شیر پروانه ای افست دوگانه: راهنمای طراحی، مواد و انتخاب

طراحی افست دوگانه چگونه کار می کند

یک شیر پروانه ای متحدالمرکز استاندارد، محور خود را مستقیماً در مرکز دیسک نگه می دارد. هر درجه چرخش دیسک را روی صندلی می کشاند و از لحظه شروع باز شدن سوپاپ تا بسته شدن کامل، اصطکاک مداوم ایجاد می کند. در طی هزاران چرخه، این اصطکاک صندلی را تخریب می کند، گشتاور عملیاتی را افزایش می دهد و عمر سوپاپ را کوتاه می کند.

طراحی آفست دوگانه - که به آن طراحی غیرعادی دوگانه نیز گفته می شود - این مشکل را با دو تغییر هندسی عمدی حل می کند. اولین افست محور شافت را در پشت صفحه آب بندی دیسک حرکت می دهد، بنابراین دیسک در همان ابتدای باز شدن از صندلی بلند می شود. افست دوم شفت را از خط مرکزی لوله دور می کند و در حین چرخش دیسک یک حرکت چرخشی شبیه بادامک به دیسک می دهد.

اثر ترکیبی ساده است: تماس بین دیسک و صندلی فقط در 10 درجه پایانی بسته شدن و 10 درجه اول باز شدن رخ می دهد. برای 80 درجه باقی مانده از سفر، دیسک آزادانه بدون تماس با صندلی حرکت می کند. سایش صندلی به طور چشمگیری کاهش می یابد، گشتاور عملیاتی کاهش می یابد و سوپاپ قبل از نیاز به تعمیر و نگهداری چرخه های قابل توجهی بیشتری را نسبت به یک جایگزین متحدالمرکز انجام می دهد.

اجزای کلیدی و استایل بدن

هر شیر پروانه‌ای افست دوتایی ساختار اصلی یکسانی دارد: یک بدنه سوپاپ، یک دیسک چرخان، یک ساقه اتصال دیسک به اپراتور، آب‌بندی صندلی، و یاتاقان‌های بالایی و پایینی که ساقه را تحت بار پشتیبانی می‌کنند. آنچه متفاوت است - و آنچه برای نصب اهمیت دارد - استایل بدنه است.

به سبک ویفر دریچه ها فشرده ترین و مقرون به صرفه ترین گزینه هستند. بدنه شیر فاقد فلنج های یکپارچه است. به فلنج های لوله در دو طرف تکیه می کند تا از طریق پیچ های بلندی که به طور کامل از مجموعه عبور می کنند، آن را در جای خود نگه دارد. دریچه های ویفر را نمی توان در موقعیت های بن بست یا انتهای خط استفاده کرد زیرا با برداشتن یک فلنج لوله، دیسک بدون پشتیبانی باقی می ماند. برای اطلاعات بیشتر در مورد معاوضه بین سبک های بدن، راهنمای ما را ببینید مقایسه سبک‌های نصب ویفری و بنددار .

به سبک لوگ سوپاپ ها دارای درج های رزوه ای هستند که در بدنه شیر ریخته می شوند که با الگوی پیچ فلنج لوله مطابقت دارد. هر یک از پیچ‌های فلنج به‌طور مستقل مستقیماً به شاخک‌ها می‌پیچد، به این معنی که یک طرف لوله را می‌توان جدا کرد در حالی که شیر روی طرف دیگر تحت فشار باقی می‌ماند. این استایل بدنه در هر جایی ضروری است که خدمات بن بست یا حذف تجهیزات پایین دستی یک نیاز طراحی باشد.

دو فلنج دریچه ها دارای فلنج های یکپارچه در هر دو صورت بدنه هستند. آنها سنگین‌تر و گران‌تر از مدل‌های ویفر یا لوگ هستند، اما انتخاب استاندارد برای خطوط لوله با قطر بزرگ - معمولاً DN400 و بالاتر - هستند که در آن بارهای لوله، نیروهای فشار و الزامات سختی طولانی‌مدت جرم اضافه‌شده را ارزشمند می‌کنند.

