Működési elv

Működése hasonló a golyóscsapéhoz, amely lehetővé teszi a gyors elzárást. A pillangószelepeket általában előnyben részesítik, mert olcsóbbak, mint más szelepek, és könnyebbek, így kevesebb alátámasztást igényelnek. A tárcsa a cső közepén van elhelyezve. Egy rúd áthalad a tárcsán a szelep külső oldalán lévő működtetőhöz. Az aktuátor elforgatásával a tárcsa párhuzamos vagy merőleges az áramlásra. A gömbcsapokkal ellentétben a tárcsa mindig jelen van az áramlásban, így nyomásesést indukál még nyitott állapotban is.

A pillangószelep az úgynevezett szelepek családjába tartoziknegyed fordulatú szelepek. Működés közben a szelep teljesen nyitva vagy zárva van, ha a tárcsát negyed fordulattal elforgatják. A „pillangó” egy rúdra szerelt fémkorong. Amikor a szelep zárva van, a tárcsa úgy fordul el, hogy teljesen elzárja az átjárót. Amikor a szelep teljesen nyitva van, a tárcsa negyed fordulattal elfordul, így a folyadék szinte korlátlan áthaladását teszi lehetővé. A szelep fokozatosan nyitható a fojtószelep áramlásához.

Különböző típusú pillangószelepek léteznek, mindegyik más-más nyomáshoz és felhasználáshoz igazodik. A nulla eltolású pillangószelep, amely a gumi rugalmasságát használja, a legalacsonyabb nyomásértékkel rendelkezik. A kissé nagyobb nyomású rendszerekben használt, nagy teljesítményű kettős eltolt pillangószelep a tárcsaülés és a testtömítés középvonalától (egy eltolás), valamint a furat középvonalától (kettes eltolás) van eltolva. Ez működés közben bütyökmozgást hoz létre, hogy kiemelje az ülést a tömítésből, ami kisebb súrlódást eredményez, mint a nulla eltolású kialakításnál, és csökkenti annak kopási hajlamát. A nagynyomású rendszerekhez a legmegfelelőbb szelep a háromszoros eltolású pillangószelep. Ebben a szelepben a tárcsaülék érintkezési tengelye el van tolva, ami gyakorlatilag kiküszöböli a tárcsa és az ülés közötti csúszó érintkezést. A háromszoros eltolt szelepek esetében az ülés fémből készül, így megmunkálható úgy, hogy a tárcsával érintkezve buborékmentesen zárjon.

Típusok

1. Koncentrikus pillangószelepek – az ilyen típusú szelepek rugalmas gumiülékkel és fémtárcsával rendelkeznek.
2. Dupla excenteres pillangószelepek (nagy teljesítményű pillangószelepek vagy kettős eltolt pillangószelepek) – különböző típusú anyagokat használnak az üléshez és a tárcsához.
3. Háromszoros excenteres pillangószelepek (hármas eltolt pillangószelepek) – az ülések vagy laminált vagy tömör fémüléskialakításúak.

Ostya stílusú pillangószelep

Az ostya stílusú pillangószelepet úgy tervezték, hogy fenntartsa a tömítést a kétirányú nyomáskülönbség ellen, hogy megakadályozza a visszaáramlást az egyirányú áramlásra tervezett rendszerekben. Ezt egy szorosan illeszkedő tömítéssel éri el; azaz tömítés, O-gyűrű, precíziós megmunkálás, és egy lapos szelepfelület a szelep felfelé és lefelé irányuló oldalán.

Fül alakú pillangószelep

A füles típusú szelepek menetes betéttel rendelkeznek a szeleptest mindkét oldalán. Ez lehetővé teszi, hogy két csavarkészlettel, anyák nélkül beépíthetők a rendszerbe. A szelepet két karima közé kell felszerelni, mindegyik karimához külön csavarkészlettel. Ez a beállítás lehetővé teszi a csőrendszer mindkét oldalának leválasztását a másik oldal megzavarása nélkül.

A zsákutcában használt füles típusú pillangószelep általában csökkentett nyomású. Például egy füles típusú pillangószelep, amely két karima közé van szerelve, 1000 kPa (150 psi) nyomásértékkel rendelkezik. Ugyanennek a karimával szerelt szelepnek zsákutcában 520 kPa (75 psi) névleges nyomása van. A füles szelepek rendkívül ellenállóak a vegyszerekkel és oldószerekkel szemben, és akár 200 °C-os hőmérsékletet is bírnak, így sokoldalú megoldás.

Forgószelep

A forgószelepek az általános pillangószelepek származékai, és főként a porfeldolgozó iparban használják. A pillangó lapos helyett zsebekkel van felszerelve. Zárt állapotban pontosan úgy működik, mint egy pillangószelep, és szoros. De forgás közben a zsebek lehetővé teszik egy meghatározott mennyiségű szilárd anyag leeresztését, ami alkalmassá teszi a szelepet ömlesztett termékek gravitációs adagolására. Az ilyen szelepek általában kis méretűek (300 mm-nél kisebbek), pneumatikusan működtethetők, és 180 fokkal előre-hátra forognak.

Ipari felhasználás

A gyógyszeriparban, a vegyiparban és az élelmiszeriparban pillangószelepet használnak a termék (szilárd, folyékony, gáz) áramlásának megszakítására a folyamaton belül. Az ezekben az iparágakban használt szelepeket általában a cGMP irányelvek (jelenlegi jó gyártási gyakorlat) szerint gyártják. A pillangószelepek általában felváltották a golyóscsapokat sok iparágban, különösen az olajiparban, az alacsonyabb költségek és az egyszerű telepítés miatt, de a pillangószelepeket tartalmazó csővezetékeket nem lehet tisztításhoz „bekötni”.

Történelem

A pillangószelepet a 18. század vége óta használják. James Watt pillangószelepet használt a gőzgép prototípusaiban. Az anyaggyártás és a technológia fejlődésével a pillangószelepek kisebbekké alakíthatók, és szélsőségesebb hőmérsékleteknek is ellenállnak. A második világháború után szintetikus gumit használtak a tömítőelemekben, ami lehetővé tette, hogy a pillangószelepet még sok más iparágban alkalmazzák. 1969-ben James E. Hemphill szabadalmaztatta a pillangószelep továbbfejlesztését, csökkentve a szelep teljesítményének megváltoztatásához szükséges hidrodinamikus nyomatékot.