Elastiske butterflyventilerer den mest brukte typen butterflyventil i industrielle rørledninger. De bruker elastiske materialer som gummi som tetningsflate, og er avhengige av "materialmotstand" og "strukturell kompresjon" for å oppnå tetningsytelse.
Denne artikkelen introduserer ikke bare strukturen, bruksområdene og materialene, men analyserer dem også fra generell kunnskap til dyptgående logikk.
1. Grunnleggende forståelse av elastiske butterflyventiler (kort beskrivelse)
1.1 Grunnleggende struktur
Ventilhus:Vanligvis wafer-type, lug-type eller flenstype.
Ventilskive:En sirkulær metallplate som komprimerer gummisetet når det er lukket for å lage en tetning.
Ventilsete:Laget av elastiske materialer som NBR/EPDM/PTFE/gummifôret, som fungerer sammen med ventilskiven.
Ventilstamme:Bruker hovedsakelig en design med én eller to akseler.
Aktuator:Håndtak, snekkegir, elektrisk, pneumatisk, etc.
1.2 Vanlige funksjoner
Tetningsnivået oppnår vanligvis null lekkasje.
Lav kostnad og bredt bruksområde.
Brukes mest i lav- til middelstrykkssystemer som vann, klimaanlegg, HVAC og lett kjemisk industri.
2. Misoppfatninger om elastiske butterflyventiler
2.1 Essensen av forsegling er gummiens elastisitet
Mange tror: «Elastiske seter er avhengige av gummi for å forsegle.»
Den sanne essensen av forsegling er:
Ventilhus + senteravstand til ventilstamme + tykkelse på ventilskiven + innstøpningsmetode for ventilsetet
Sammen skaper de en «kontrollert kompresjonssone».
Enkelt sagt:
Gummien kan ikke være for løs eller for stram; den er avhengig av en "tettingskompresjonssone" som styres av maskineringspresisjon.
Hvorfor er dette avgjørende?
Utilstrekkelig kompresjon: Ventilen lekker når den er lukket.
Overdreven kompresjon: Ekstremt høyt dreiemoment, for tidlig aldring av gummien.
2.2 Er en mer strømlinjeformet skiveform mer energieffektiv?
Vanlig syn: Strømlinjeformede ventilskiver kan redusere trykktap.
Dette stemmer i henhold til teorien om «fluidmekanikk», men det er ikke helt anvendelig på den faktiske bruken av elastiske butterflyventiler.
Grunn:
Hovedkilden til trykktap i butterflyventiler er ikke formen på ventilskiven, men "mikrokanaltunneleffekten" forårsaket av sammentrekning av ventilsetets gummi. En for tynn ventilskive kan føre til at den ikke gir tilstrekkelig kontakttrykk, noe som potensielt kan føre til diskontinuerlige tetningslinjer og lekkasje.
En strømlinjeformet ventilskive kan forårsake skarpe belastningspunkter på gummien, noe som reduserer levetiden.
Derfor prioriterer utformingen av myktetende butterflyventiler "tetningslinjestabilitet" fremfor strømlinjeforming.
2.3 Myktetende butterflyventiler har kun en senterlinjestruktur
Det sies ofte på nettet at eksentriske butterflyventiler bør bruke harde metallpakninger.
Imidlertid viser praktisk ingeniørerfaring at:
Dobbel eksentrisitet forbedrer levetiden til elastiske butterflyventiler betydelig.
Grunn:
Dobbel eksentrisitet: Ventilskiven er bare i kontakt med gummien de siste 2–3° av lukkingen, noe som reduserer friksjonen betydelig.
Lavere dreiemoment, noe som fører til mer økonomisk valg av aktuator.
2.4 Hovedhensynet til gummisetet er «materialnavnet»*
De fleste brukere fokuserer bare på:
EPDM
NBR
Viton (FKM)
Men det som virkelig påvirker levetiden er:
2.4.1 Shore-hardhet:
For eksempel er ikke Shore A-hardheten til EPDM et tilfelle av «jo mykere, jo bedre». Vanligvis er 65–75 det optimale balansepunktet, som oppnår null lekkasje ved lavt trykk (PN10–16).
For myk: Lavt dreiemoment, men lett å rive. I høytrykkstopper (>2 MPa) eller turbulente miljøer blir myk gummi for mye komprimert, noe som forårsaker ekstruderingsdeformasjon. Dessuten myker høye temperaturer (>80 °C) gummien ytterligere opp.
For hard: Vanskelig å forsegle, spesielt i lavtrykkssystemer (<1 MPa), der gummien ikke kan komprimeres tilstrekkelig til å danne et lufttett grensesnitt, noe som fører til mikrolekkasje.