مواد، گزینه‌های صندلی، و رتبه‌بندی فشار

شیرهای پروانه ای افست دوگانه نسبت به همتایان متحدالمرکز خود محدوده مواد و فشار وسیع تری را در بر می گیرند. مواد بدنه معمولاً شامل فولاد کربنی (WCB)، چدن انعطاف‌پذیر، و فولادهای ضد زنگ مانند CF8 و CF8M، با فولاد آلیاژی و آلیاژهای مبتنی بر نیکل برای سرویس‌های خورنده یا در دمای بالا هستند. ساقه معمولاً از فولاد ضد زنگ 17-4 PH یا Inconel ساخته می شود که استحکام کششی لازم برای مقاومت در برابر بارهای گشتاور تولید شده در کاربردهای فشار بالا را ارائه می دهد.

انتخاب صندلی جایی است که طراحی دوگانه افست بیشترین تطبیق پذیری خود را ارائه می دهد. سه دسته اکثر برنامه ها را پوشش می دهند:

• صندلی های نرم الاستومری (EPDM، NBR، Viton) در دماهای محیطی و متوسط، خاموشی بدون حباب را فراهم می کند. EPDM انتخاب استاندارد برای خدمات آب و غیر نفتی است. Viton هیدروکربن و محیط های شیمیایی تهاجمی را کنترل می کند.
• PTFE و صندلی های PTFE تقویت شده سازگاری شیمیایی را بیشتر گسترش دهید و دمای خدمات را تا حدود 200 درجه سانتیگراد پشتیبانی کنید، که آنها را در خطوط لوله دارویی، فرآوری مواد غذایی و شیمیایی رایج می کند.
• صندلی های فلزی - معمولاً 316 ضد زنگ یا با صفحه Stellite - برای سرویس بخار، گاز با دمای بالا و کاربردهای ایمن در برابر آتش انتخاب می شوند. دریچه‌های افست دوتایی فلزی الزامات ایمنی آتش API 607 ​​را برآورده می‌کنند و در صورت آسیب رساندن به نشیمنگاه نرم، مهر و موم ثانویه فلز به فلز را فراهم می‌کنند.

پوشش کلاس فشار از کلاس ANSI 150 تا کلاس 600، مربوط به فشارهای سرد کاری از حدود 20 بار تا 100 بار بسته به ماده و دمای بدنه است. استاندارد طراحی و ابعادی حاکم برای شیرهای پروانه ای دو افست می باشد API 609، مشخصات مؤسسه نفت آمریکا که طراحی شیر پروانه ای، ابعاد رو در رو و درجه بندی فشار و دما را پوشش می دهد. . سوپاپ های مطابق با API 609 رده B دارای دیسک افست و هندسه صندلی غیرعادی هستند که کلاس آفست دوگانه را مشخص می کند. برای پروژه های زیرساختی آب، استانداردهای مربوطه شامل AWWA C504 نیز می شود. راهنمای دقیق ما را ببینید استانداردهای شیر پروانه ای AWWA و راهنمای اندازه برای کاربردهای سیستم آب

افست دوگانه در مقابل افست متحدالمرکز در مقابل افست سه گانه: مقایسه مستقیم

سه هندسه شیر پروانه ای نوارهای عملکردی متمایز را ارائه می دهند. فهمیدن اینکه هر کدام کجا دیگر پاسخ درست نیستند، مشخصات را ساده می کند.

راهکار عملی: هنگامی که یک شیر متحدالمرکز نمی تواند فشار یا دما مورد نیاز را برآورده کند، و یک شیر افست سه گانه بیش از حد مهندسی شده و برای شرایط سرویس بیش از حد بودجه می شود، آفست مضاعف پاسخ صحیح است. این خط میانه گسترده ای را اشغال می کند که اکثر خطوط لوله صنعتی در واقع در آن کار می کنند.

جاهایی که از شیرهای پروانه ای افست دوگانه استفاده می شود

ترکیب این سوپاپ از قابلیت فشار متوسط تا زیاد، گزینه های صندلی همه کاره و گشتاور عملیاتی کمتر، آن را به یک مشخصات استاندارد در چندین صنعت تبدیل کرده است.

