Еластични дроселови клапиСа най-широко използваният тип дроселова клапа в промишлените тръбопроводи. Те използват еластични материали като гума като уплътнителна повърхност, разчитайки на „материална еластичност“ и „структурна компресия“, за да постигнат уплътнителна ефективност.
Тази статия не само представя структурата, употребата и материалите, но и ги анализира от общи познания до задълбочена логика.
1. Основно разбиране за еластичните дроселови клапи (кратко описание)
1.1 Основна структура
Корпус на клапана:Обикновено тип пластина, тип с уши или фланцов тип.
Дисков клапан:Кръгла метална пластина, която компресира гумената седалка, когато е затворена, за да създаде уплътнение.
Седло на клапана:Изработени от еластични материали като NBR/EPDM/PTFE/с гумена облицовка, работещи съвместно с диска на клапана.
Стебло на клапана:Най-често се използва едновалов или двувалов дизайн.
Задвижващ механизъм:Дръжка, червячна предавка, електрическа, пневматична и др.
1.2 Общи характеристики
Нивото на уплътняване обикновено постига нулево течове.
Ниска цена и широк спектър от приложения.
Използва се предимно в системи с ниско до средно налягане, като например водоснабдяване, климатизация, ОВК и лека химическа промишленост.
2. Погрешни схващания за еластичните дроселови клапи
2.1 Същността на уплътняването е еластичността на гумата
Много хора вярват: „Еластичните седалки разчитат на гумената еластичност за уплътняване.“
Истинската същност на запечатването е:
Корпус на клапана + разстояние между центровете на стеблото на клапана + дебелина на диска на клапана + метод на вграждане на седалката на клапана
Заедно създават „контролирана зона на компресия“.
Просто казано:
Гумата не може да бъде нито твърде хлабава, нито твърде стегната; тя разчита на „зона на компресия на уплътнение“, контролирана чрез прецизна обработка.
Защо това е от решаващо значение?
Недостатъчна компресия: Клапанът тече, когато е затворен.
Прекомерна компресия: Изключително висок въртящ момент, преждевременно стареене на гумата.
2.2 По-обтекаемата форма на диска по-енергийно ефективна ли е?
Общ изглед: Опростените дискове на клапаните могат да намалят загубата на налягане.
Това е вярно според теорията за „механиката на флуидите“, но не е напълно приложимо за реалното приложение на еластични дроселови клапи.
Причина:
Основният източник на загуба на налягане при дроселните клапи не е формата на диска на клапана, а „ефектът на микро-тунела“, причинен от свиването на гумата на седалката на клапана. Твърде тънкият диск на клапана може да не осигури достатъчно контактно налягане, което потенциално може да доведе до прекъснати уплътнителни линии и течове.
Аеродинамичният диск на клапана може да причини остри точки на напрежение върху гумата, намалявайки нейния живот.
Следователно, дизайнът на дроселните клапи с меко уплътнение дава приоритет на „стабилността на уплътнителната линия“ пред рационализирането.
2.3 Мекоседелите дроселови клапи имат само структура с централна линия
Често онлайн се казва, че ексцентричните дроселови клапи трябва да използват твърди метални уплътнения.
Реалният инженерен опит обаче показва, че:
Двойната ексцентричност значително подобрява живота на еластичните дроселови клапи.
Причина:
Двойна ексцентричност: Дискът на клапана е в контакт с гумата само през последните 2-3° на затваряне, което значително намалява триенето.
По-нисък въртящ момент, което води до по-икономичен избор на задвижващ механизъм.
2.4 Основното съображение за гумената седалка е „името на материала“*
Повечето потребители се фокусират само върху:
EPDM
Нитрилен броматит (НБР)
Витон (FKM)
Но това, което наистина влияе на продължителността на живота, е:
2.4.1 Твърдост по Шор:
Например, твърдостта по Shore A на EPDM не е случай на „колкото по-мек, толкова по-добре“. Обикновено 65-75 е оптималната точка на баланс, постигаща нулево изтичане при ниско налягане (PN10-16).
Твърде мек: Нисък въртящ момент, но лесно се разкъсва. При пикове на високо налягане (>2 MPa) или турбулентна среда, мекият каучук се компресира прекомерно, което причинява деформация при екструдиране. Освен това, високите температури (>80°C) допълнително омекотяват каучука.
Твърде твърд: Трудно е да се уплътни, особено в системи с ниско налягане (<1 MPa), където гумата не може да бъде достатъчно компресирана, за да образува херметичен интерфейс, което води до микротечове.
