Dvojitý ofsetový škrtiaci ventil: Sprievodca dizajnom, materiálmi a výberom

Ako funguje dizajn s dvojitým odsadením

Štandardný koncentrický škrtiaci ventil udržuje jeho hriadeľ v priamom smere cez stred kotúča. Každý stupeň otáčania ťahá kotúč cez sedlo a vytvára nepretržité trenie od okamihu, keď sa ventil začne otvárať, až po úplné zatvorenie. Počas tisícok cyklov toto trenie degraduje sedlo, zvyšuje prevádzkový krútiaci moment a skracuje životnosť ventilu.

Dizajn s dvojitým odsadením – nazývaný aj dvojitý excentrický dizajn – to rieši dvoma zámernými geometrickými posunmi. Prvý posun posúva os hriadeľa za tesniacu rovinu kotúča, takže kotúč sa zdvihne od sedla na samom začiatku otvárania. Druhý posun umiestňuje hriadeľ smerom od stredovej čiary potrubia, čím udeľuje kotúču pri otáčaní vačkový rotačný účinok.

Kombinovaný efekt je jednoduchý: ku kontaktu medzi kotúčom a sedlom dochádza len počas posledných 10° zatvorenia a prvých 10° otvorenia. Počas zostávajúcich 80° pojazdu sa kotúč voľne pohybuje bez toho, aby sa vôbec dotýkal sedadla. Opotrebenie sedla sa dramaticky zníži, prevádzkový krútiaci moment sa zníži a ventil zvládne podstatne viac cyklov, kým si nevyžiada údržbu, než koncentrická alternatíva.

Kľúčové komponenty a štýly karosérie

Každý dvojitý presadený škrtiaci ventil má rovnakú architektúru jadra: telo ventilu, otočný kotúč, driek spájajúci kotúč s pohonom, tesnenie sedla a horné a spodné ložiská, ktoré podopierajú driek pri zaťažení. Čo sa líši – a čo je najdôležitejšie pre inštaláciu – je štýl karosérie.

Na spôsob oblátky ventily sú najkompaktnejšou a cenovo najefektívnejšou možnosťou. Teleso ventilu nemá žiadne integrované príruby; Spolieha sa na príruby potrubia na oboch stranách, aby ho držali na mieste pomocou dlhých skrutiek, ktoré úplne prechádzajú cez zostavu. Oblátkové ventily nie je možné použiť na miestach slepého konca alebo na konci potrubia, pretože odstránením jednej príruby potrubia zostane disk nepodporovaný. Viac o kompromisoch medzi štýlmi karosérie nájdete v našom sprievodcovi porovnané štýly upevnenia doštičky a lugged .

Lug-štýl ventily majú závitové vložky zaliate do tela ventilu, ktoré zodpovedajú vzoru skrutiek príruby potrubia. Každá príruba je priskrutkovaná priamo do výstupkov nezávisle, čo znamená, že jedna strana potrubia môže byť odpojená, zatiaľ čo ventil zostáva pod tlakom na druhej strane. Tento typ karosérie je nevyhnutný všade tam, kde je konštrukčnou požiadavkou servis na slepej uličky alebo odstránenie nadväzujúceho zariadenia.

Dvojprúdové ventily nesú integrované príruby na oboch stranách telesa. Sú ťažšie a drahšie ako doštičky alebo oká, ale sú štandardnou voľbou pre potrubia s veľkým priemerom – zvyčajne DN400 a vyššie – kde zaťaženie potrubia, tlakové sily a požiadavky na dlhodobú tuhosť robia pridanú hmotu užitočnou.

Materiály, možnosti sedadla a hodnoty tlaku

Dvojité posunuté klapky pokrývajú širší rozsah materiálu a tlaku ako ich sústredné náprotivky. Materiály karosérie zvyčajne zahŕňajú uhlíkovú oceľ (WCB), tvárnu liatinu a nehrdzavejúcu oceľ ako CF8 a CF8M, pričom legovaná oceľ a zliatiny na báze niklu sú dostupné pre korozívne alebo vysokoteplotné prevádzky. Stonka je bežne vyrábaná z nehrdzavejúcej ocele 17-4 PH alebo Inconel, ktorá poskytuje pevnosť v ťahu potrebnú na odolanie krútiacim zaťaženiam generovaným vo vysokotlakových aplikáciách.