تصفیه و توزیع آب بزرگترین بخش برنامه کاربردی است. دریچه‌های افست دوگانه، آب کلردار، ورودی آب خام و جریان‌های فاضلاب را در اندازه‌های DN100 تا DN1200 مدیریت می‌کنند. مقاومت آنها در برابر تخریب صندلی تحت دوچرخه سواری مکرر آنها را برای تخلیه پمپ و وظایف جداسازی در تصفیه خانه ها مناسب می کند. گروه فناوری چانگشوی شیرهای پروانه ای چدن انعطاف پذیر مهندسی شده برای آب و خدمات صنعتی دقیقاً به این بخش توجه کنید و دوام بدنه‌های آهنی شکل‌پذیر را با نشیمنگاه الاستومری بهینه‌سازی شده برای زیرساخت‌های آب ترکیب کنید.

فرآوری شیمیایی و پتروشیمی متکی به دریچه های افست دوگانه است که در آن سیال خورنده، قابل اشتعال یا در دمای بالا کار می کند. بدنه‌های فولادی ضد زنگ با صندلی‌های PTFE یا صندلی‌های فلزی ضد حریق، اسیدها، حلال‌ها و جریان‌های هیدروکربنی را مدیریت می‌کنند که ظرف چند ماه نشیمنگاه الاستومری یک شیر متحدالمرکز استاندارد را از بین می‌برند.

تهویه مطبوع و خدمات ساختمان از شیرهای افست دوگانه در مدارهای آب سرد، آب گرمایشی و آب کندانسور برای تاسیسات تجاری و صنعتی بزرگ استفاده کنید. گشتاور کمتر آنها در مقایسه با شیرهای متحدالمرکز، الزامات اندازه محرک را کاهش می دهد، که مستقیماً به صرفه جویی در هزینه نصب شده در پروژه های بزرگ ترجمه می شود.

تولید و انتقال نفت و گاز خطوط لوله دریچه‌های افست دوگانه را برای سیستم‌های جمع‌آوری گاز، انتقال آب تولیدی و توزیع گاز سوخت مشخص می‌کنند. درجه بندی فشار ANSI کلاس 300 و کلاس 600، همراه با گزینه های صندلی ایمنی ضد حریق، با نیازهای خدماتی معمولی امکانات بالادستی و میانی دستی هماهنگ است.

تولید برق نیروگاه‌ها - چه حرارتی و چه تجدیدپذیر - از شیرهای پروانه‌ای افست دوگانه در سیستم‌های آب خنک‌کننده، بازیابی میعانات و مدارهای بخار کمکی استفاده می‌کنند که در آن‌ها کارایی هزینه بیش از جبران سه‌گانه با شرایط خدمات متوسط توجیه می‌شود.

سازگاری و عملکرد محرک

یکی از مزیت‌های عملی طراحی آفست دوگانه، گشتاور کمتری نسبت به دریچه‌های متحدالمرکز با اندازه و فشار یکسان است. گشتاور کمتر مستقیماً به محرک‌های کوچک‌تر و ارزان‌تر تبدیل می‌شود.

اپراتورهای اهرمی دستی برای شیرهای تا حدود DN150 در سرویس فشار متوسط که در آن کارکرد نادر است، کاربردی هستند. بالاتر از این اندازه، گشتاور مورد نیاز، عملکرد اهرم را برای اکثر اپراتورها غیر عملی می کند.

اپراتورهای چرخ دنده حلزونی عملیات دستی را به شیرهای با قطر بزرگ گسترش دهید. یک گیربکس حلزونی معمولی، گشتاور ورودی مورد نیاز را تا حدی کاهش می‌دهد که توسط یک نفر قابل مدیریت است، و آن را به استانداردی برای اندازه‌های شیر بین DN200 و DN600 در کارخانه‌های فرآیند و زیرساخت‌های آب تبدیل می‌کند.

