedla ventilu.
V motýľových ventiloch odoláva strihu spôsobenému okrajom ventilového kotúča a nárazom kvapaliny.
2.4.5 Najväčším skrytým nebezpečenstvom motýľových klapiek je únik.
Pri technických nehodách často nie je najväčším problémom únik, ale skôr zvýšenie krútiaceho momentu.
Čo skutočne vedie k zlyhaniu systému, je:
Náhly nárast krútiaceho momentu → poškodenie závitovkového prevodu → vypnutie pohonu → zaseknutie ventilu
Prečo sa krútiaci moment náhle zvýši?
- Rozťažnosť sedla ventilu pri vysokých teplotách
- Absorpcia vody a rozťažnosť gumy (najmä nekvalitného EPDM)
- Trvalá deformácia gumy v dôsledku dlhodobého stlačenia
- Nesprávna konštrukcia medzery medzi driekom ventilu a kotúčom ventilu
- Sedlo ventilu nie je po výmene správne zabehnuté
Preto je „krivka krútiaceho momentu“ veľmi dôležitým ukazovateľom.
2.4.6 Presnosť obrábania telesa ventilu nie je bezvýznamná.
Mnoho ľudí sa mylne domnieva, že tesnenie mäkko sedlových motýľových ventilov sa spolieha hlavne na gumu, takže požiadavky na presnosť obrábania telesa ventilu nie sú vysoké.
Toto je úplne nesprávne.
Presnosť telesa ventilu ovplyvňuje:
Hĺbka drážky sedla ventilu → odchýlka tesniaceho stlačenia, ktorá ľahko spôsobuje nesprávne zarovnanie počas otvárania a zatvárania.
Nedostatočné skosenie okraja drážky → poškriabanie počas montáže sedla ventilu
Chyba v stredovej vzdialenosti ventilového disku → lokalizovaný nadmerný kontakt
2.4.7 Jadrom „motýlikových ventilov s plnou gumovou/PTFE výstelkou“ je ventilový disk.
Jadrom plne gumovej alebo PTFE výstelky nie je „mať väčšiu plochu, ktorá sa javí ako odolná voči korózii“, ale zabrániť vniknutiu média do mikrokanálikov vo vnútri tela ventilu. Mnohé problémy s lacnými motýlikovými ventilmi nie sú spôsobené nízkou kvalitou gumy, ale skôr:
„Klinovitá medzera“ na spoji sedla ventilu a telesa nie je správne riešená.
Dlhodobá erózia tekutinami → mikrotrhliny → pľuzgiere a vydutie gumy
Posledným krokom je lokalizované zlyhanie sedla ventilu.
3. Prečo sa pružné motýľové ventily používajú na celom svete?
Okrem nízkych nákladov sú tri hlbšie dôvody:
3.1. Extrémne vysoká odolnosť voči chybám
V porovnaní s kovovými tesneniami majú gumové tesnenia vďaka svojej vynikajúcej elasticite vysokú toleranciu voči montážnym odchýlkam a miernym deformáciám.
Dokonca aj chyby pri prefabrikácii potrubí, odchýlky prírub a nerovnomerné namáhanie skrutiek sú absorbované elasticitou gumy (samozrejme, toto je obmedzené a nežiaduce a z dlhodobého hľadiska spôsobí určité poškodenie potrubia a ventilu).
3.2. Najlepšia prispôsobivosť kolísaniu tlaku v systéme
Gumové tesnenia nie sú také „krehké“ ako kovové tesnenia; automaticky kompenzujú tesniacu čiaru počas kolísania tlaku.
3.3. Najnižšie celkové náklady na životný cyklus
Tvrdo utesnené motýľové ventily sú odolnejšie, ale ich náklady a náklady na pohon sú vyššie.
V porovnaní s tým sú celkové investičné a údržbárske náklady na pružné motýľové klapky ekonomickejšie.
4. Záver
HodnotaOdolné motýľové ventilynie je to len „mäkké tesnenie“
Mäkko utesnené motýľové ventily sa môžu zdať jednoduché, ale skutočne vynikajúce produkty sú podporené prísnou logikou inžinierskej úrovne, vrátane:
Presný dizajn kompresnej zóny
Kontrolovaný výkon gumy
Geometrické zladenie telesa ventilu a drieku
Proces montáže sedla ventilu
Riadenie krútiaceho momentu
Testovanie životného cyklu
Toto sú kľúčové faktory určujúce kvalitu, nie „názov materiálu“ a „vzhľad a štruktúra“.
POZNÁMKA:* ÚDAJE sa vzťahujú na túto webovú stránku:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Čas uverejnenia: 9. decembra 2025