Výber sedadiel je miestom, kde dizajn s dvojitým odsadením ponúka najväčšiu všestrannosť. Tri kategórie pokrývajú väčšinu aplikácií:

• Elastomérové mäkké sedadlá (EPDM, NBR, Viton) poskytujú bublinotesné uzatvorenie pri okolitých a miernych teplotách. EPDM je štandardná voľba pre vodné a neropné služby; Viton si poradí s uhľovodíkovým a agresívnym chemickým prostredím.
• PTFE a zosilnené PTFE sedadlá ďalej rozširuje chemickú kompatibilitu a podporuje prevádzkové teploty až do približne 200 °C, vďaka čomu sú bežné vo farmaceutických, potravinárskych a chemických potrubiach.
• Kovové sedadlá - typicky 316 nehrdzavejúca alebo stelitová - sú vybrané pre parné použitie, plyn s vysokou teplotou a ohňovzdorné aplikácie. Dvojité presadené ventily s kovovým sedlom spĺňajú požiadavky API 607 ​​na požiarnu bezpečnosť a poskytujú sekundárne tesnenie kov na kov v prípade narušenia mäkkého sedla.

Pokrytie tlakovej triedy sa pohybuje od ANSI triedy 150 do triedy 600, čo zodpovedá pracovnému tlaku za studena od približne 20 barov do 100 barov v závislosti od materiálu tela a teploty. Rozhodujúcim konštrukčným a rozmerovým štandardom pre škrtiace klapky s dvojitým presadením je API 609, špecifikácia Amerického ropného inštitútu pokrývajúca dizajn škrtiaceho ventilu, osobné rozmery a menovité hodnoty tlaku a teploty . Ventily vyhovujúce API 609 kategórii B nesú ofsetový disk a excentrickú geometriu sedla, ktorá definuje triedu dvojitého ofsetu. V prípade projektov vodnej infraštruktúry príslušné normy zahŕňajú aj AWWA C504. Pozrite si nášho podrobného sprievodcu Normy a pokyny k dimenzovaniu klapiek AWWA pre aplikácie vodného systému.

Dvojitý posun vs. sústredný vs. trojitý posun: priame porovnanie

Tri geometrie škrtiacich klapiek slúžia na odlišné výkonové pásma. Pochopenie toho, kde každá z nich prestáva byť správnou odpoveďou, zjednodušuje špecifikáciu.

Praktický príklad: keď koncentrický ventil nedokáže splniť požiadavky na tlak alebo teplotu a trojitý ofsetový ventil by bol prehnane navrhnutý a prekročený pre prevádzkové podmienky, správna odpoveď je dvojitý offset. Zaberá široký stred, v ktorom skutočne funguje väčšina priemyselných potrubí.

Kde sa používajú škrtiace klapky s dvojitým posunutím

Vďaka kombinácii schopnosti stredného až vysokého tlaku, všestranných možností sedla a nižšieho prevádzkového krútiaceho momentu sa ventil stal štandardnou špecifikáciou v niekoľkých odvetviach.

Úprava a rozvod vody je najväčším samostatným aplikačným segmentom. Dvojité ofsetové ventily zvládajú chlórovanú vodu, prívod surovej vody a prúdy odpadovej vody vo veľkostiach od DN100 do DN1200. Ich odolnosť voči degradácii sedla pri častom cyklovaní ich robí vhodnými na vypúšťanie čerpadiel a izolačné úlohy v čistiarňach. Changshui Technology Group škrtiace ventily z tvárnej liatiny navrhnuté pre vodné a priemyselné služby oslovuje presne tento segment a kombinuje odolnosť telies z tvárnej liatiny s elastomérnym uložením optimalizovaným pre vodnú infraštruktúru.

Chemické a petrochemické spracovanie sa spolieha na dvojité ofsetové ventily, kde je kvapalina korozívna, horľavá alebo pracuje pri zvýšenej teplote. Telá z nehrdzavejúcej ocele s PTFE sedlami alebo ohňovzdornými kovovými sedlami zvládajú prúdy kyselín, rozpúšťadiel a uhľovodíkov, ktoré by zničili elastomérové ​​sedlo štandardného koncentrického ventilu v priebehu niekoľkých mesiacov.

HVAC a služby budov použite dvojité ofsetové ventily v okruhoch chladenej vody, vykurovacej vody a kondenzátora vody pre veľké komerčné a priemyselné zariadenia. Ich nižší krútiaci moment v porovnaní s koncentrickými ventilmi znižuje požiadavky na veľkosť pohonu, čo sa priamo premieta do úspory nákladov na inštaláciu na veľkých projektoch.

Výroba a preprava ropy a plynu potrubia špecifikujú dvojité ofsetové ventily pre systémy na zachytávanie plynu, manipuláciu s vyrobenou vodou a distribúciu palivového plynu. Hodnoty tlaku ANSI Class 300 a Class 600 v kombinácii s možnosťami protipožiarnych sedadiel zodpovedajú servisným požiadavkám typickým pre zariadenia pred a stredným prúdom.

Výroba energie zariadenia – tepelné aj obnoviteľné – používajú škrtiace klapky s dvojitým posunom v systémoch chladiacej vody, regenerácii kondenzátu a pomocných parných okruhoch, kde je nákladová efektívnosť v porovnaní s trojitým posunom odôvodnená miernymi prevádzkovými podmienkami.

