Valve fluture elasticesunt cel mai utilizat tip de valvă fluture în conductele industriale. Acestea utilizează materiale elastice, cum ar fi cauciucul, ca suprafață de etanșare, bazându-se pe „rezistența materialului” și „compresia structurală” pentru a obține performanțe de etanșare.
Acest articol nu numai că prezintă structura, utilizările și materialele, ci le analizează și de la cunoștințe generale până la logică aprofundată.
1. Noțiuni de bază despre valvele fluture elastice (scurtă descriere)
1.1 Structura de bază
Corpul supapei:De obicei, tip plachetă, tip conector sau tip flanșă.
Discul supapei:O placă metalică circulară care comprimă scaunul de cauciuc atunci când este închisă pentru a crea o etanșare.
Scaunul supapei:Fabricate din materiale elastice precum NBR/EPDM/PTFE/căptușite cu cauciuc, funcționează împreună cu discul valvei.
Tijă de supapă:În mare parte, folosește un design cu un singur arbore sau cu două arbori.
Actuator:Mâner, angrenaj melcat, electric, pneumatic etc.
1.2 Caracteristici comune
Nivelul de etanșare atinge de obicei zero scurgeri.
Cost redus și gamă largă de aplicații.
Se utilizează în principal în sisteme de presiune joasă și medie, cum ar fi apă, aer condiționat, HVAC și industrii chimice ușoare.
2. Concepții greșite despre valvele fluture elastice
2.1 Esența etanșării este rezistența cauciucului
Mulți oameni cred: „Scaunele elastice se bazează pe rezistența cauciucului pentru etanșare.”
Adevărata esență a sigilării este:
Corpul valvei + distanța centrală a tijei valvei + grosimea discului valvei + metoda de încorporare a scaunului valvei
Împreună creează o „zonă de compresie controlată”.
Simplu spus:
Cauciucul nu poate fi nici prea slăbit, nici prea strâns; se bazează pe o „zonă de compresie de etanșare” controlată prin precizie de prelucrare.
De ce este acest lucru crucial?
Compresie insuficientă: Supapa prezintă scurgeri când este închisă.
Compresie excesivă: Cuplu extrem de mare, îmbătrânire prematură a cauciucului.
2.2 Este o formă de disc mai aerodinamică mai eficientă din punct de vedere energetic?
Opinie comună: Discurile de supapă aerodinamice pot reduce pierderea de presiune.
Acest lucru este adevărat conform teoriei „mecanicii fluidelor”, dar nu este în întregime aplicabil aplicației reale a valvelor fluture elastice.
Motiv:
Principala sursă a pierderii de presiune în vanele fluture nu este forma discului vanei, ci „efectul de tunel microcanal” cauzat de contracția cauciucului scaunului vanei. Dacă discul vanei este prea subțire, aceasta nu poate asigura o presiune de contact suficientă, ceea ce poate duce la conducte de etanșare discontinue și scurgeri.
Un disc de supapă aerodinamic poate provoca puncte ascuțite de solicitare a cauciucului, reducându-i durata de viață.
Prin urmare, proiectarea robinetelor fluture cu scaun moale prioritizează „stabilitatea liniei de etanșare” în detrimentul aerodinamicității.
2.3 Vanele fluture cu scaun moale au doar o structură centrală
Se spune adesea online că vanele fluture excentrice ar trebui să utilizeze etanșări metalice dure.
Totuși, experiența inginerească din lumea reală arată că:
Dubla excentricitate îmbunătățește semnificativ durata de viață a valvelor fluture elastice.
Motiv:
Dublă excentricitate: Discul valvei intră în contact cu cauciucul doar în ultimii 2-3° de închidere, reducând semnificativ frecarea.
Cuplu mai mic, ceea ce duce la o alegere mai economică a actuatorului.
2.4 Principalul aspect de luat în considerare pentru scaunul de cauciuc este „denumirea materialului”*
Majoritatea utilizatorilor se concentrează doar pe:
EPDM
BNR
Viton (FKM)
Dar ceea ce afectează cu adevărat durata de viață este:
2.4.1 Duritate Shore:
De exemplu, duritatea Shore A a EPDM-ului nu este un caz de „cu cât mai moale, cu atât mai bine”. De obicei, 65-75 este punctul de echilibru optim, atingând zero scurgeri la presiune scăzută (PN10-16).
Prea moale: Cuplu redus, dar se rupe ușor. În vârfuri de presiune ridicată (>2 MPa) sau în medii turbulente, cauciucul moale este comprimat excesiv, provocând deformarea prin extrudare. În plus, temperaturile ridicate (>80°C) înmoaie și mai mult cauciucul.
Prea dur: Dificil de etanșat, în special în sistemele de joasă presiune (<1 MPa), unde cauciucul nu poate fi suficient comprimat pentru a forma o interfață etanșă, ceea ce duce la micro-scurgeri.