2.4.2 Vulkaniseringstemperatur og herdetid
Vulkaniseringstemperatur og herdetid styrer tverrbindingen av gummimolekylkjeder, noe som direkte påvirker stabiliteten til nettverksstrukturen og den langsiktige ytelsen. Typisk område er 140–160 °C, 30–60 minutter. For høye eller for lave temperaturer fører til ujevn herding og akselerert aldring. Vårt firma bruker vanligvis flertrinnsvulkanisering (forherding ved 140 °C, etterfulgt av etterherding ved 150 °C). 2.4.3 Kompresjonssetting
Kompresjonsdeformasjon refererer til andelen permanent deformasjon som gummi gjennomgår under konstant belastning (vanligvis 25–50 % kompresjon, testet ved 70 °C/22 timer, ASTM D395) og ikke kan gjenopprettes helt. Den ideelle verdien for kompresjonsdeformasjon er <20 %. Denne verdien er "flaskehalsen" for langvarig tetting av ventilen. Langvarig høyt trykk fører til permanente hull, som danner lekkasjepunkter.
2.4.4 Strekkfasthet
A. Strekkfasthet (vanligvis >10 MPa, ASTM D412) er den maksimale belastningen gummien kan tåle før strekkbrudd, og er kritisk for slitestyrken og rivemotstanden til ventilsetet. Gummiinnholdet og karbonrøykforholdet bestemmer ventilsetets strekkfasthet.
I sommerfuglventiler motstår den skjæring fra ventilskivens kant og væskepåvirkning.
2.4.5 Den største skjulte faren ved butterflyventiler er lekkasje.
Ved ingeniørulykker er lekkasje ofte ikke det største problemet, men snarere økningen i dreiemoment.
Det som virkelig fører til systemfeil er:
Plutselig økning i dreiemoment → skade på snekkegir → utløsning av aktuator → fastkjøring av ventil
Hvorfor øker dreiemomentet plutselig?
- Høytemperaturutvidelse av ventilsetet
- Vannabsorpsjon og ekspansjon av gummien (spesielt EPDM av lav kvalitet)
- Permanent deformasjon av gummien på grunn av langvarig kompresjon
- Feil utforming av gapet mellom ventilstammen og ventilskiven
- Ventilsetet er ikke ordentlig innkjørt etter utskifting
Derfor er «momentkurven» en svært viktig indikator.
2.4.6 Nøyaktigheten ved maskinering av ventilhuset er ikke uviktig.
Mange tror feilaktig at tetting av myktetende butterflyventiler hovedsakelig er avhengig av gummi, så kravene til maskineringsnøyaktighet for ventilhuset er ikke høye.
Dette er fullstendig feil.
Ventilhusets nøyaktighet påvirker:
Ventilsetets spordybde → avvik i tetningskompresjon, noe som lett forårsaker feiljustering under åpning og lukking.
Utilstrekkelig avfasing av sporkanten → riper under montering av ventilsetet
Feil i senteravstanden til ventilskiven → lokalisert overdreven kontakt
2.4.7 Kjernen i «helgummi-/PTFE-forede butterflyventiler» er ventilskiven.
Kjernen i den heldekkende gummi- eller PTFE-forede strukturen er ikke å «ha et større område som virker korrosjonsbestandig», men å blokkere mediet fra å komme inn i mikrokanalene inne i ventilhuset. Mange problemer med rimelige butterflyventiler skyldes ikke dårlig gummikvalitet, men snarere:
Det "kileformede gapet" ved krysset mellom ventilsetet og huset er ikke ordentlig adressert.
Langvarig væskeerosjon → mikrosprekker → blemmer og utbuling av gummi
Det siste trinnet er lokalisert svikt i ventilsetet.
3. Hvorfor brukes elastiske butterflyventiler over hele verden?
Foruten lave kostnader, er de tre dypere årsakene:
3.1. Ekstremt høy feiltoleranse
Sammenlignet med metallpakninger har gummipakninger, på grunn av sin utmerkede elastisitet, en sterk toleranse for installasjonsavvik og små deformasjoner.
Selv feil i rørprefabrikasjonen, flensavvik og ujevn boltspenning absorberes av gummiens elastisitet (dette er selvfølgelig begrenset og uønsket, og vil forårsake noe skade på rørledningen og ventilen på lang sikt).
3.2. Beste tilpasningsevne til systemtrykksvingninger
Gummipakninger er ikke like "sprø" som metallpakninger; de kompenserer automatisk for tetningslinjen under trykksvingninger.
3.3. Laveste totale livssykluskostnad
Hardtettede butterflyventiler er mer holdbare, men kostnadene og aktuatorkostnadene er høyere.
Til sammenligning er de totale investerings- og vedlikeholdskostnadene for elastiske butterflyventiler mer økonomiske.
4. Konklusjon
Verdien avElastiske butterflyventilerer ikke bare "myk forsegling"
Myktettede butterflyventiler kan virke enkle, men virkelig gode produkter støttes av streng logikk i ingeniørkvalitet, inkludert:
Presis kompresjonssonedesign
Kontrollert gummiytelse
Geometrisk samsvar mellom ventilhus og spindel
Prosess for montering av ventilsete
Momentstyring
Livssyklustesting
Dette er nøkkelfaktorene som bestemmer kvaliteten, ikke «materialnavn» og «utseendestruktur».
MERK:* DATA refererer til dette nettstedet:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Publiseringstid: 09. des. 2025