Kompatibilita a prevádzka pohonu

Jednou z praktických výhod konštrukcie s dvojitým presadením je jej nižší krútiaci moment pri odtrhávaní a chode v porovnaní s koncentrickými ventilmi rovnakej veľkosti a tlaku. Menší krútiaci moment sa priamo premieta do menších – a lacnejších – pohonov.

Ručné pákové ovládače sú praktické pre ventily do približne DN150 v prevádzke s miernym tlakom, kde je prevádzka zriedkavá. Požiadavka na krútiaci moment nad touto veľkosťou spôsobuje, že ovládanie páky je pre väčšinu operátorov nepraktické.

Operátori závitovkového prevodu rozšíriť manuálne ovládanie na ventily s veľkým priemerom. Typická závitovková prevodovka znižuje požiadavku na vstupný krútiaci moment na úroveň zvládnuteľnú jednou osobou, čím sa stáva štandardom pre veľkosti ventilov medzi DN200 a DN600 v procesných závodoch a vodárenskej infraštruktúre.

Pneumatické pohony — Konštrukcie s ozubeným kolesom a pastorkom alebo s kolíkovým strmeňom — sa vyberajú tam, kde sa vyžaduje rýchle ovládanie, diaľkové ovládanie alebo polohovanie zabezpečené proti poruche. Nižší profil krútiaceho momentu ventilov s dvojitým posunom znamená, že pohon môže byť dimenzovaný skôr na krútiaci moment než na moment odtrhnutia, čím sa znižujú požiadavky na vŕtanie valca v porovnaní s alternatívami koncentrických ventilov. Varianty s vratnou pružinou s ochranou proti poruche sú štandardom v systémoch s bezpečnostnými prístrojmi.

Elektrické pohony oblekové aplikácie, kde nie je k dispozícii prístrojový vzduch alebo kde je prioritou presné polohovanie a spätná väzba polohy. Moderné viacotáčkové a otočné elektrické servopohony sú priamo prepojené s normou najvyššej príruby ISO 5211, ktorej vyhovujú všetky škrtiace klapky s dvojitým posunutím, čím je zabezpečená zameniteľnosť medzi značkami servopohonov.

Kontrolný zoznam výberu: Šesť otázok predtým, ako špecifikujete

Oprava nesprávneho typu škrtiacej klapky po inštalácii je nákladná. Prebehnutie týchto šiestich otázok pred dokončením výberu eliminuje najčastejšie chyby nesprávneho použitia.

1. Aký je maximálny prevádzkový tlak a teplota? Ak niektorá z nich prekračuje limity ANSI triedy 150 pre servis mäkkých sedadiel, potvrďte, či sa vyžaduje telo triedy 300 alebo 600. Pri teplotách nad 200 °C špecifikujte kovové sedadlo.
2. S akou kvapalinou sa manipuluje? Prispôsobte materiál sedadla chémii tekutín. Na vodný a parný kondenzát použite EPDM; Viton pre uhľovodíky a palivá; PTFE pre kyseliny, rozpúšťadlá a potravinárske médiá; kovové sedadlá pre požiadavky parnej alebo požiarnej bezpečnosti.
3. Vyžaduje sa slepá alebo koncová služba? Ak áno, uveďte iba telo v tvare očka. Oblátkové ventily nemôžu bezpečne podporovať tlak v potrubí bez nasadených oboch prírub.
4. Aký štandard príruby používa potrubný systém? Pred objednávkou si overte vzor skrutiek ANSI B16.5 alebo DIN EN 1092, najmä pre ventily v tvare očiek, ktorých závitové oká sú špecifické pre štandard.
5. Ako často bude ventil cyklovať? Aplikácie s vysokým cyklom – viac ako niekoľko stoviek operácií ročne – ťažia z kovových sedadiel alebo sedadiel potiahnutých PTFE, ktoré pri opakovanej prevádzke prekonajú štandardné elastomérne sedadlá.
6. Aké rozhranie ovládača je potrebné? Potvrďte veľkosť montážnej podložky ISO 5211 a požadovaný výstupný krútiaci moment voči skutočnému vypínaciemu momentu ventilu pri maximálnom diferenciálnom tlaku, nie hodnotám nominálneho krútiaceho momentu.

Changshui Technology Group konštruuje dvojité presadené škrtiace ventily pre telesá z tvárnej liatiny, uhlíkovej ocele a nehrdzavejúcej ocele s materiálmi sedla prispôsobenými požiadavkám vodných, chemických, priemyselných a energetických aplikácií. Preskúmajte naše náš kompletný sortiment škrtiacich klapiek a riešení priemyselných ventilov nájsť konfiguráciu vhodnú pre vaše systémové požiadavky.