עקרון הפעולה

הפעולה דומה לזו של שסתום כדורי, המאפשר כיבוי מהיר. שסתומי פרפר מועדפים בדרך כלל מכיוון שהם עולים פחות מעיצובי שסתומים אחרים, ומשקלם קלים יותר כך שהם זקוקים לפחות תמיכה. הדיסק ממוקם במרכז הצינור. מוט עובר דרך הדיסק אל מפעיל בצד החיצוני של השסתום. סיבוב המפעיל הופך את הדיסק במקביל או מאונך לזרימה. שלא כמו שסתום כדורי, הדיסק נמצא תמיד בתוך הזרם, כך שהוא גורם לירידה בלחץ, גם כשהיא פתוחה.

שסתום פרפר הוא ממשפחת שסתומים הנקראיםשסתומי רבע סיבוב. בפעולה, השסתום פתוח או סגור לחלוטין כאשר הדיסק מסובב רבע סיבוב. ה"פרפר" הוא דיסק מתכת המותקן על מוט. כאשר השסתום סגור, הדיסק מסובב כך שהוא חוסם לחלוטין את המעבר. כאשר השסתום פתוח לגמרי, הדיסק מסובב רבע סיבוב כך שהוא מאפשר מעבר כמעט בלתי מוגבל של הנוזל. ניתן גם לפתוח את השסתום בהדרגה כדי להגביל את הזרימה.

ישנם סוגים שונים של שסתומי פרפר, כל אחד מותאם ללחצים שונים ולשימוש שונה. שסתום הפרפר אפס היסט, המשתמש בגמישות של גומי, בעל דירוג הלחץ הנמוך ביותר. שסתום הפרפר הכפול בעל הביצועים הגבוהים, המשמש במערכות בעלות לחץ מעט גבוה יותר, מקוזז מהקו המרכזי של מושב הדיסק ואטם הגוף (היסט אחד), ומהקו המרכזי של הקדח (היסט שני). זה יוצר פעולת פקה במהלך הפעולה להרמת המושב מהאטם וכתוצאה מכך פחות חיכוך ממה שנוצר בעיצוב אפס היסט ומקטין את הנטייה שלו להתבלות. השסתום המתאים ביותר למערכות בלחץ גבוה הוא שסתום הפרפר המשולש. בשסתום זה ציר מגע מושב הדיסק מוסט, אשר פועל למעשה לביטול מגע הזזה בין הדיסק למושב. במקרה של שסתומים משולשים, המושב עשוי ממתכת כך שניתן לעבד אותו במכונה כדי להשיג סגירה אטומה לבועות בעת מגע עם הדיסק.

סוגים

1. שסתומי פרפר קונצנטריים - סוג זה של שסתום בעל מושב גומי גמיש עם דיסק מתכת.
2. שסתומי פרפר אקסצנטריים כפולים (שסתומי פרפר בעלי ביצועים גבוהים או שסתומי פרפר כפולים) - סוגים שונים של חומרים משמשים למושב ודיסק.
3. שסתומי פרפר משולשים אקסצנטריים (שסתומי פרפר משולשים) - המושבים הם בעיצוב למינציה או מתכת מוצקה.

שסתום פרפר בסגנון רקיק

שסתום הפרפר בסגנון רקיק נועד לשמור על אטימה נגד הפרש לחץ דו-כיווני כדי למנוע כל זרימה חוזרת במערכות המיועדות לזרימה חד-כיוונית. זה משיג את זה עם אטימה הדוקה; כלומר, אטם, O-ring, עיבוד מדויק, וחזית שסתום שטוחה בצדי השסתום במעלה הזרם והמורד.

שסתום פרפר בסגנון לוגי

לשסתומים בסגנון לוגי יש תוספות הברגה בשני הצדדים של גוף השסתום. זה מאפשר להתקין אותם במערכת באמצעות שתי קבוצות של ברגים וללא אומים. השסתום מותקן בין שני אוגנים באמצעות סט ברגים נפרד לכל אוגן. הגדרה זו מאפשרת לנתק את שני הצדדים של מערכת הצנרת מבלי להפריע לצד השני.

שסתום פרפר בסגנון זיז המשמש בשירות ללא מוצא יש בדרך כלל דירוג לחץ מופחת. לדוגמה, שסתום פרפר בסגנון זיז המותקן בין שני אוגנים הוא בעל דירוג לחץ של 1,000 kPa (150psi). לאותו שסתום המותקן עם אוגן אחד, בשירות ללא מוצא, יש דירוג של 520 kPa (75 psi). שסתומים סגורים עמידים במיוחד בפני כימיקלים וממיסים ויכולים להתמודד עם טמפרטורות של עד 200 מעלות צלזיוס, מה שהופך אותו לפתרון רב תכליתי.

שסתום סיבובי

שסתומים סיבוביים מהווים נגזרת של שסתומי הפרפר הכלליים ומשמשים בעיקר בתעשיות עיבוד אבקה. במקום להיות שטוח, הפרפר מצויד בכיסים. כשהוא סגור, הוא פועל בדיוק כמו שסתום פרפר והוא הדוק. אבל כאשר הוא נמצא בסיבוב, הכיסים מאפשרים הפלה של כמות מוגדרת של מוצקים, מה שהופך את השסתום למתאים למינון מוצר בתפזורת על ידי כוח הכבידה. שסתומים כאלה הם בדרך כלל בגודל קטן (פחות מ-300 מ"מ), מופעלים פנאומטית ומסתובבים 180 מעלות קדימה ואחורה.

שימוש בתעשייה

בתעשיות התרופות, הכימיות והמזון, נעשה שימוש בשסתום פרפר כדי להפסיק את זרימת המוצר (מוצק, נוזל, גז) בתהליך. השסתומים המשמשים בתעשיות אלו מיוצרים בדרך כלל על פי הנחיות cGMP (נוהלי ייצור נוכחיים). שסתומי פרפר החליפו בדרך כלל שסתומים כדוריים בתעשיות רבות, במיוחד נפט, בשל עלות נמוכה יותר וקלות ההתקנה, אך לא ניתן "לנקות" צינורות המכילים שסתומי פרפר לניקוי.

הִיסטוֹרִיָה

שסתום הפרפר נמצא בשימוש מאז סוף המאה ה-18. ג'יימס וואט השתמש בשסתום פרפר באב-טיפוס של מנוע הקיטור שלו. עם התקדמות ייצור וטכנולוגיה של חומרים, ניתן להפוך את שסתומי הפרפר לקטנים יותר ולעמוד בטמפרטורות קיצוניות יותר. לאחר מלחמת העולם השנייה, נעשה שימוש בגומי סינתטי באיברי הסילר, מה שאפשר להשתמש בשסתום הפרפר בתעשיות רבות נוספות. בשנת 1969 ג'יימס אי. המפיל רשם פטנט על שיפור בשסתום הפרפר, תוך הפחתת המומנט ההידרודינמי הדרוש לשינוי תפוקת השסתום.