محرک های پنوماتیکی - طرح‌های rack-and-pinion یا scotch-yoke - در جایی انتخاب می‌شوند که به حرکت سریع، عملکرد از راه دور یا موقعیت‌یابی ایمن نیاز باشد. مشخصات گشتاور پایین‌تر سوپاپ‌های افست دوگانه به این معنی است که محرک را می‌توان بر اساس گشتاور در حال اجرا به جای گشتاور گسسته اندازه‌گیری کرد و در مقایسه با جایگزین‌های سوپاپ متحدالمرکز، نیاز به سوراخ سیلندر را کاهش داد. انواع فنر برگشت ایمن در سیستم های دارای ابزار ایمنی استاندارد هستند.

محرک های الکتریکی مناسب برنامه‌هایی که هوای ابزار در دسترس نیست یا مکان‌یابی دقیق و بازخورد موقعیت اولویت دارند. محرک‌های برقی چند دور و نیمه چرخشی مدرن مستقیماً با استاندارد فلنج بالایی ISO 5211 ارتباط برقرار می‌کنند که همه شیرهای پروانه‌ای افست دوگانه با آن مطابقت دارند و قابلیت تعویض بین مارک‌های محرک را تضمین می‌کنند.

چک لیست انتخاب: شش سوال قبل از اینکه مشخص کنید

تعیین نوع اشتباه شیر پروانه ای برای اصلاح پس از نصب هزینه بر است. بررسی این شش سوال قبل از نهایی کردن یک انتخاب، رایج‌ترین خطاهای کاربرد اشتباه را حذف می‌کند.

1. حداکثر فشار و دمای عملیاتی چقدر است؟ اگر یکی از محدودیت های سرویس صندلی نرم ANSI کلاس 150 فراتر رفت، تأیید کنید که آیا بدنه کلاس 300 یا 600 مورد نیاز است. برای دمای بالای 200 درجه سانتی گراد، یک صندلی فلزی را مشخص کنید.
2. چه مایعی در حال جابجایی است؟ مواد صندلی را با شیمی سیال مطابقت دهید. از EPDM برای میعانات آب و بخار استفاده کنید. ویتون برای هیدروکربن ها و سوخت ها؛ PTFE برای اسیدها، حلال ها و رسانه های درجه مواد غذایی؛ صندلی های فلزی برای نیازهای بخار یا ایمنی در برابر آتش.
3. آیا خدمات بن بست یا پایان خط مورد نیاز است؟ اگر بله، فقط بدنه به سبک لوگ را مشخص کنید. شیرهای ویفر نمی توانند فشار خط لوله را بدون قرار گرفتن هر دو فلنج به طور ایمن تحمل کنند.
4. سیستم لوله کشی از چه استاندارد فلنجی استفاده می کند؟ قبل از سفارش، الگوی پیچ ANSI B16.5 یا DIN EN 1092 را تأیید کنید، به‌ویژه برای دریچه‌های سبک لوگ که رزوه‌های آن‌ها استاندارد خاص هستند.
5. چرخه شیر هر چند وقت یکبار انجام می شود؟ کاربردهای چرخه بالا - بیش از چند صد کار در سال - از صندلی‌های فلزی یا صندلی‌های با روکش PTFE بهره می‌برند که در سرویس‌های مکرر از صندلی‌های الاستومری استاندارد بیشتر است.
6. چه رابط محرک مورد نیاز است؟ اندازه پد نصب ISO 5211 و گشتاور خروجی مورد نیاز را در برابر گشتاور گسست واقعی سوپاپ در حداکثر فشار دیفرانسیل، نه ارقام گشتاور اسمی، تأیید کنید.

مهندسان Changshui Technology Group دریچه‌های پروانه‌ای افست را در گزینه‌های بدنه چدن انعطاف‌پذیر، فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ دو برابر می‌کنند، با مواد صندلی مطابق با نیازهای آب، شیمیایی، صنعتی و انرژی. ما را کاوش کنید طیف کاملی از شیرهای پروانه ای و راه حل های شیر صنعتی ما برای پیدا کردن پیکربندی مناسب با نیازهای سیستم شما.