Funktionsprincip

Driften liknar den för en kulventil, vilket möjliggör snabb avstängning. Vridspjällsventiler är i allmänhet gynnade eftersom de kostar mindre än andra ventilkonstruktioner och är lättare så att de behöver mindre stöd. Skivan är placerad i mitten av röret. En stång passerar genom skivan till ett manöverdon på utsidan av ventilen. Genom att rotera ställdonet vrids skivan antingen parallellt eller vinkelrätt mot flödet. Till skillnad från en kulventil är skivan alltid närvarande i flödet, så den inducerar ett tryckfall, även när den är öppen.

En fjärilsventil är från en familj av ventiler som kallaskvartsvarvsventiler. Under drift är ventilen helt öppen eller stängd när skivan vrids ett kvarts varv. "Fjärilen" är en metallskiva monterad på en stång. När ventilen är stängd vrids skivan så att den helt blockerar av passagen. När ventilen är helt öppen, vrids skivan ett kvarts varv så att den tillåter en nästan obegränsad passage av vätskan. Ventilen kan också öppnas stegvis för att strypa flödet.

Det finns olika typer av fjärilsventiler, var och en anpassad för olika tryck och olika användningsområden. Noll-offset-fjärilsventilen, som använder flexibiliteten hos gummi, har den lägsta tryckklassificeringen. Den högpresterande dubbelförskjutna vridspjällsventilen, som används i system med något högre tryck, är förskjuten från mittlinjen på skivans säte och kroppstätning (offset ett) och mittlinjen på hålet (offset två). Detta skapar en kamverkan under drift för att lyfta sätet ur tätningen, vilket resulterar i mindre friktion än vad som skapas i nollförskjutningsdesignen och minskar dess tendens att slitas. Den ventil som är bäst lämpad för högtryckssystem är den trippelförskjutna fjärilsventilen. I denna ventil är skivans säteskontaktaxel förskjuten, vilket verkar för att praktiskt taget eliminera glidkontakt mellan skiva och säte. I fallet med trippelförskjutna ventiler är sätet tillverkat av metall så att det kan bearbetas så att det uppnår en bubbeltät avstängning vid kontakt med skivan.

Typer

1. Koncentriska fjärilsventiler – denna typ av ventil har ett fjädrande gummisäte med en metallskiva.
2. Dubbelexcentriska vridspjällsventiler (högpresterande vridspjällsventiler eller dubbelförskjutna vridspjällsventiler) – olika typer av material används för säte och skiva.
3. Trippelexcentriska vridspjällsventiler (trippelförskjutna vridspjällsventiler) - sätena är antingen laminerade eller solida metallsäten.

Fjärilsventil i wafer-stil

Fjärilsventilen av wafertyp är designad för att upprätthålla en tätning mot dubbelriktad tryckskillnad för att förhindra eventuellt återflöde i system som är designade för enkelriktat flöde. Det åstadkommer detta med en tättslutande tätning; dvs packning, o-ring, precisionsbearbetad och en plan ventilyta på ventilens uppströms och nedströms sida.

Fjärilsventil i klackstil

Ventiler av ventiltyp har gängade insatser på båda sidor av ventilhuset. Detta gör att de kan installeras i ett system med två uppsättningar bultar och inga muttrar. Ventilen installeras mellan två flänsar med en separat uppsättning bultar för varje fläns. Denna inställning tillåter att vardera sidan av rörsystemet kopplas bort utan att den andra sidan störs.

En fjärilsventil av luggstil som används i återvändsgränd har i allmänhet ett reducerat tryck. Till exempel har en fjärilsventil som är monterad mellan två flänsar ett tryck på 1 000 kPa (150 psi). Samma ventil monterad med en fläns, i återvändsgränd, har en kapacitet på 520 kPa (75 psi). Luggade ventiler är extremt motståndskraftiga mot kemikalier och lösningsmedel och klarar temperaturer upp till 200 °C, vilket gör det till en mångsidig lösning.

Roterande ventil

Roterande ventiler utgör en härledning av de allmänna fjärilsventilerna och används främst inom pulverbearbetningsindustrin. Istället för att vara platt är fjärilen utrustad med fickor. När den är stängd fungerar den precis som en fjärilsventil och är tät. Men när den är i rotationen tillåter fickorna att tappa en definierad mängd fasta ämnen, vilket gör ventilen lämplig för att dosera bulkprodukt med gravitation. Sådana ventiler är vanligtvis av liten storlek (mindre än 300 mm), pneumatiskt aktiverade och roterar 180 grader fram och tillbaka.

Används inom industrin

Inom läkemedels-, kemi- och livsmedelsindustrin används en fjärilsventil för att avbryta produktflödet (fast, flytande, gas) i processen. Ventilerna som används i dessa industrier tillverkas vanligtvis enligt cGMP-riktlinjer (nuvarande god tillverkningssed). Vridspjällsventiler ersatte i allmänhet kulventiler i många industrier, särskilt petroleum, på grund av lägre kostnad och enkel installation, men rörledningar som innehåller vridspjällsventiler kan inte "piggas" för rengöring.

Historia

Fjärilsventilen har varit i bruk sedan slutet av 1700-talet. James Watt använde en fjärilsventil i sina ångmotorprototyper. Med framsteg inom materialtillverkning och teknik kunde fjärilsventiler göras mindre och klara mer extrema temperaturer. Efter andra världskriget användes syntetiskt gummi i tätningselementen, vilket gjorde att fjärilsventilen kunde användas i många fler industrier. 1969 patenterade James E. Hemphill en förbättring av vridspjällsventilen, vilket minskade det hydrodynamiska vridmomentet som behövs för att ändra ventilens effekt.