1 ภาพรวม
วาล์วผีเสื้อเป็นอุปกรณ์สำคัญในระบบท่อส่งน้ำและท่อระบายน้ำ ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอุตสาหกรรม ทำให้เกิดความต้องการที่แตกต่างกันในด้านโครงสร้างและประสิทธิภาพของวาล์วผีเสื้อ ดังนั้น ในระหว่างการออกแบบและการเลือก จึงควรเลือกประเภท วัสดุ และรูปแบบการเชื่อมต่อให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งาน
วาล์วผีเสื้อเป็นอุปกรณ์สำคัญในระบบท่อส่งน้ำและท่อระบายน้ำ ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอุตสาหกรรม ทำให้เกิดความต้องการที่แตกต่างกันในด้านโครงสร้างและประสิทธิภาพของวาล์วผีเสื้อ ดังนั้น ในระหว่างการออกแบบและการเลือก จึงควรเลือกประเภท วัสดุ และรูปแบบการเชื่อมต่อให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งาน
2 การออกแบบ
2.1 โครงสร้าง
ชิ้นส่วนปิด (แผ่นผีเสื้อ) ของวาล์วผีเสื้ออยู่ตรงกลางของตัวกลาง และควรพิจารณาถึงอิทธิพลของชิ้นส่วนนี้ต่อความต้านทานการไหลในการออกแบบ
2.1 โครงสร้าง
ชิ้นส่วนปิด (แผ่นผีเสื้อ) ของวาล์วผีเสื้ออยู่ตรงกลางของตัวกลาง และควรพิจารณาถึงอิทธิพลของชิ้นส่วนนี้ต่อความต้านทานการไหลในการออกแบบ
ในส่วนของโครงสร้างแผ่นปีกผีเสื้อของวาล์วปีกผีเสื้อขนาดใหญ่ มาตรฐาน AWWA C504 (มาตรฐานสมาคมวิศวกรรมการประปาแห่งอเมริกา) กำหนดว่า แผ่นปีกผีเสื้อไม่ควรมีสันขวาง และความหนาไม่ควรเกิน 2.25 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของก้านวาล์ว
พื้นผิวรับน้ำและพื้นผิวระบายน้ำของแผ่นผีเสื้อควรออกแบบให้ลื่นไหลตามหลักอากาศพลศาสตร์
สกรูภายในต้องไม่ยื่นออกมานอกแผ่นปีกผีเสื้อ เพื่อไม่ให้พื้นที่สัมผัสกับน้ำเพิ่มขึ้น
2.2 ซีลยาง
พื้นผิวรับน้ำและพื้นผิวระบายน้ำของแผ่นผีเสื้อควรออกแบบให้ลื่นไหลตามหลักอากาศพลศาสตร์
สกรูภายในต้องไม่ยื่นออกมานอกแผ่นปีกผีเสื้อ เพื่อไม่ให้พื้นที่สัมผัสกับน้ำเพิ่มขึ้น
2.2 ซีลยาง
บางครั้งอายุการใช้งานของวาล์วผีเสื้อแบบยางนั้นสั้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับคุณภาพของยางและความกว้างของพื้นผิวการซีล แหวนซีลของวาล์วผีเสื้อแบบซีลยางควรทำจากวัสดุยางคุณภาพสูง และควรปฏิบัติตามข้อกำหนดของกระบวนการในระหว่างการขึ้นรูปด้วยการอัด อุณหภูมิการวัลคาไนซ์ไม่ควรเพิ่มขึ้นโดยพลการ และสามารถลดระยะเวลาลงได้ มิฉะนั้นจะทำให้แหวนซีลเสื่อมสภาพและแตกได้ง่าย พื้นผิวการซีลโลหะที่ประกบกับแหวนซีลยางควรมีความกว้างเพียงพอ มิฉะนั้นแหวนซีลยางจะไม่สามารถฝังตัวได้ง่าย นอกจากนี้ ความคลาดเคลื่อนของรูปทรงและตำแหน่ง ความสมมาตร ความแม่นยำ ความเรียบ และความยืดหยุ่นของแหวนซีลของตัววาล์วและแผ่นผีเสื้อก็ส่งผลต่ออายุการใช้งานของแหวนซีลยางด้วย
