Elastīgie tauriņvārstiir visplašāk izmantotais droseļvārstu veids rūpnieciskajos cauruļvados. Kā blīvējuma virsmu tie izmanto elastīgus materiālus, piemēram, gumiju, un, lai panāktu blīvējuma veiktspēju, paļaujas uz "materiāla noturību" un "strukturālo saspiešanu".
Šis raksts ne tikai iepazīstina ar struktūru, lietojumiem un materiāliem, bet arī analizē tos no vispārējām zināšanām līdz padziļinātai loģikai.
1. Elastīgo tauriņvārstu pamatzināšanas (īss apraksts)
1.1 Pamatstruktūra
Vārsta korpuss:Parasti vafeļu tipa, uzgaļu tipa vai atloku tipa.
Vārsta disks:Apaļa metāla plāksne, kas aizverot saspiež gumijas blīvi, lai izveidotu blīvējumu.
Vārsta sēdeklis:Izgatavots no elastīgiem materiāliem, piemēram, NBR/EPDM/PTFE/ar gumijas oderi, kas darbojas kopā ar vārsta disku.
Vārsta kāts:Pārsvarā izmanto vienas vārpstas vai divu vārpstu konstrukciju.
Izpildmehānisms:Rokturis, tārpu pārnesums, elektriskais, pneimatiskais utt.
1.2 Kopīgas iezīmes
Blīvējuma līmenis parasti sasniedz nulles noplūdi.
Zemas izmaksas un plašs pielietojumu klāsts.
Galvenokārt izmanto zema un vidēja spiediena sistēmās, piemēram, ūdensapgādes, gaisa kondicionēšanas, HVAC un vieglās ķīmijas rūpniecībā.
2. Nepareizi priekšstati par elastīgajiem tauriņvārstiem
2.1 Blīvēšanas būtība ir gumijas izturība
Daudzi cilvēki uzskata: "Elastīgu sēdekļu blīvēšanai nepieciešama gumijas izturība."
Blīvēšanas patiesā būtība ir:
Vārsta korpuss + vārsta kāta centra attālums + vārsta diska biezums + vārsta ligzdas iegulšanas metode
Kopā izveidojiet "kontrolētu saspiešanas zonu".
Vienkārši sakot:
Gumija nevar būt pārāk vaļīga vai pārāk cieša; tā balstās uz "blīvējuma saspiešanas zonu", ko kontrolē apstrādes precizitāte.
Kāpēc tas ir svarīgi?
Nepietiekama saspiešana: Vārsts tek, kad tas ir aizvērts.
Pārmērīga saspiešana: ārkārtīgi liels griezes moments, priekšlaicīga gumijas novecošanās.
2.2 Vai racionalizētāka diska forma ir energoefektīvāka?
Vispārpieņemts viedoklis: vienkāršoti vārstu diski var samazināt spiediena zudumus.
Saskaņā ar "šķidruma mehānikas" teoriju tas ir taisnība, taču tas nav pilnībā piemērojams elastīgo tauriņvārstu faktiskajai pielietošanai.
Iemesls:
Galvenais spiediena zuduma avots tauriņvārstos nav vārsta diska forma, bet gan "mikrokanāla tuneļa efekts", ko izraisa vārsta ligzdas gumijas saraušanās. Pārāk plāns vārsta disks var nenodrošināt pietiekamu kontakta spiedienu, kas var izraisīt pārtrauktas blīvējuma līnijas un noplūdi.
Pilnveidota vārsta plāksne var radīt asus sprieguma punktus uz gumijas, samazinot tās kalpošanas laiku.
Tāpēc mīksti blīvējošo tauriņvārstu konstrukcijā prioritāte tiek dota "blīvējuma līnijas stabilitātei", nevis racionalizācijai.
2.3 Mīksti nosēdinātiem tauriņvārstiem ir tikai centrālās līnijas struktūra
Tiešsaistē bieži tiek teikts, ka ekscentriskiem tauriņvārstiem jāizmanto metāla cietie blīvējumi.
Tomēr reālās inženierijas pieredze rāda, ka:
Dubultā ekscentricitāte ievērojami uzlabo elastīgo tauriņvārstu kalpošanas laiku.
