Johdatus Butterfly-venttiileihin

Läppäventtiilit

Butterfly valve on neljänneskierros pyörivä liikeventtiili, jota käytetään pysäyttämään, säätämään ja käynnistämään virtaus.

Läppäventtiilit on helppo ja nopea avata. Kahvan 90° kierto mahdollistaa venttiilin täydellisen sulkemisen tai avaamisen. Suuret Butterfly-venttiilit on yleensä varustettu ns. vaihteistolla, jossa käsipyörä hammaspyörillä on kytketty karaan. Tämä yksinkertaistaa venttiilin toimintaa, mutta nopeuden kustannuksella.

Butterfly-venttiilien tyypit

Läppäventtiileissä on lyhyt pyöreä runko, pyöreä levy, metalli-metalli tai pehmeät istukat, ylä- ja alaakselin laakerit sekä tiivistepesä. Butterfly-venttiilirungon rakenne vaihtelee. Yleisesti käytetty malli on kiekkotyyppi, joka sopii kahden laipan väliin. Toinen tyyppi, ulokekiekko, pidetään paikoillaan kahden laipan välissä pulteilla, jotka yhdistävät kaksi laippaa ja kulkevat venttiilin ulkovaipan reikien läpi. Läppäventtiilejä on saatavana jopa laipallisilla, kierteitetyillä ja puskuhitsauspäillä, mutta niitä ei käytetä usein.

Läppäventtiileillä on monia etuja ovi-, pallo-, tulppa- ja palloventtiileihin verrattuna, erityisesti suuriin venttiilisovelluksiin. Painon, tilan ja kustannusten säästöt ovat ilmeisimpiä etuja. Ylläpitokustannukset ovat yleensä alhaiset, koska liikkuvia osia on vähän eikä nesteitä pidättäviä taskuja ole.

Läppäventtiilit soveltuvat erityisen hyvin suurten nesteiden tai kaasuvirtojen käsittelyyn suhteellisen alhaisilla paineilla sekä lietteiden tai nesteiden käsittelyyn, joissa on suuria määriä suspendoituneita kiintoaineita.

Läppäventtiilit on rakennettu putkipellin periaatteella. Virtauksensäätöelementti on levy, jonka halkaisija on suunnilleen sama kuin viereisen putken sisähalkaisija ja joka pyörii joko pysty- tai vaaka-akselilla. Kun kiekko on yhdensuuntainen putkilinjan kanssa, venttiili avautuu kokonaan. Kun kiekko lähestyy kohtisuoraa asentoa, venttiili sulkeutuu. Väliasennot, kuristustarkoituksiin, voidaan kiinnittää paikoilleen kahvan lukituslaitteilla.

Läppäventtiili Istuimen rakenne

Virtauksen pysäyttäminen saadaan aikaan venttiililevyn tiivistämisellä istukkaa vasten, joka on venttiilirungon sisähalkaisijan kehällä. Monissa Butterfly-venttiileissä on elastomeerinen istukka, jota vasten levy tiivistyy. Muissa Butterfly-venttiileissä on tiivisterengasjärjestely, jossa käytetään puristusrengasta ja vastarengasta sahalaitareunaisessa kumirenkaassa. Tämä rakenne estää O-renkaiden puristamisen.

Varhaisissa malleissa metallilevyä käytettiin tiivistämään metallia vasten. Tämä järjestely ei tarjonnut vuotoa tiivistä sulkemista, mutta tarjosi riittävän sulkemisen joissakin sovelluksissa (esim. vedenjakelulinjat).

Läppäventtiili Rungon rakenne

Läppäventtiilin rungon rakenne vaihtelee. Taloudellisin on kiekkotyyppi, joka sopii kahden putkilinjan laipan väliin. Toinen tyyppi, ulokekiekkorakenne, pidetään paikoillaan kahden putkilaipan välissä pulteilla, jotka yhdistävät kaksi laippaa ja kulkevat venttiilin ulkokotelossa olevien reikien läpi. Läppäventtiilejä on saatavana tavanomaisilla laipallisilla päillä putkien laippoihin kiinnittämistä varten ja kierteitetyllä päätyrakenteella.

Butterfly-venttiilin istuinlevy ja varsi

Butterfly-venttiilin varsi ja levy ovat erillisiä osia. Levy on kyllästynyt vastaanottamaan varren. Levy kiinnitetään varteen kahdella tavalla siten, että levy pyörii vartta käännettäessä. Ensimmäisessä menetelmässä kiekko porataan läpi ja kiinnitetään runkoon pulteilla tai tapeilla. Vaihtoehtoinen menetelmä sisältää levyn poraamisen kuten ennenkin, sitten ylemmän varren reiän muotoilemisen neliön tai kuusiomaisen varren muotoiseksi. Tämä menetelmä antaa levyn "kellua" ja etsiä sen keskustaa istuimessa. Tasainen tiivistys saavutetaan ja ulkoiset varren kiinnikkeet on poistettu. Tämä kokoonpanomenetelmä on edullinen peitettyjen levyjen ja syövyttävissä sovelluksissa.