2.4.2 Temperatura de vulcanizare și timpul de întărire
Temperatura de vulcanizare și timpul de întărire controlează reticularea lanțurilor moleculare de cauciuc, afectând direct stabilitatea structurii rețelei și performanța pe termen lung. Intervalul tipic este de 140-160°C, 30-60 de minute. Temperaturile prea ridicate sau prea scăzute duc la întărire neuniformă și îmbătrânire accelerată. Compania noastră utilizează, în general, vulcanizarea în mai multe etape (pre-întărire la 140°C, urmată de post-întărire la 150°C). 2.4.3 Deformare prin compresie
Deformarea permanentă prin compresie se referă la proporția de deformare permanentă pe care o suferă cauciucul sub o solicitare constantă (de obicei, compresie 25%-50%, testată la 70°C/22h, ASTM D395) și care nu se poate recupera complet. Valoarea ideală pentru deformarea permanentă prin compresie este <20%. Această valoare reprezintă „blocajul” pentru etanșarea pe termen lung a valvei; presiunea ridicată pe termen lung duce la goluri permanente, formând puncte de scurgere.
2.4.4 Rezistența la tracțiune
A. Rezistența la tracțiune (de obicei >10 MPa, ASTM D412) este tensiunea maximă pe care cauciucul o poate suporta înainte de fracturarea la tracțiune și este esențială pentru rezistența la uzură și la rupere a scaunului supapei. Conținutul de cauciuc și raportul de negru de fum determină rezistența la tracțiune a scaunului supapei.
În cazul valvelor fluture, rezistă la forfecare de către marginea discului valvei și la impactul fluidului.
2.4.5 Cel mai mare pericol ascuns al robinetelor fluture este scurgerea.
În accidentele inginerești, scurgerile nu sunt adesea cea mai mare problemă, ci mai degrabă creșterea cuplului.
Ceea ce duce cu adevărat la eșecul sistemului este:
Creștere bruscă a cuplului → deteriorarea angrenajului melcat → declanșarea actuatorului → blocarea supapei
De ce crește brusc cuplul?
- Dilatarea scaunului supapei la temperatură înaltă
- Absorbția apei și dilatarea cauciucului (în special a EPDM-ului de calitate inferioară)
- Deformarea permanentă a cauciucului din cauza compresiei pe termen lung
- Proiectare necorespunzătoare a spațiului dintre tija supapei și discul supapei
- Scaunul supapei nu este rupt corect după înlocuire
Prin urmare, „curba cuplului” este un indicator foarte important.
2.4.6 Precizia prelucrării corpului supapei nu este lipsită de importanță.
Mulți oameni cred în mod eronat că etanșarea valvelor fluture cu scaun moale se bazează în principal pe cauciuc, astfel încât cerințele de precizie de prelucrare ale corpului valvei nu sunt ridicate.
Acest lucru este complet greșit.
Precizia corpului supapei afectează:
Adâncimea canelurii scaunului supapei → abaterea compresiei etanșării, provocând cu ușurință nealinierea în timpul deschiderii și închiderii.
Teşire insuficientă a marginii canelurii → zgârieturi în timpul instalării scaunului supapei
Eroare la distanța centrală a discului supapei → contact excesiv localizat
2.4.7 Nucleul „valvelor fluture cu căptușeală completă din cauciuc/PTFE” este discul valvei.
Nucleul structurii complet căptușite cu cauciuc sau PTFE nu are scopul de a „avea o suprafață mai mare care să pară rezistentă la coroziune”, ci de a bloca mediul să pătrundă în microcanalele din interiorul corpului valvei. Multe probleme ale valvelor fluture ieftine nu se datorează calității slabe a cauciucului, ci mai degrabă:
„Distanța în formă de pană” de la joncțiunea dintre scaunul supapei și corp nu este tratată corespunzător.
Eroziunea fluidelor pe termen lung → microfisuri → formarea de bășici și umflături din cauciuc
Pasul final este defectarea localizată a scaunului supapei.
3. De ce sunt utilizate valvele fluture elastice în întreaga lume?
Pe lângă costul redus, cele trei motive mai profunde sunt:
3.1. Toleranță extrem de ridicată la erori
Comparativ cu garniturile metalice, garniturile din cauciuc, datorită elasticității lor excelente, au o toleranță puternică la abaterile de instalare și la deformările ușoare.
Chiar și erorile de prefabricare a țevilor, abaterile flanșelor și tensiunea neuniformă a șuruburilor sunt absorbite de elasticitatea cauciucului (desigur, acest lucru este limitat și nedorit și va cauza unele deteriorări conductei și valvei pe termen lung).
3.2. Cea mai bună adaptabilitate la fluctuațiile de presiune ale sistemului
Garniturile de cauciuc nu sunt la fel de „fragile” ca garniturile metalice; ele compensează automat conducta de etanșare în timpul fluctuațiilor de presiune.
3.3. Cel mai mic cost total pe ciclu de viață
Vanele fluture cu etanșare dură sunt mai durabile, dar costul și costurile actuatoarelor sunt mai mari.
Prin comparație, costurile totale de investiție și întreținere ale valvelor fluture elastice sunt mai economice.
4. Concluzie
ValoareaValve fluture elasticenu este doar „etanșare moale”
Vanele fluture cu etanșare moale pot părea simple, dar produsele cu adevărat excelente sunt susținute de o logică riguroasă de nivel ingineresc, inclusiv:
Design precis al zonei de compresie
Performanță controlată a cauciucului
Potrivirea geometrică a corpului și tijei valvei
Procesul de asamblare a scaunului supapei
Gestionarea cuplului
Testarea ciclului de viață
Aceștia sunt factorii cheie care determină calitatea, nu „denumirea materialului” și „structura aspectului”.
NOTĂ:* DATE se referă la acest site web:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Data publicării: 09 decembrie 2025