Elastiske butterflyventilerer den mest anvendte type butterflyventil i industrielle rørledninger. De bruger elastiske materialer såsom gummi som tætningsflade og er afhængige af "materialeelasticitet" og "strukturel kompression" for at opnå tætningsevne.
Denne artikel introducerer ikke blot strukturen, anvendelserne og materialerne, men analyserer dem også fra generel viden til dybdegående logik.
1. Grundlæggende forståelse af elastiske butterflyventiler (kort beskrivelse)
1.1 Grundlæggende struktur
Ventilhus:Normalt wafer-type, lug-type eller flange-type.
Ventilskive:En cirkulær metalplade, der komprimerer gummisædet, når det er lukket, for at skabe en tætning.
Ventilsæde:Lavet af elastiske materialer som NBR/EPDM/PTFE/gummiforet, der fungerer sammen med ventilskiven.
Ventilstamme:Bruger for det meste et design med én aksel eller to aksler.
Aktuator:Håndtag, snekkegear, elektrisk, pneumatisk osv.
1.2 Fællestræk
Tætningsniveauet opnår normalt nul lækage.
Lav pris og bred vifte af anvendelser.
Anvendes mest i lav- til mellemtrykssystemer såsom vand, aircondition, HVAC og let kemisk industri.
2. Misforståelser om elastiske butterflyventiler
2.1 Essensen af forsegling er gummiets modstandsdygtighed
Mange mennesker tror: "Elastiske sæder er afhængige af gummiets modstandsdygtighed for at forsegle."
Den sande essens af forsegling er:
Ventilhus + ventilstammens centerafstand + ventilskivens tykkelse + ventilsædets indlejringsmetode
Sammen skaber de en "kontrolleret kompressionszone".
Kort sagt:
Gummiet må ikke være for løst eller for stramt; det er afhængigt af en "tætningskompressionszone", der styres af præcisionen i bearbejdningen.
Hvorfor er dette afgørende?
Utilstrækkelig kompression: Ventilen lækker, når den er lukket.
For høj kompression: Ekstremt højt drejningsmoment, for tidlig ældning af gummiet.
2.2 Er en mere strømlinet skiveform mere energieffektiv?
Almindelig opfattelse: Strømlinede ventilskiver kan reducere tryktab.
Dette er sandt ifølge teorien om "væskemekanik", men det er ikke helt anvendeligt på den faktiske anvendelse af elastiske butterflyventiler.
Årsag:
Hovedårsagen til tryktab i butterflyventiler er ikke ventilskivens form, men "mikrokanaltunneleffekten" forårsaget af sammentrækningen af ventilsædets gummi. En for tynd ventilskive kan muligvis ikke give tilstrækkeligt kontakttryk, hvilket potentielt kan føre til diskontinuerlige tætningslinjer og lækage.
En strømlinet ventilskive kan forårsage skarpe belastningspunkter på gummiet, hvilket reducerer dets levetid.
Derfor prioriterer designet af blødt sædende butterflyventiler "tætningslinjestabilitet" frem for strømlining.
2.3 Blødsiddende butterflyventiler har kun en centerlinjestruktur
Det siges ofte online, at excentriske butterflyventiler bør bruge hårde metaltætninger.
Imidlertid viser erfaringer fra den praktiske verden inden for ingeniørfaget, at:
Dobbelt excentricitet forbedrer levetiden for elastiske butterflyventiler betydeligt.
Årsag:
Dobbelt excentricitet: Ventilskiven er kun i kontakt med gummiet i de sidste 2-3° af lukningen, hvilket reducerer friktionen betydeligt.
Lavere drejningsmoment, hvilket fører til et mere økonomisk valg af aktuator.
2.4 Hovedovervejelsen for gummisædet er "materialenavnet"*
De fleste brugere fokuserer kun på:
EPDM
NBR
Viton (FKM)
Men det, der virkelig påvirker levetiden, er:
2.4.1 Shore-hårdhed:
For eksempel er Shore A-hårdheden i EPDM ikke et tilfælde af "jo blødere, jo bedre". Normalt er 65-75 det optimale balancepunkt, hvor der opnås nul lækage ved lavt tryk (PN10-16).
For blød: Lavt drejningsmoment, men let at rive i stykker. I højtryksspidser (>2 MPa) eller turbulente miljøer komprimeres blød gummi for meget, hvilket forårsager ekstruderingsdeformation. Desuden blødgør høje temperaturer (>80 °C) gummiet yderligere.
For hård: Vanskelig at forsegle, især i lavtrykssystemer (<1 MPa), hvor gummiet ikke kan komprimeres tilstrækkeligt til at danne en lufttæt grænseflade, hvilket fører til mikrolækage.