Jotta kiekko pysyisi oikeassa asennossa, varren on ulotuttava levyn pohjan yli ja sovittava venttiilirungon pohjassa olevaan holkkiin. Yksi tai kaksi samanlaista holkkia on myös varren yläosassa. Näiden holkkien on kestettävä käsiteltävää materiaalia tai tiivistettävä niin, etteivät syövyttävät aineet pääse kosketuksiin niiden kanssa.

Karan tiivisteet toteutetaan joko tiivistämällä tavanomaiseen tiivisteholkkiin tai O-rengastiivisteillä. Jotkut venttiilivalmistajat, erityisesti syövyttäviä materiaaleja käsittelevät valmistajat, sijoittavat varren tiivisteen venttiilin sisäpuolelle, jotta mikään venttiilin käsittelemä materiaali ei pääse kosketuksiin venttiilin varren kanssa. Jos käytetään tiivisteholkkia tai ulkoista O-rengasta, venttiilin läpi kulkeva neste joutuu kosketuksiin venttiilin varren kanssa.

Tyypillisiä Butterfly-venttiilien sovelluksia

Butterfly-venttiiliä voidaan käyttää monissa erilaisissa nestepalveluissa ja ne toimivat hyvin lietesovelluksissa. Seuraavassa on joitain tyypillisiä Butterfly-venttiilien sovelluksia:

• Jäähdytysvesi, ilma, kaasut, palosuojaus jne.
• Lietelanta ja vastaavat palvelut
• Tyhjiöpalvelu
• Korkean paineen ja korkean lämpötilan vesi- ja höyrypalvelut

Butterfly-venttiilien edut

• Kompakti rakenne vaatii huomattavasti vähemmän tilaa verrattuna muihin venttiileihin
• Painoltaan kevyt
• Nopea käyttö vaatii vähemmän aikaa avaamiseen tai sulkemiseen
• Saatavana erittäin suuria kokoja
• Matalapaineen pudotus ja korkeapaineen palautuminen

Butterfly-venttiilien haitat

• Kuristuspalvelu on rajoitettu alhaiseen paine-eroon
• Kavitaatio ja tukkeutunut virtaus ovat kaksi mahdollista huolta
• Levyjen liike on ohjaamatonta ja siihen vaikuttaa virtauksen turbulenssi

Vanessa kolminkertainen offset-läppäventtiili

Tekijän huomautukset…

Tiivisteet ja Butterfly-venttiilien asennus

Sain 14. syyskuuta 2012 seuraavan kommentin sisältävän sähköpostin:

Minulla on sinulle ehdotus, jota en usko olevan käsitelty sivustollasi. Siinä kuvataan, minkä tyyppistä tiivistettä käytetään eri Butterfly-venttiileissä (tyyppi E tai F) ja minkä tyyppistä lisälaippaa tulisi käyttää (RF tai FF) ja myös silloin, kun tiivistettä ei tarvita, koska tietyissä Butterfly-venttiileissä on kiinteät tiivisteet. Olen huomannut, että tässä asiassa on usein hämmennystä.

Hyvä huomio ja siksi seuraavat:

Asennusohjeet Butterfly-venttiilien toimittajalta:
Venttiili on suunniteltu käytettäväksi kaikentyyppisten tasaisten tai korotettujen laippojen välillä.
ÄLÄ KÄYTÄ LAIPPATIIVISTEITÄ.Butterfly-venttiilirakenne rajoittaa tiivisteiden tarvetta. Oikeaa asennusta varten laippojen välisen tilan on oltava riittävä, jotta venttiili voidaan asentaa laippatiivistettä häiritsemättä. Huomaa, että tiivistysreuna on linjassa akselin tasapinnan kanssa. Kierrä karaa asettaaksesi kiekko rungon sisään, aseta venttiili laippojen väliin ja kiristä pultit käsin.
HITAASTI AUKIventtiiliä vastapäivään tarkistaaksesi riittävän levyvälyksen.
PALAUTTA LEVY 10 % AVOIN& kiristä kaikki pultit ristiin, tarkista uudelleen riittävä levyvälys.

Väärin
Levy suljetussa asennossa ja tiivisteet asennettu
venttiilin ja vastalaippojen väliin

Korjata
Ei käytetty laippatiivisteitä ja levyä
lähes suljetussa asennossa.

Toinen asennusohje Butterfly-venttiilien toimittajalta:

VAROITUS
Seuraavia tiivisteitä tulee käyttää venttiilien asennuksessa putkistoon.

• Tiivisteen tyyppi
  Vahvistettu PTFE-tiiviste (vaippatiivistettä, kierretiivistettä tai metallitiivistettä ei voi asentaa.)
• Tiivisteen mitat
  Tiivisteen mittojen tulee olla ASME B16.21:n mukaisia. (Tiivisteen vähimmäispaksuus on 3 mm.)

