バタフライ バルブは動作がシンプルです。直径に穴が開けられた平らな円形のディスクをリング状のシート内で 90 度回転させて、流体通路を開いたり、絞ったり、閉じたりします。{1}ディスクは常に流路内に留まるため、バルブの特性は、そのスリムなプロファイルが圧力、速度、シールの摩擦とどのように相互作用するかによって決まります。
基本原則
シャフトがパイプの軸と平行である場合、ディスクは流れに対してエッジを提示し、水頭損失はほとんど発生しません。完全に閉じた位置では、ディスクはエラストマーまたは金属のシートにぴったり当てられ、しっかりとしたシールを形成します。 4 分の 1 回転動作とは、空気圧または電動アクチュエータが 1 秒未満でバルブを循環させることができることを意味し、緊急遮断や自動バッチ処理に最適です。-
トルク挙動
ディスクは対称であるため、トルクは 2 つの極値 (0 度および 90 度) 付近で最低となり、ディスク全体の差圧が最大となる 70 度付近でピークになります。最新の設計では、シャフト軸を数ミリメートルオフセットし（「偏心」または「高性能」と呼ばれます）、ディスク カムが最初の 10 度の開きでシートをクリアし、ブレークアウト トルクを 30 % 削減し、シートの寿命を延ばします。-
シール技術
1. 弾性シート: ニトリルまたは EPDM ライナーが本体に接着されています。ライン圧力によりディスクがゴムに押し込まれ、16 bar および -20 度から 120 度まで気泡を-密閉-します。
2. 金属シート: ステンレスまたはステライトのオーバーレイは、高温 (600 度) または研磨媒体に使用されます。漏れ率はクラス IV (Cv の 0.01 %) であり、蒸気隔離には十分です。
3. ダブル オフセット: シャフトとシートの中心線が両方ともオフセットされており、円錐形のカム アクションを生み出します。トリプル オフセットにより傾斜したシート面が追加され、LNG 極低温サービスにおけるクラス VI 金属-間-のシールを実現します。
流量特性
30 度の開きでディスクはすでに最大圧力降下の 60 % を生成しており、バタフライ バルブは素早く開き、40 度から 70 度の間で直線に近い Cv 曲線を実現します。-冷却水の絞りやガスの排出に優れています。-数値流体力学によると、スリムな 2 mm のディスク エッジは、5 mm の鈍いプロファイルと比較してキャビテーションの発生を 25 % 低減します。これは、淡水化プラントのポンプ エネルギーを節約する調整です。
一般的なサイズの範囲は、化学薬品投与スキッドの DN 25 mm (1 インチ) から水力発電水圧鉄管の DN 3000 mm (120 インチ) までです。-この場合、単一のバルブの重量は 30 t にもなりますが、フルボアでの低トルクのおかげで 10 bar の空気圧アクチュエータで操作できます。
アプリケーション
• 上下水: 弾力性のある-シート バルブは 16 バールの配水ネットワークに対応し、飲料水として NSF 61 の認定を受けています。
• HVAC: ラグ{0}}スタイルのボディは、冷水分離のためのデッドエンド サービスを可能にします-。一方、溝付き-エンド バージョンは、高層ライザーへの設置を迅速化します。-
• 石油とガス: 耐火性グラファイトインサートを備えた炭素鋼製ダブルオフセットバタフライバルブ-は API 607 に準拠しており、クラス 600 までのタンク場の隔離に適しています。-
• 食品および製薬: 研磨された 316 L ディスクと PTFE シートにより、FDA 21 CFR 177 に準拠した CIP/SIP の清浄度と隙間のない表面を実現します。-
ゲート バルブやボール バルブに比べて、軽量 (ゲート バルブの約 15 %)、4 分の 1 回転作動、コンパクトな対面式 (ISO 5752 シリーズ 20)、コストが 200 mm の同等のボール バルブより通常 50 % 低いという利点があります。-制限には、フロー内の残留ディスク (3 ms⁻¹ での圧力降下 ~0.3 bar) や、ステム ブッシングに詰め込まれる可能性のあるスラリーの適合性の制限などが含まれます。ただし、交換可能なライナーとスクレーパー シールにより、軽度のスラリー作業にもサービスが拡張されました。
つまり、バタフライ バルブは機械的な単純さと高流量容量、高速作動、および適応性のあるシールを組み合わせており、家庭用灌漑から 30 MW の冷却システムに至るまで、オン/オフまたはスロットル アプリケーションのデフォルトの選択肢となっています。