2.4.2 Vulkaniseringstemperatur og hærdningstid
Vulkaniseringstemperatur og hærdningstid styrer tværbindingen af gummimolekylkæder, hvilket direkte påvirker netværksstrukturens stabilitet og den langsigtede ydeevne. Typisk område er 140-160 °C, 30-60 minutter. For høje eller for lave temperaturer fører til ujævn hærdning og accelereret ældning. Vores virksomhed bruger generelt flertrinsvulkanisering (forhærdning ved 140 °C, efterfulgt af efterhærdning ved 150 °C). 2.4.3 Kompressionsdeformation
Kompressionssætning refererer til den andel af permanent deformation, som gummi undergår under konstant belastning (normalt 25%-50% kompression, testet ved 70°C/22 timer, ASTM D395) og ikke kan genvinde sin fulde styrke. Den ideelle værdi for kompressionssætning er <20%. Denne værdi er "flaskehalsen" for langvarig tætning af ventilen; langvarigt højt tryk fører til permanente mellemrum, der danner lækagepunkter.
2.4.4 Trækstyrke
A. Trækstyrken (normalt >10 MPa, ASTM D412) er den maksimale belastning, som gummiet kan modstå før trækbrud, og er afgørende for ventilsædets slidstyrke og rivestyrke. Gummiindholdet og forholdet mellem kulstofsort bestemmer ventilsædets trækstyrke.
I butterflyventiler modstår den forskydning fra ventilskivens kant og væskepåvirkning.
2.4.5 Den største skjulte fare ved butterflyventiler er lækage.
Ved ingeniørulykker er lækage ofte ikke det største problem, men snarere stigningen i drejningsmomentet.
Det, der virkelig fører til systemfejl, er:
Pludselig stigning i moment → beskadigelse af snekkegear → udløsning af aktuator → blokering af ventil
Hvorfor øges drejningsmomentet pludselig?
- Højtemperaturudvidelse af ventilsædet
- Vandabsorption og udvidelse af gummiet (især EPDM af lav kvalitet)
- Permanent deformation af gummiet på grund af langvarig kompression
- Forkert design af mellemrummet mellem ventilstammen og ventilskiven
- Ventilsædet er ikke ordentligt monteret efter udskiftning
Derfor er "momentkurven" en meget vigtig indikator.
2.4.6 Nøjagtigheden af ventilhusets bearbejdning er ikke ubetydelig.
Mange tror fejlagtigt, at tætningen af blødt siddende butterflyventiler primært er baseret på gummi, så kravene til ventilhusets bearbejdningsnøjagtighed er ikke høje.
Dette er fuldstændig forkert.
Ventilhusets nøjagtighed påvirker:
Ventilsædespordybde → afvigelse i tætningens kompression, hvilket let forårsager skæv justering under åbning og lukning.
Utilstrækkelig affasning af notkanten → ridser under montering af ventilsædet
Fejl i ventilskivens centerafstand → lokaliseret overdreven kontakt
2.4.7 Kernen i "fuldt gummi-/PTFE-forede butterflyventiler" er ventilskiven.
Kernen i den fuldt gummi- eller PTFE-forede struktur er ikke at "have et større område, der ser korrosionsbestandigt ud", men at blokere mediet fra at trænge ind i mikrokanalerne inde i ventilhuset. Mange problemer med billige butterflyventiler skyldes ikke dårlig gummikvalitet, men snarere:
Det "kileformede mellemrum" ved samlingen mellem ventilsædet og huset er ikke korrekt adresseret.
Langvarig væskeerosion → mikrorevner → blærer og udbuling af gummi
Det sidste trin er lokaliseret svigt af ventilsædet.
3. Hvorfor anvendes elastiske butterflyventiler verden over?
Udover lave omkostninger er de tre dybere årsager:
3.1. Ekstremt høj fejltolerance
Sammenlignet med metaltætninger har gummitætninger, på grund af deres fremragende elasticitet, en stærk tolerance over for installationsafvigelser og mindre deformationer.
Selv præfabrikationsfejl i rør, flangeafvigelser og ujævn boltspænding absorberes af gummiets elasticitet (dette er naturligvis begrænset og uønsket og vil forårsage en vis skade på rørledningen og ventilen i det lange løb).
3.2. Bedste tilpasningsevne til systemtryksudsving
Gummipakninger er ikke så "skøre" som metalpakninger; de kompenserer automatisk for tætningslinjen under trykudsving.
3.3. Laveste samlede livscyklusomkostninger
Hårdtforseglede butterflyventiler er mere holdbare, men prisen og aktuatoromkostningerne er højere.
Til sammenligning er de samlede investerings- og vedligeholdelsesomkostninger for elastiske butterflyventiler mere økonomiske.
4. Konklusion
Værdien afElastiske butterflyventilerer ikke bare "blød forsegling"
Blødt forseglede butterflyventiler kan virke simple, men virkelig fremragende produkter er bakket op af streng logik i ingeniørkvalitet, herunder:
Præcis kompressionszonedesign
Kontrolleret gummiydelse
Geometrisk matchning af ventilhus og spindel
Ventilsædemonteringsproces
Momentstyring
Livscyklustestning
Dette er de vigtigste faktorer, der bestemmer kvaliteten, ikke "materialenavn" og "udseendestruktur".
BEMÆRK:* DATA refererer til denne hjemmeside:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Udsendelsestidspunkt: 9. dec. 2025