Venttiilejä ei voi asentaa päihin. Venttiili on asennettava käyttäjän asennuslaipan sivuun toimitetun nuolen mukaan. Nuolen tulee osoittaa korkeamman paineen puolelta alemman paineen puolelle venttiilin kiinni-asennossa.

Joten on suositeltavaa noudattaa Butterfly valve -toimittajan ohjeita!

Butterfly-venttiilien ongelmien välttäminen

Suurin osa Butterfly-venttiilien ongelmista kentällä liittyy suoraan huonoihin asennusmenetelmiin. Tästä syystä on viisasta harkita parhaita käytäntöjä putkiston sijoittelussa ja itse venttiilin asennuksessa.

Joustava-istukkaan Butterfly-venttiilin istukka ulottuu yleensä venttiilin molemmille puolille. Tämän seurauksena tiivisteitä ei tarvita, koska nämä istuimet toimivat tiivisteenä. Istukkamateriaali, joka ulottuu pinnan ohi, puristuu kokoon asennuksen aikana ja virtaa kohti venttiilin istukan keskustaa. Kaikki tämän kokoonpanon virheellisestä asennuksesta johtuvat muutokset vaikuttavat suoraan paineen arvoon ja kiinnitys-/poistumismomentteihin.

Toisin kuin useimmat venttiilityypit, Butterfly-venttiilin kiekko ulottuu itse asiassa venttiilirungon pinnan ulkopuolelle tietyissä avautumiskulmissa (esim. 30° tai enemmän), kun se asennetaan laippojen väliin. Siksi ennen asennusta on erittäin tärkeää varmistaa, että kiekko voi kääntyä vapaasti ja mennä laippoihin ja putkistoon.

Lähetys ja varastointi

• Aseta levyt 10 % auki niin, että ne eivät ole paikallaan.
• Kunkin venttiilin pinnat tulee peittää, jotta estetään istukkapinnan, levyn reunan tai venttiilin sisäpuolen vahingoittuminen.
• Säilytä sisätiloissa, mieluiten 5°C - 30°C ympäristön lämpötilassa.
• Avaa ja sulje venttiilit 3 kuukauden välein.
• Kuljeta ja varastoi venttiilit siten, että rungoille ei kohdistu raskaita kuormia.

Venttiilin sijainti

• Läppäventtiilit tulee asentaa mahdollisuuksien mukaan vähintään 6 putken halkaisijan päähän muista linjaelementeistä, esim. kulmista, pumpuista, venttiileistä jne. Joskus tämä ei ole mahdollista, mutta on tärkeää saavuttaa mahdollisimman pitkä etäisyys.
• Jos Butterfly-venttiili on kytketty takaiskuventtiiliin tai pumppuun, jätä niiden väliin riittävästi tilaa varmistaaksesi, että levy ei häiritse viereisiä laitteita.

Venttiilin suuntaus

Nyrkkisääntönä on, että Butterfly-venttiilit asennetaan kara pystyasennossa ja toimilaite pystysuoraan suoraan sen yläpuolelle, mutta joissakin sovelluksissa varren tulee olla vaakasuorassa. Alla oleva .pdf-tiedosto kertoo, miksi varsi on joskus asetettava vaakasuoraan.

Dodge Engineering and Controls Inc
(läppäventtiilin asennusohjeet)

Asennusmenettelyt

1. Varmista, että putkisto ja laippapinnat ovat puhtaat. Kaikki vieraat materiaalit, kuten metallilastut, putkihilse, hitsauskuona, hitsaustangot jne. voivat rajoittaa kiekon liikettä tai vahingoittaa levyä tai istukkaa.
2. Tiivisteitä ei vaadita joustaviin istukkaisiin venttiileihin, koska ne ulottuvat venttiilin molemmille puolille.
3. Kohdista putkisto ja levitä laipat niin paljon, että venttiilin runko voidaan helposti asettaa laippojen väliin koskettamatta putkilaippoja.
4. Tarkista, että venttiililevy on asetettu noin 10 % auki, jotta se ei jumiudu täysin istuma-asennossa.
5. Aseta venttiili laippojen väliin kuvan mukaisesti varoen vahingoittamasta istukkapintoja. Nosta venttiiliä aina kohdistusrei'istä tai käyttämällä nylonhihnaa kaulassa tai rungossa. Älä koskaan nosta venttiiliä venttiiliin kiinnitetystä toimilaitteesta tai käyttäjästä.
6. Aseta venttiili laippojen väliin, keskitä se, aseta pultit ja kiristä ne käsin. Avaa levy varovasti ja varmista, että levy ei kosketa viereisten putkien sisäpuolelle.
7. Sulje venttiililevy hyvin hitaasti varmistaaksesi levyn reunan välyksen viereisestä putken laipasta.
8. Avaa levy kokonaan ja kiristä kaikki laippapultit kuvan osoittamalla tavalla.
9. Toista levyn kierto lähes kokonaan auki varmistaaksesi oikeat välykset.