2.4.2 Температура на вулканизация и време на втвърдяване
Температурата на вулканизация и времето за втвърдяване контролират омрежването на каучуковите молекулярни вериги, което пряко влияе върху стабилността на мрежовата структура и дългосрочните характеристики. Типичният диапазон е 140-160°C, 30-60 минути. Твърде високите или твърде ниските температури водят до неравномерно втвърдяване и ускорено стареене. Нашата компания обикновено използва многоетапна вулканизация (предварително втвърдяване при 140°C, последвано от допълнително втвърдяване при 150°C). 2.4.3 Деформация при натиск
Компресионната деформация се отнася до дела на трайна деформация, която гумата претърпява при постоянно напрежение (обикновено 25%-50% компресия, тествано при 70°C/22h, ASTM D395) и не може да се възстанови напълно. Идеалната стойност за компресионна деформация е <20%. Тази стойност е „пречката“ за дългосрочно уплътняване на клапана; дългосрочното високо налягане води до трайни пролуки, образуващи точки на течове.
2.4.4 Якост на опън
A. Якостта на опън (обикновено >10 MPa, ASTM D412) е максималното напрежение, което гумата може да издържи преди опънно разрушаване, и е от решаващо значение за износоустойчивостта и съпротивлението на разкъсване на седалката на клапана. Съдържанието на каучук и съотношението на сажди определят якостта на опън на седалката на клапана.
При дроселовите клапи, той е устойчив на срязване от ръба на диска на клапана и на удар от флуид.
2.4.5 Най-голямата скрита опасност от дроселните клапи е течът.
При инженерни аварии течът често не е най-големият проблем, а по-скоро увеличението на въртящия момент.
Това, което наистина води до системен срив, е:
Внезапно повишаване на въртящия момент → повреда на червячната предавка → изключване на задвижващия механизъм → заклинване на клапана
Защо въртящият момент внезапно се увеличава?
- Разширение на седалката на клапана при висока температура
- Абсорбция на вода и разширяване на гумата (особено нискокачествен EPDM)
- Трайна деформация на гумата поради дългосрочно натиск
- Неправилно проектиране на хлабината между стеблото на клапана и диска на клапана
- Седлото на клапана не е правилно разработено след смяната
Следователно, „кривата на въртящия момент“ е много важен индикатор.
2.4.6 Точността на обработка на корпуса на клапана не е маловажна.
Много хора погрешно смятат, че уплътняването на меко уплътнените дроселни клапани се основава главно на гума, така че изискванията за точност на обработка на тялото на клапана не са високи.
Това е напълно погрешно.
Точността на тялото на клапана влияе върху:
Дълбочина на канала на седалката на клапана → отклонение от компресията на уплътнението, лесно причиняващо несъответствие при отваряне и затваряне.
Недостатъчно скосяване на ръба на канала → надраскване по време на монтажа на седалката на клапана
Грешка в централното разстояние на диска на клапана → локализиран прекомерен контакт
2.4.7 Ядрото на „изцяло гумените/PTFE облицовани дроселови клапи“ е дискът на клапана.
Ядрото на изцяло гумената или PTFE облицована структура не е да „има по-голяма площ, която изглежда устойчива на корозия“, а да блокира навлизането на средата в микроканалите вътре в тялото на клапана. Много проблеми с евтините дроселови клапи не се дължат на лошо качество на гумата, а по-скоро на:
„Клиновидната празнина“ на съединението на седалката на клапана и тялото не е правилно отстранена.
Дългосрочна ерозия от флуиди → микропукнатини → образуване на мехури и издуване на гумата
Последната стъпка е локализирана повреда на седалката на клапана.
3. Защо еластичните дроселови клапи се използват по целия свят?
Освен ниската цена, трите по-дълбоки причини са:
3.1. Изключително висока отказоустойчивост
В сравнение с металните уплътнения, гумените уплътнения, поради отличната си еластичност, имат висока поносимост към отклонения при монтаж и леки деформации.
Дори грешки при предварителното производство на тръбите, отклонения на фланците и неравномерно напрежение на болтовете се абсорбират от еластичността на гумата (разбира се, това е ограничено и нежелателно и ще причини известни повреди на тръбопровода и клапана в дългосрочен план).
3.2. Най-добра адаптивност към колебанията на системното налягане
Гумените уплътнения не са толкова „крехки“ като металните; те автоматично компенсират уплътнителната линия по време на колебания в налягането.
3.3. Най-ниска обща цена за жизнения цикъл
Твърдо уплътнените дроселови клапи са по-издръжливи, но цената и разходите за задвижващия механизъм са по-високи.
В сравнение с това, общите инвестиционни и поддръжка на еластичните дроселови клапи са по-икономични.
4. Заключение
Стойността наЕластични дроселови клапине е просто „меко уплътнение“
Меко уплътнените дроселови клапи може да изглеждат прости, но наистина отличните продукти са подкрепени от строга инженерна логика, включително:
Прецизен дизайн на зоната на компресия
Контролирано представяне на гумата
Геометрично съвпадение на тялото на клапана и стеблото
Процес на сглобяване на седалката на клапана
Управление на въртящия момент
Тестване на жизнения цикъл
Това са ключовите фактори, определящи качеството, а не „име на материала“ и „външен вид, структура“.
ЗАБЕЛЕЖКА:* ДАННИТЕ се отнасят за този уебсайт:https://zfavalves.com/blog/key-factors-that-determine-the-quality-of-soft-seal-butterfly-valves/
Време на публикуване: 09 декември 2025 г.