Czym są Zawory motylkowe?
Zawór motylkowy jest armaturą, która poprzez ruch obrotowy o 90° otwiera lub zamyka przepływ mediów. Jest kompaktowy i ma prostą konstrukcję, co przekłada się na korzyści kosztowe. Stosuje się go głównie do pracy w trybie otwarte/zamknięte i tylko w ograniczonym stopniu nadaje się do dławienia.
Zakres zastosowań / kształty obudowy / rodzaje konstrukcji / uszczelnienia
Zawory motylkowe składają się zazwyczaj z kompaktowej obudowy, tarczy klapowej do zamykania lub udostępniania przepływu, wału (z łożyskami i uszczelkami) oraz elementu napędowego. Za pomocą elementu napędowego tarcza klapowa jest otwierana lub zamykana ruchem obrotowym o 90°. Przy całkowicie otwartej klapie tarcza klapowa ustawiona jest równolegle do kierunku przepływu, w przepływie medium.
Klasyczne zastosowanie zaworów motylkowych:
Zawory motylkowe są zazwyczaj stosowane jako czysta armatura odcinająca do trybu otwórz/zamknij. Ponieważ tarcza zaworu znajduje się nawet przy pełnym otwarciu w strumieniu przepływu, stosowanie ich przy mediach zawierających ciała stałe jest niewskazane. Pełny, swobodny przekrój przejścia nie jest więc zapewniony. W związku z tym czyszczenie rurociągu, np. przy użyciu molchów, nie jest możliwe.
Zawory motylkowe nadają się również w ograniczonym stopniu do dławienia lub regulacji przepływu medium, chociaż ze względu na swoją konstrukcję mają następującą wadę. W miarę zamykania tarczy zaworu rośnie prędkość przepływu w przejściu. Wskutek tego występuje kawitacja i zawirowania wody, które mogą uszkodzić elementy wewnętrzne, w szczególności uszczelki.
Pozycja montażowa zaworu motylkowego jest zmienna, pod warunkiem że wał klapy jest ułożony poziomo.
Zawór motylkowy, centryczny
Zawór motylkowy z oczkami gwintowanymi
Sterowanie odbywa się ręcznie za pomocą dźwigni ręcznej lub przy większych wymiarach nominalnych za pomocą przekładni z kołem ręcznym. Zawory motylkowe mogą być zautomatyzowane i obsługiwane za pomocą napędów elektrycznych, pneumatycznych lub hydraulicznych.
Zalety zaworów motylkowych w porównaniu z zaworami, zasuwami i zaworami kulowymi polegają na ich prostej konstrukcji i kompaktowych wymiarach. Wymagają mniej materiału, mają mniejszą masę i mniejsze zapotrzebowanie na miejsce podczas instalacji, co prowadzi do znacznych oszczędności kosztów. Są bardzo uniwersalne w zastosowaniu i dzięki obrotowi o 90° mają bardzo krótki czas obsługi.
Niekorzystnie wpływa jednak wynikające z konstrukcji umiejscowienie tarczy klapowej, która znajduje się w drodze przepływu. W związku z tym są one raczej nieodpowiednie dla mediów zawierających ciała stałe, a rurociąg nie nadaje się do pigowania. Ze względu na opór przepływu tarczy klapowej w stanie w pełni otwartym oraz zwiększoną prędkość przepływu podczas zamykania, może dochodzić do uszkodzeń wewnętrznych i negatywnego wpływu na właściwości uszczelniające.
Podział zaworów motylkowych ze względu na następujące cechy:
Kształt obudowy: wykonanie z pośrednim kołnierzem, przykołnierzowe lub kołnierzowe
Konstrukcja: centryczne lub ekscentryczne zawory motylkowe
Rodzaj uszczelnienia: uszczelnienie miękkie lub uszczelnienie metaliczne
Kształty obudowy
Zawór motylkowy, wykonanie międzykołnierzowe,
centryczny, z miękkim uszczelnieniem
Wykonanie międzykołnierzowe
(ang.: Wafer Type)
Zawory motylkowe w wykonaniu międzykołnierzowym składają się tylko z pierścieniowego korpusu z wbudowaną tarczą klapy, elementu uszczelniającego, wału z łożyskami / uszczelnieniami oraz konstrukcji dla elementu napędowego. Są one po prostu zaciskane między dwa kołnierze rurociągu, dlatego nazywane są także armaturą zaciskową. Na korpusie zwykle umieszczone są cztery oczka centrujące, dzięki którym klapa może być zamocowana między kołnierzami w pożądanej pozycji montażowej.