2.2 ความแข็ง
ความแข็งแรงเป็นประเด็นสำคัญในการออกแบบวาล์วผีเสื้อ ซึ่งเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น แผ่นผีเสื้อ เพลาวาล์ว และจุดเชื่อมต่อ
ความแข็งแรงเป็นประเด็นสำคัญในการออกแบบวาล์วผีเสื้อ ซึ่งเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น แผ่นผีเสื้อ เพลาวาล์ว และจุดเชื่อมต่อ
(1) ขนาดเพลาวาล์ว ขนาดเพลาวาล์วถูกกำหนดไว้ใน AWWA C504 หากขนาดเพลาวาล์วไม่ตรงตามข้อกำหนด อาจทำให้ความแข็งแรงไม่เพียงพอ เกิดการรั่วซึมย้อนกลับ และแรงบิดในการเปิดสูง ความแข็งแรงของเพลาสัมพันธ์กับ 1/EI กล่าวคือ เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงและลดปัญหาการเสียรูป เราควรเริ่มต้นด้วยการเพิ่ม EI โดยที่ EI คือโมดูลัสความยืดหยุ่น โดยทั่วไปแล้ว ความแตกต่างของเหล็กไม่มากนัก และวัสดุที่เลือกจะมีผลต่อความแข็งแรงเพียงเล็กน้อย EI คือโมเมนต์ความเฉื่อยและสัมพันธ์กับขนาดหน้าตัดของเพลา โดยทั่วไปแล้ว ขนาดของเพลาวาล์วจะคำนวณตามการรวมกันของแรงดัดและแรงบิด ซึ่งไม่เพียงแต่สัมพันธ์กับแรงบิดเท่านั้น แต่ยังสัมพันธ์กับโมเมนต์ดัดเป็นหลัก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โมเมนต์ดัดของวาล์วผีเสื้อขนาดใหญ่จะมีค่ามากกว่าแรงบิดมาก
(2) การประสานรูเพลา เวอร์ชันเก่าของ AWWA C504 กำหนดว่าเพลาของวาล์วผีเสื้อเป็นเพลาตรง หลังจากเวอร์ชันปี 1980 ได้มีการเสนอว่าสามารถทำเป็นเพลาสั้นสองอันได้ ตาม AWWA C504 และ GB12238 ความยาวฝังของเพลาและรูควรเป็น 1.5d ช่องว่าง (ค่า C) ระหว่างขอบของตัววาล์วและปลายรองรับของแผ่นผีเสื้อในมิติแกนของวาล์วผีเสื้อแบบญี่ปุ่นนั้นถูกกำหนดไว้ ซึ่งโดยทั่วไปจะสัมพันธ์กับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ซึ่งอยู่ระหว่าง 25 ถึง 45 มม. เพื่อลดระยะห่างระหว่างตัวรองรับเพลา (ค่า C) ให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งจะช่วยลดโมเมนต์ดัดและการเสียรูปของเพลา
(3) โครงสร้างแผ่นผีเสื้อ โครงสร้างของแผ่นผีเสื้อมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความแข็งแกร่ง ดังนั้น นอกเหนือจากรูปทรงแผ่นเรียบแล้ว ส่วนใหญ่จะทำเป็นรูปทรงหม้อหรือรูปทรงโครงถัก กล่าวโดยสรุปคือ เพื่อเพิ่มโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่ง
