Principi de funcionament

El funcionament és similar al d'una vàlvula de bola, que permet un tancament ràpid. Les vàlvules de papallona són generalment afavorides perquè costen menys que altres dissenys de vàlvules i tenen un pes més lleuger, de manera que necessiten menys suport. El disc es col·loca al centre de la canonada. Una vareta passa a través del disc fins a un actuador a l'exterior de la vàlvula. En girar l'actuador, el disc gira paral·lel o perpendicular al flux. A diferència d'una vàlvula de bola, el disc sempre està present dins del flux, de manera que indueix una caiguda de pressió, fins i tot quan està obert.

Una vàlvula de papallona és d'una família de vàlvules anomenadesvàlvules de quart de volta. En funcionament, la vàlvula està totalment oberta o tancada quan el disc es gira un quart de volta. La "papallona" és un disc metàl·lic muntat sobre una vareta. Quan la vàlvula està tancada, el disc es gira de manera que bloquegi completament el pas. Quan la vàlvula està totalment oberta, el disc es fa girar un quart de volta de manera que permet un pas gairebé sense restriccions del fluid. La vàlvula també es pot obrir gradualment per accelerar el flux.

Hi ha diferents tipus de vàlvules de papallona, ​​cadascuna adaptada a diferents pressions i diferents usos. La vàlvula de papallona de compensació zero, que utilitza la flexibilitat del cautxú, té la pressió més baixa. La vàlvula de papallona de doble desplaçament d'alt rendiment, que s'utilitza en sistemes de pressió lleugerament superior, es desplaça des de la línia central del seient del disc i del segell del cos (desplaçament un) i la línia central del forat (desplaçament dos). Això crea una acció de lleva durant l'operació per aixecar el seient fora del segell, donant lloc a menys fricció de la que es crea en el disseny de compensació zero i disminueix la seva tendència a desgastar-se. La vàlvula més adequada per a sistemes d'alta pressió és la vàlvula de papallona triple offset. En aquesta vàlvula l'eix de contacte del seient del disc està desplaçat, la qual cosa actua per eliminar pràcticament el contacte de lliscament entre el disc i el seient. En el cas de les vàlvules de triple compensació, el seient és de metall perquè es pugui mecanitzar de manera que s'aconsegueixi un tancament hermètic a la bombolla en contacte amb el disc.

Tipus

1. Vàlvules de papallona concèntriques: aquest tipus de vàlvules té un seient de goma resistent amb un disc metàl·lic.
2. Vàlvules de papallona doblement excèntriques (vàlvules de papallona d'alt rendiment o vàlvules de papallona de doble compensació): s'utilitzen diferents tipus de materials per al seient i el disc.
3. Vàlvules de papallona triple excèntrica (vàlvules de papallona triple offset): els seients són de disseny de seient de metall sòlid o laminat.

Vàlvula de papallona estil wafer

La vàlvula de papallona d'estil hòstia està dissenyada per mantenir un segell contra el diferencial de pressió bidireccional per evitar qualsevol reflux en sistemes dissenyats per a un flux unidireccional. Això ho aconsegueix amb un segell ben ajustat; és a dir, una junta, una junta tòrica, mecanitzat amb precisió i una cara plana de la vàlvula als costats aigües amunt i aigües avall de la vàlvula.

Vàlvula de papallona estil lug

Les vàlvules d'estil d'extensió tenen insercions roscades als dos costats del cos de la vàlvula. Això permet instal·lar-los en un sistema mitjançant dos jocs de cargols i sense femelles. La vàlvula s'instal·la entre dues brides utilitzant un conjunt separat de cargols per a cada brida. Aquesta configuració permet desconnectar qualsevol dels costats del sistema de canonades sense molestar l'altre costat.

Una vàlvula de papallona d'estil d'extrem que s'utilitza en el servei sense sortida generalment té una pressió nominal reduïda. Per exemple, una vàlvula de papallona d'estil d'arc muntada entre dues brides té una pressió nominal de 1.000 kPa (150 psi). La mateixa vàlvula muntada amb una brida, en servei sense sortida, té una capacitat de 520 kPa (75 psi). Les vàlvules lugades són extremadament resistents a productes químics i dissolvents i poden suportar temperatures de fins a 200 °C, cosa que la converteix en una solució versàtil.

Vàlvula rotativa

Les vàlvules rotatives constitueixen una derivació de les vàlvules de papallona generals i s'utilitzen principalment a les indústries de processament de pols. En lloc de ser plana, la papallona està equipada amb butxaques. Quan està tancat, actua exactament com una vàlvula de papallona i és hermètic. Però quan està en rotació, les butxaques permeten deixar caure una quantitat definida de sòlids, cosa que fa que la vàlvula sigui adequada per dosificar el producte a granel per gravetat. Aquestes vàlvules solen ser de mida petita (menys de 300 mm), s'activen pneumàticament i giren 180 graus cap endavant i cap enrere.

Ús a la indústria

A les indústries farmacèutica, química i alimentària, s'utilitza una vàlvula de papallona per interrompre el flux del producte (sòlid, líquid, gas) dins del procés. Les vàlvules utilitzades en aquestes indústries es fabriquen normalment d'acord amb les directrius cGMP (bones pràctiques de fabricació actuals). Les vàlvules de papallona generalment reemplaçaven les vàlvules de bola en moltes indústries, en particular la petroliera, a causa del menor cost i la facilitat d'instal·lació, però les canonades que contenen vàlvules de papallona no es poden fer servir per netejar.

Història

La vàlvula de papallona s'utilitza des de finals del segle XVIII. James Watt va utilitzar una vàlvula de papallona en els seus prototips de màquines de vapor. Amb els avenços en la fabricació de materials i la tecnologia, les vàlvules de papallona es podrien fer més petites i suportar temperatures més extremes. Després de la Segona Guerra Mundial, es van utilitzar cautxús sintètics als membres del segellador, cosa que va permetre que la vàlvula de papallona s'utilitzi en moltes més indústries. El 1969 James E. Hemphill va patentar una millora a la vàlvula de papallona, ​​reduint el parell hidrodinàmic necessari per canviar la sortida de la vàlvula.