Ze względu na lekką i prostą konstrukcję zużycie materiału jest bardzo niskie, dlatego są one najtańszymi zaworami motylkowymi.
Wykonanie przyflanszowane
(angielski: Lug Type)
Przy tym typie konstrukcji obudowa jest wyposażona w zintegrowane otwory gwintowane (zwane także oczkami gwintowymi), tak aby klapa mogła być przykręcona bezpośrednio do przeciwkołnierzy. Ma to tę zaletę, że rurociąg można zdemontować jednostronnie: klapa może być stosowana jako tzw. armatura końcowa.
Zawór motylkowy, wykonanie kołnierzowe,
centryczny, miękko uszczelniający
Zawór motylkowy, wykonanie z podwójnym kołnierzem,
centryczny, z miękkim uszczelnieniem
Zawory motylkowe z podwójnym kołnierzem
Obudowa klapy jest z obu stron wyposażona w zintegrowany kołnierz w profilu U i oferuje także zaletę krótkiej długości zabudowy oraz związane z tym oszczędności materiału, masy i kosztów produkcji.
Kołnierzowe zawory motylkowe
Kołnierzowe zawory motylkowe mają obustronne przyłącze kołnierzowe i zostały opracowane jako niedroga alternatywa dla zasuw klinowych. Mają taką samą, krótką długość całkowitą zgodnie z EN 558-1 seria podstawowa 14, są jednak dzięki kompaktowej budowie i mniejszemu zużyciu materiału tańsze w produkcji i znacznie łatwiejsze w montażu. Im większy jest wymiar nominalny, tym bardziej zauważalna staje się różnica cen.
Zawór motylkowy, wykonanie kołnierzowe,
koncentryczny, z miękkim uszczelnieniem
Warianty wykonania
Zawór motylkowy,
centryczny, z miękkim uszczelnieniem
Centryczne zawory motylkowe
Są one „pierwotnym typem” kołnierzowych zaworów motylkowych i do dziś najczęściej stosowanym rodzajem konstrukcji klapowej. Z reguły mają uszczelnienie miękkie i są dwukierunkowe, czyli uszczelniają po obu stronach. W stanie zamkniętym tarcza klapy „siedzi” w otaczającym ją pierścieniowym mankiecie i w ten sposób zapewnia szczelność.
Centryczne oznacza, że tarcza klapy jest obracana o 90° wokół własnej osi w celu otwarcia lub zamknięcia. Wał znajduje się przy tym w środku tarczy klapy, punkt obrotu leży więc w środku siedzenia klapy, a tym samym w centrum rurociągu.
Ekscentryczne zawory motylkowe (jedno-, dwu- i trzykrotnie ekscentryczne)
W przypadku jednoekscentrycznego zaworu motylkowego punkt obrotu tarczy klapowej jest nieco przesunięty poza płaszczyznę siedzenia wzdłuż osi rury (1). To zmniejsza siły obsługi zaworu motylkowego i zużycie.
Podwójnie mimośrodowy oznacza, że dodatkowo punkt obrotu (2) tarczy klapy nie znajduje się już na środku rury. Ta konstrukcja oferuje następujące zalety:
Momenty napędowe są niższe niż w klapach centrycznych, co jest szczególnie odczuwalne przy większych wymiarach nominalnych i wyższych ciśnieniach roboczych.
Warunki napływu są znacznie korzystniejsze niż w elementach zamykających ustawionych prostopadle do rurociągu, co zmniejsza zużycie.
Obciążenie elementów uszczelniających jest zredukowane, co również zmniejsza zużycie i nakład prac konserwacyjnych.
Podwójnie ekscentryczny zawór motylkowy
Trzykrotnie ekscentryczny to Zawór motylkowy, jeśli oś obrotu siedzenia (3) nie jest równoległa ani symetryczna względem osi rurociągu. Oznacza to w szczegółach:
Ekscentryczność 1: Wał klapy znajduje się za płaszczyzną siedzenia.
