Zasada działania

Działanie przypomina zawór kulowy, co pozwala na szybkie zamknięcie. Zawory motylkowe są ogólnie preferowane, ponieważ kosztują mniej niż inne konstrukcje zaworów i są lżejsze, więc wymagają mniejszego wsparcia. Tarcza jest umieszczona pośrodku rury. Pręt przechodzi przez tarczę do siłownika znajdującego się na zewnątrz zaworu. Obracanie siłownika obraca tarczę równolegle lub prostopadle do przepływu. W przeciwieństwie do zaworu kulowego, dysk jest zawsze obecny w przepływie, więc powoduje spadek ciśnienia, nawet gdy jest otwarty.

Zawór motylkowy należy do rodziny zaworów tzwzawory ćwierćobrotowe. Podczas pracy zawór jest całkowicie otwarty lub zamknięty, gdy dysk obraca się o ćwierć obrotu. „Motyl” to metalowy krążek osadzony na pręcie. Gdy zawór jest zamknięty, tarcza jest obrócona w taki sposób, że całkowicie blokuje przejście. Kiedy zawór jest całkowicie otwarty, dysk obraca się o ćwierć obrotu, dzięki czemu umożliwia prawie nieograniczony przepływ płynu. Zawór można także otwierać stopniowo w celu dławienia przepływu.

Istnieją różne rodzaje zaworów motylkowych, każdy przystosowany do różnych ciśnień i różnych zastosowań. Zawór motylkowy z zerowym przesunięciem, który wykorzystuje elastyczność gumy, ma najniższe ciśnienie znamionowe. Wysokowydajny zawór motylkowy z podwójnym przesunięciem, stosowany w układach o nieco wyższym ciśnieniu, jest przesunięty w stosunku do linii środkowej gniazda dysku i uszczelnienia korpusu (przesunięcie jedno) oraz linii środkowej otworu (przesunięcie drugie). Powoduje to powstanie krzywki podczas pracy, która podnosi gniazdo z uszczelki, co skutkuje mniejszym tarciem niż w przypadku konstrukcji z zerowym przesunięciem i zmniejsza jego skłonność do zużycia. Zaworem najlepiej nadającym się do systemów wysokociśnieniowych jest przepustnica z potrójnym przesunięciem. W tym zaworze oś styku gniazda dysku jest przesunięta, co praktycznie eliminuje kontakt ślizgowy pomiędzy dyskiem a gniazdem. W przypadku zaworów z potrójnym przesunięciem gniazdo jest wykonane z metalu, dzięki czemu można je poddać obróbce mechanicznej w celu uzyskania bąbelkowoszczelnego odcięcia w kontakcie z tarczą.

Typy

1. Koncentryczne przepustnice – ten typ przepustnicy posiada sprężyste gumowe gniazdo z metalowym dyskiem.
2. Przepustnice podwójnie mimośrodowe (przepustnice o wysokiej wydajności lub przepustnice z podwójnym przesunięciem) – gniazdo i tarcza są wykonane z różnych materiałów.
3. Przepustnice potrójnie mimośrodowe (przepustnice z potrójnym przesunięciem) – gniazda są albo laminowane, albo mają konstrukcję z litego metalu.

Zawór motylkowy typu waflowego

Zawór motylkowy typu waflowego zaprojektowano tak, aby zapewniał uszczelnienie przed dwukierunkową różnicą ciśnień i zapobiegał przepływowi wstecznemu w systemach zaprojektowanych do przepływu jednokierunkowego. Osiąga to dzięki ściśle dopasowanej uszczelce; tj. uszczelka, pierścień typu o-ring, precyzyjnie obrobione i płaska przylga zaworu po stronie wlotowej i wylotowej zaworu.

Zawór motylkowy typu lug

Zawory typu lug mają gwintowane wkładki po obu stronach korpusu zaworu. Dzięki temu można je zainstalować w systemie przy użyciu dwóch zestawów śrub i bez nakrętek. Zawór montowany jest pomiędzy dwoma kołnierzami za pomocą oddzielnego zestawu śrub dla każdego kołnierza. Taka konfiguracja umożliwia odłączenie dowolnej strony systemu rurowego bez zakłócania pracy drugiej strony.

Zawór motylkowy z występem stosowany w ślepych zaułkach ma zazwyczaj obniżone ciśnienie znamionowe. Na przykład przepustnica z występem zamontowana pomiędzy dwoma kołnierzami ma ciśnienie znamionowe 1000 kPa (150 psi). Ten sam zawór zamontowany z jednym kołnierzem, pracujący w ślepym zaułku, ma ciśnienie znamionowe 520 kPa (75 psi). Zawory z zaczepami są wyjątkowo odporne na chemikalia i rozpuszczalniki i wytrzymują temperatury do 200°C, co czyni je uniwersalnym rozwiązaniem.

Zawór obrotowy

Zawory obrotowe stanowią pochodną ogólnych zaworów motylkowych i są stosowane głównie w przemyśle przetwórstwa proszków. Zamiast być płaski, motyl wyposażony jest w kieszenie. Zamknięty działa dokładnie jak przepustnica i jest szczelny. Natomiast gdy zawór jest w ruchu obrotowym, kieszenie pozwalają na upuszczenie określonej ilości cząstek stałych, co sprawia, że ​​zawór nadaje się do dozowania produktów sypkich grawitacyjnie. Zawory takie mają zazwyczaj niewielkie rozmiary (poniżej 300 mm), są uruchamiane pneumatycznie i obracają się o 180 stopni tam i z powrotem.

Zastosowanie w przemyśle

W przemyśle farmaceutycznym, chemicznym i spożywczym przepustnica służy do przerwania przepływu produktu (stałego, ciekłego, gazowego) w procesie. Zawory stosowane w tych gałęziach przemysłu są zwykle produkowane zgodnie z wytycznymi cGMP (aktualna dobra praktyka produkcyjna). Zawory motylkowe na ogół zastępują zawory kulowe w wielu gałęziach przemysłu, szczególnie w przemyśle naftowym, ze względu na niższy koszt i łatwość instalacji, ale rurociągów zawierających przepustnice nie można „poddawać” do czyszczenia.

Historia

Zawór motylkowy jest używany od końca XVIII wieku. James Watt zastosował zawór motylkowy w swoich prototypach silnika parowego. Dzięki postępowi w produkcji materiałów i technologii przepustnice mogą być mniejsze i wytrzymywać bardziej ekstremalne temperatury. Po drugiej wojnie światowej w elementach uszczelniających zastosowano kauczuki syntetyczne, co umożliwiło zastosowanie przepustnicy w wielu innych gałęziach przemysłu. W 1969 roku James E. Hemphill opatentował ulepszenie przepustnicy, zmniejszając moment hydrodynamiczny potrzebny do zmiany wydajności zaworu.