(4) โครงสร้างตัววาล์ว ในการออกแบบตัววาล์วผีเสื้อขนาดใหญ่ก็มีปัญหาเรื่องความแข็งแรงเช่นกัน โดยทั่วไปจะมีซี่โครงวงแหวนและซี่โครงขวาง ในความเป็นจริง ซี่โครงขวางช่วยเพิ่มความเสถียรเท่านั้นและไม่ควรมีมากเกินไป ซี่โครงวงแหวนเป็นส่วนสำคัญ หากสามารถเพิ่มซี่โครงรูปตัว ∩ ได้ จะช่วยเพิ่มความแข็งแรงได้มากขึ้น แต่จะมีปัญหาเรื่องการผลิตที่ยากขึ้น
2.3 ตลับลูกปืนหล่อลื่นในตัว
แรงดันปานกลางส่วนใหญ่หรือทั้งหมดที่กระทำต่อแผ่นผีเสื้อ (แบบกลับทิศทาง) จะถูกส่งไปยังแบริ่งผ่านทางเพลา ดังนั้นแบริ่งจึงมีบทบาทสำคัญมาก วาล์วผีเสื้อบางยี่ห้อจากต่างประเทศมีน้ำหนักเบาและใช้งานง่าย วาล์วขนาดเล็กสามารถหมุนได้ด้วยนิ้วเดียว ในขณะที่วาล์วผีเสื้อบางยี่ห้อในประเทศมีน้ำหนักมาก นอกจากความตรงแนวแกน ความสมมาตร ความแม่นยำในการผลิต การตกแต่ง และคุณภาพของซีลแล้ว ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งคือ คุณสมบัติการหล่อลื่นของวัสดุปลอก มาตรฐาน AWWA C504 แนะนำว่าปลอกเพลาหรือแบริ่งที่ติดตั้งในตัววาล์วควรเป็นวัสดุหล่อลื่นในตัว และปลอกเพลามีปัญหาเรื่องการลดแรงเสียดทานและการหล่อลื่น และห้ามเกิดการกัดกร่อน หากไม่มีปลอกเพลา แม้ว่าเพลาวาล์วจะเป็นสแตนเลส ตัววาล์วก็จะมีปัญหาเรื่องสนิมและการเกาะติด การใช้บูชยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงได้อีกด้วย
แรงดันปานกลางส่วนใหญ่หรือทั้งหมดที่กระทำต่อแผ่นผีเสื้อ (แบบกลับทิศทาง) จะถูกส่งไปยังแบริ่งผ่านทางเพลา ดังนั้นแบริ่งจึงมีบทบาทสำคัญมาก วาล์วผีเสื้อบางยี่ห้อจากต่างประเทศมีน้ำหนักเบาและใช้งานง่าย วาล์วขนาดเล็กสามารถหมุนได้ด้วยนิ้วเดียว ในขณะที่วาล์วผีเสื้อบางยี่ห้อในประเทศมีน้ำหนักมาก นอกจากความตรงแนวแกน ความสมมาตร ความแม่นยำในการผลิต การตกแต่ง และคุณภาพของซีลแล้ว ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งคือ คุณสมบัติการหล่อลื่นของวัสดุปลอก มาตรฐาน AWWA C504 แนะนำว่าปลอกเพลาหรือแบริ่งที่ติดตั้งในตัววาล์วควรเป็นวัสดุหล่อลื่นในตัว และปลอกเพลามีปัญหาเรื่องการลดแรงเสียดทานและการหล่อลื่น และห้ามเกิดการกัดกร่อน หากไม่มีปลอกเพลา แม้ว่าเพลาวาล์วจะเป็นสแตนเลส ตัววาล์วก็จะมีปัญหาเรื่องสนิมและการเกาะติด การใช้บูชยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงได้อีกด้วย
2.4 การเชื่อมต่อเพลาและแผ่นปีกผีเสื้อ