Iemesls:
Divkārša ekscentricitāte: vārsta disks saskaras ar gumiju tikai pēdējos 2–3° aizvēršanās leņķī, ievērojami samazinot berzi.
Zemāks griezes moments, kas nodrošina ekonomiskāku izpildmehānisma izvēli.
2.4 Galvenais apsvērums gumijas sēdeklim ir "materiāla nosaukums"*
Lielākā daļa lietotāju koncentrējas tikai uz:
EPDM
NBR
Vitons (FKM)
Bet dzīves ilgumu patiesībā ietekmē sekojošais:
2.4.1 Šora cietība:
Piemēram, EPDM cietība pēc Šora A skalas nav princips "jo mīkstāks, jo labāk". Parasti optimālais līdzsvara punkts ir 65–75, kas nodrošina nulles noplūdi zemā spiedienā (PN10-16).
Pārāk mīksts: Zems griezes moments, bet viegli plīst. Augsta spiediena maksimumos (>2 MPa) vai turbulentā vidē mīkstā gumija tiek pārmērīgi saspiesta, izraisot ekstrūzijas deformāciju. Turklāt augsta temperatūra (>80°C) vēl vairāk mīkstina gumiju.
Pārāk ciets: Grūti noblīvēt, īpaši zemspiediena sistēmās (<1 MPa), kur gumiju nevar pietiekami saspiest, lai izveidotu hermētisku saskarni, kā rezultātā rodas mikronoplūde.
2.4.2 Vulkanizācijas temperatūra un sacietēšanas laiks
Vulkanizācijas temperatūra un sacietēšanas laiks kontrolē gumijas molekulāro ķēžu šķērssavienošanos, tieši ietekmējot tīkla struktūras stabilitāti un ilgtermiņa veiktspēju. Tipiskais diapazons ir 140–160 °C, 30–60 minūtes. Pārāk augsta vai pārāk zema temperatūra noved pie nevienmērīgas sacietēšanas un paātrinātas novecošanās. Mūsu uzņēmums parasti izmanto daudzpakāpju vulkanizāciju (iepriekšēja sacietēšana 140 °C temperatūrā, kam seko pēcsacietēšana 150 °C temperatūrā). 2.4.3 Saspiešanas deformācija
Saspiešanas deformācija attiecas uz paliekošās deformācijas daļu, ko gumija piedzīvo pastāvīgā slodzē (parasti 25–50 % saspiešana, testēta 70 °C temperatūrā 22 h, ASTM D395) un ko tā nevar pilnībā atgūt. Ideālā saspiešanas deformācijas vērtība ir <20 %. Šī vērtība ir vārsta ilgtermiņa blīvēšanas "šaurums"; ilgstošs augsts spiediens rada pastāvīgas spraugas, veidojot noplūdes vietas.
2.4.4 Stiepes izturība
A. Stiepes izturība (parasti >10 MPa, ASTM D412) ir maksimālā slodze, ko gumija var izturēt pirms stiepes lūzuma, un tā ir kritiski svarīga vārsta ligzdas nodilumizturībai un plīsuma izturībai. Gumijas saturs un kvēpu attiecība nosaka vārsta ligzdas stiepes izturību.
Tauriņvārstos tas ir izturīgs pret bīdi, ko rada vārsta diska mala, un šķidruma triecieniem.
2.4.5 Lielākais slēptais tauriņvārstu apdraudējums ir noplūde.
Inženiertehniskajās avārijās noplūde bieži vien nav lielākā problēma, bet gan griezes momenta palielināšanās.
Kas patiesībā noved pie sistēmas kļūmes, ir:
Pēkšņs griezes momenta pieaugums → tārpu pārvada bojājums → izpildmehānisma atvienošanās → vārsta iesprūšana
Kāpēc griezes moments pēkšņi palielinās?