Ekscentryczność 2: Wał klapy jest jednostronnie przesunięty względem osi środkowej rurociągu.
Ekscentryczność 3: Osiąga się ją poprzez pochylony, stożkowy profil siedzenia. Dzięki temu kontakt pomiędzy powierzchniami uszczelniającymi tarczy klapy i korpusem następuje dopiero w ostatnim momencie.
Potrójnie ekscentryczny Zawór motylkowy
Ta potrójna ekscentryczność sprawia, że obrót tarczy zaworu motylkowego o 90° w celu otwarcia lub zamknięcia armatury odbywa się niemal bez tarcia i zapobiega zablokowaniu tarczy. Siły napędowe oraz zużycie zostają znacznie zredukowane, a trwałość wielokrotnie wydłużona.
Obustronny (bidirekcyjny) przepływ przez Zawór motylkowy jest możliwy, przy czym medium, w zależności od kierunku przepływu, wspomaga albo otwieranie, albo zamykanie tarczy zaworu motylkowego.
Kolejną zaletą jest niemal całkowicie szczelne uszczelnienie, które można osiągnąć dzięki potrójnie ekscentrycznym zaworom motylkowym. Dzięki temu możliwe są także aplikacje próżniowe oraz zastosowanie przy wysokich ciśnieniach roboczych, przy wysokich lub bardzo niskich temperaturach roboczych. Nawet przy ekstremalnych wahaniach temperatury i skokach ciśnienia mogą być one stosowane.
Rodzaje uszczelek
Zawory motylkowe z miękkim uszczelnieniem
Klasyczne zawory motylkowe są wykonane z miękkim uszczelnieniem i nadają się do niskich i średnich ciśnień roboczych do 16 bar. W zależności od materiału uszczelnienia nadają się do temperatur roboczych do maksymalnie +200 °C. Produkowane są od wymiaru nominalnego DN 25 do ponad DN 2000.
Element uszczelniający, mankiet, w bardzo tanich modelach jest wulkanizowany jako wykładzina obudowy i w przypadku uszkodzenia i/lub zużycia nie może być wymieniony. Większość producentów oferuje obecnie mankiet przyjazny w serwisowaniu jako część zamienna do wymiany.
Zawór motylkowy, z uszczelnieniem miękkim
Powszechnie stosowane materiały uszczelniające to:
-
NBR (Nitrile Butadiene Rubber): dobra odporność na oleje mineralne, tłuszcze, wodę, gazy, węglowodory lub oleje. Zakres temperatur: -10 °C do +80 °C
-
EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) dobra odporność na ciepło, wodę pitną / gorącą wodę lub chemikalia. Zakres temperatur: -10 °C do +130 °C
-
FKM / FPM (Fluorkauczuk) (Viton®): wysoka odporność termiczna i chemiczna, odpowiedni do olejów, chemikaliów lub innych mediów. Zakres temperatur: 0 °C do +150 °C
-
PTFE (Politetrafluoroetylen) (Teflon®): dobra odporność na chemikalia, agresywne i żrące media, kwasy, chlor itp. Zakres temperatur: -30 °C do +200 °C
Zawór motylkowy, z uszczelnieniem metalowym
Zawory motylkowe uszczelnione metalicznie
Te zawory motylkowe są produkowane do wymiaru nominalnego DN 2000 i są odpowiednie do ciśnienia roboczego do 200 bar. Doskonale nadają się do stosowania w ekstremalnych warunkach temperaturowych. W zależności od kombinacji materiałów mogą być stosowane w temperaturach od -200 °C do +1100 °C, również w zastosowaniach wysokotemperaturowych.
Chcesz indywidualnej konsultacji?
Bezpośredni kontakt
Czy mają Państwo pytania dotyczące naszych produktów lub usług? Czy chcieliby Państwo uzyskać osobiste doradztwo w konkretnej sprawie? Prosimy nie wahać się i skontaktować się z nami bezpośrednio! Nasi eksperci są do Państwa dyspozycji i z przyjemnością pomogą.