โดยทั่วไปแล้ว เพลาและแผ่นปีกผีเสื้อของวาล์วปีกผีเสื้อขนาดเล็กจะเชื่อมต่อกันด้วยลิ่มหรือร่องฟัน หรืออาจใช้การเชื่อมต่อเพลาแบบหลายเหลี่ยมหรือการเชื่อมต่อด้วยหมุดก็ได้ ส่วนเพลาและแผ่นปีกผีเสื้อของวาล์วปีกผีเสื้อขนาดใหญ่ส่วนใหญ่จะเชื่อมต่อกันด้วยลิ่มหรือหมุดเรียว ปัจจุบันมีการเชื่อมต่อเพลาและแผ่นปีกผีเสื้อด้วยหมุดมากขึ้น แต่หมุดเชื่อมต่ออาจเสียหายได้ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง สาเหตุหลักมาจากการผลิต เช่น ความแม่นยำในการเชื่อมต่อไม่ดี ขนาดของหมุดไม่เหมาะสม ความแข็งของหมุดไม่เพียงพอ หรือวัสดุไม่เหมาะสม เป็นต้น จึงควรให้ความสนใจกับการเชื่อมต่อเพลาและแผ่นปีกผีเสื้อของวาล์วปีกผีเสื้อขนาดใหญ่ด้วยวิธีพิเศษ
โดยทั่วไปแล้ว เพลาและแผ่นปีกผีเสื้อของวาล์วปีกผีเสื้อขนาดเล็กจะเชื่อมต่อกันด้วยลิ่มหรือร่องฟัน หรืออาจใช้การเชื่อมต่อเพลาแบบหลายเหลี่ยมหรือการเชื่อมต่อด้วยหมุดก็ได้ ส่วนเพลาและแผ่นปีกผีเสื้อของวาล์วปีกผีเสื้อขนาดใหญ่ส่วนใหญ่จะเชื่อมต่อกันด้วยลิ่มหรือหมุดเรียว ปัจจุบันมีการเชื่อมต่อเพลาและแผ่นปีกผีเสื้อด้วยหมุดมากขึ้น แต่หมุดเชื่อมต่ออาจเสียหายได้ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง สาเหตุหลักมาจากการผลิต เช่น ความแม่นยำในการเชื่อมต่อไม่ดี ขนาดของหมุดไม่เหมาะสม ความแข็งของหมุดไม่เพียงพอ หรือวัสดุไม่เหมาะสม เป็นต้น จึงควรให้ความสนใจกับการเชื่อมต่อเพลาและแผ่นปีกผีเสื้อของวาล์วปีกผีเสื้อขนาดใหญ่ด้วยวิธีพิเศษ
2.5 ความยาวโครงสร้าง
ความยาวโครงสร้างของวาล์วผีเสื้อกำลังพัฒนาไปสู่แบบสั้น แต่ต้องระมัดระวังในการใช้วิธีนี้ เพราะความยาวโครงสร้างที่สั้นเกินไปอาจส่งผลกระทบต่อความแข็งแรง มาตรฐานสากลได้กำหนดความยาวโครงสร้างของวาล์วผีเสื้อแบบหน้าแปลนรุ่นสั้นไว้แล้ว แต่ความยาวโครงสร้างของวาล์วที่มีแรงดันสูงไม่ควรลดลง มิฉะนั้นจะเกิดปัญหา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุที่เปราะบาง เช่น เหล็กหล่อ
ความยาวโครงสร้างของวาล์วผีเสื้อกำลังพัฒนาไปสู่แบบสั้น แต่ต้องระมัดระวังในการใช้วิธีนี้ เพราะความยาวโครงสร้างที่สั้นเกินไปอาจส่งผลกระทบต่อความแข็งแรง มาตรฐานสากลได้กำหนดความยาวโครงสร้างของวาล์วผีเสื้อแบบหน้าแปลนรุ่นสั้นไว้แล้ว แต่ความยาวโครงสร้างของวาล์วที่มีแรงดันสูงไม่ควรลดลง มิฉะนั้นจะเกิดปัญหา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุที่เปราะบาง เช่น เหล็กหล่อ
Nortech เป็นหนึ่งในผู้ผลิตวาล์วอุตสาหกรรมชั้นนำในประเทศจีน โดยได้รับการรับรองคุณภาพมาตรฐาน ISO9001
วันที่โพสต์: 20 สิงหาคม 2564