- Vārsta ligzdas izplešanās augstā temperatūrā
- Ūdens absorbcija un gumijas izplešanās (īpaši zemas kvalitātes EPDM)
- Gumijas paliekoša deformācija ilgstošas saspiešanas dēļ
- Nepareiza atstarpes starp vārsta kātu un vārsta disku konstrukcija
- Pēc nomaiņas vārsta ligzda nav pareizi ielauzta
Tāpēc "griezes momenta līkne" ir ļoti svarīgs rādītājs.
2.4.6 Vārsta korpusa apstrādes precizitāte nav mazsvarīga.
Daudzi cilvēki kļūdaini uzskata, ka mīksti noslēdzamo tauriņvārstu blīvējums galvenokārt ir atkarīgs no gumijas, tāpēc vārsta korpusa apstrādes precizitātes prasības nav augstas.
Tas ir pilnīgi nepareizi.
Vārsta korpusa precizitāte ietekmē:
Vārsta ligzdas rievas dziļums → blīvējuma saspiešanas novirze, kas atvēršanas un aizvēršanas laikā viegli izraisa nepareizu izlīdzināšanu.
Nepietiekama rievas malas slīpēšana → skrāpējumi vārsta ligzdas uzstādīšanas laikā
Kļūda vārsta diska centra attālumā → pārmērīgs lokāls kontakts
2.4.7 "Pilnībā ar gumiju/PTFE izklātu tauriņvārstu" kodols ir vārsta plāksne.
Pilnībā ar gumiju vai PTFE oderētas konstrukcijas kodols nav paredzēts, lai "būtu lielākai platībai, kas šķiet izturīga pret koroziju", bet gan lai bloķētu vides iekļūšanu mikrokanālos vārsta korpusa iekšpusē. Daudzas problēmas ar lētiem tauriņvārstiem nav saistītas ar sliktu gumijas kvalitāti, bet gan ar:
"Ķīļveida sprauga" vārsta ligzdas un korpusa savienojumā nav pareizi risināta.
Ilgstoša šķidruma erozija → mikroplaisas → gumijas pūslīši un izliekumi
Pēdējais solis ir vārsta sēdekļa lokalizēta atteice.
3. Kāpēc elastīgie tauriņvārsti tiek izmantoti visā pasaulē?
Papildus zemajām izmaksām, trīs dziļāki iemesli ir:
3.1. Ārkārtīgi augsta kļūdu tolerance
Salīdzinot ar metāla blīvēm, gumijas blīvēm, pateicoties to lieliskajai elastībai, ir liela pielaide uzstādīšanas novirzēm un nelielām deformācijām.
Gumijas elastība absorbē pat cauruļu iepriekšējas ražošanas kļūdas, atloku novirzes un nevienmērīgu skrūvju spriegumu (protams, tas ir ierobežoti un nevēlami, un ilgtermiņā radīs zināmus bojājumus cauruļvadam un vārstam).
3.2. Vislabākā pielāgošanās spēja sistēmas spiediena svārstībām
Gumijas blīves nav tik "trauslas" kā metāla blīves; tās automātiski kompensē blīvējuma līniju spiediena svārstību laikā.
3.3. Zemākās kopējās dzīves cikla izmaksas
Cieti noslēgti tauriņvārsti ir izturīgāki, taču to izmaksas un izpildmehānisma izmaksas ir augstākas.
Salīdzinājumam, elastīgo tauriņvārstu kopējās investīciju un uzturēšanas izmaksas ir ekonomiskākas.
4. Secinājums
VērtībaElastīgie tauriņu vārstinav tikai "mīkstais blīvējums"
Mīksti blīvētie tauriņvārsti var šķist vienkārši, taču patiesi izcilus produktus nodrošina stingra inženiertehniska loģika, tostarp:
Precīzs saspiešanas zonas dizains
Kontrolēta gumijas veiktspēja
Vārsta korpusa un kāta ģeometriskā saskaņošana
Vārsta sēdekļa montāžas process
Griezes momenta pārvaldība
Dzīves cikla testēšana
Šie ir galvenie faktori, kas nosaka kvalitāti, nevis "materiāla nosaukums" un "izskata struktūra".
PIEZĪME:* DATI attiecas uz šo tīmekļa vietni:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Publicēšanas laiks: 2025. gada 9. decembris