Les vàlvules de papallona són un tipus de vàlvula rotativa que s’obre i es tanca girant un membre de tancament en forma de disc (com un cercle o un rectangle) a través de 90 graus o un angle similar. Tenen una llarga història. A principis, a causa del mal rendiment de segellat, les vàlvules de papallona es van utilitzar principalment per a la regulació, com en les vàlvules de gas de combustió. No obstant això, amb l’arribada de materials de segellat elàstic com el cautxú sintètic i la investigació en profunditat en mecanismes de segellat, van aparèixer vàlvules de papallona segellades. Avui en dia, les vàlvules de papallona no només s’utilitzen per a la regulació, sinó també amb finalitats de segellat.
Les vàlvules de papallona destaquen en diverses aplicacions a causa de la seva simple estructura, resistència a la deformació tèrmica, lleuger, ocupació espacial petita, obertura i tancament ràpid, consum baix d’energia, excel·lent rendiment de segellat i llarga vida útil. En particular en el camp de les vàlvules de gran pressió i de gran diàmetre, les seves aplicacions estan cada cop més esteses. Ja sigui en sistemes d’aigua, sistemes de gas, enginyeria municipal o generació d’energia tèrmica, les vàlvules de papallona tenen un paper crucial. A més, amb els avenços tecnològics, la capacitat de pressió de les vàlvules de papallona s'ha millorat contínuament, ja que ara hi ha disponibles les vàlvules de papallona de classe 600 a 1500.
En termes de segellat, les vàlvules de papallona utilitzen diversos mecanismes. Un dels mètodes és utilitzar una interferència adequada per generar una pressió específica per segellar ajustat. Un altre enfocament consisteix en aplicar directament la pressió o el parell per comprimir les superfícies de segellat, com el disseny de vàlvules de papallona de doble virus i triplices. A més, s’utilitza l’efecte Poisson, on la pressió mitjana actua sobre l’anell de segellat per aconseguir el segellat. A més, el "efecte de commutació" dels cossos elàstics també s'aplica àmpliament en el disseny de segellat de les vàlvules de papallona.
Les vàlvules de papallona es poden classificar de diferents maneres. Per exemple, en funció del seu propòsit i funció, es poden dividir en tipus de tancament i regulació. En termes d’estructura, es poden classificar en vàlvules de papallona Centerline, monocèntriques, de doble virus i triplecèntriques. Mitjançant el material de segellat, es classifiquen encara més en vàlvules de papallona segellades amb PTFE, segellades per PTFE i amb metall.
Les vàlvules de papallona segellades són un tipus important perquè els seus parells de segellat poden ser segells durs entre metalls o segells tous entre metalls i cautxú o plàstic. L’anell de segellat es pot col·locar a la placa de la papallona o al cos de la vàlvula.
Depenent de la posició de la placa de papallona de la vàlvula, aquestes vàlvules es poden dividir encara més simètriques centralment simètriques (incloent-hi tipus monocèntric, de doble virus i triplecèntrics) i tipus inclinats. Entre ells, la vàlvula de papallona de línia central és un tipus comú. El seu eix de la tija de la vàlvula i el pla central de la placa de papallona es troben en el mateix pla i s’entrecreuen perpendicularment amb la línia central de la canalització del cos de la vàlvula. Com que les zones dels dos costats de la placa de papallona es distribueixen simètricament al voltant de l’eix de la tija de la vàlvula, la vàlvula de papallona de la línia central proporciona un segellat bidireccional amb baixa resistència al flux i petits parells d’obertura i tancament. Això ho fa àmpliament afavorit en aplicacions petites i mitjanes. No obstant això, a causa de la freqüent fricció al cap de l'eix, el desgast es produeix ràpidament, cosa que pot provocar fuites. Per solucionar aquest problema, el cap de l’eix de vegades està folrat de pel·lícula PTFE o equipat amb molles per compensar el desgast. Val la pena assenyalar que si una vàlvula de papallona de línia central adopta un mètode de segellat metàl·lic a metall, el segellat es fa més difícil. En canvi, les vàlvules de papallona inclinades i desplaçades, tot i que lliures de fricció del cap de l’eix, tenen una resistència de flux relativament més elevada i un parell de segellat.
La vàlvula de papallona monocèntrica està dissenyada de manera que l’eix de la vàlvula es desvia del pla central de la placa de papallona, formant una única excentricitat. Aquest disseny canvia la condició on els extrems superiors i inferiors de la placa de papallona es basen en l’eix de la vàlvula com a pivot, eliminant així problemes de fricció, desgast i fuites als extrems de l’eix superior i inferior. No obstant això, l'efecte de segellat d'una vàlvula de papallona única no és uniforme en ambdues direccions. Típicament, el segellat és més fàcil d’aconseguir en la direcció cap endavant (des de l’eix de la vàlvula fins a la superfície de segellat), mentre que es pot produir fuites en sentit invers a causa de la manca de suport de la superfície de segellat. No obstant això, mitjançant un segell suau de goma i aprofitant la seva elasticitat, es pot aconseguir un segellat bidireccional. Aquest mecanisme de contacte de segellat és similar a una "bola de con", assegurant que sempre hi ha dos punts de contacte en diverses obertures de la placa de papallona. Cal destacar que aquests dos punts poden portar -se més ràpidament durant la regulació, afectant negativament l'efecte de segellat. Si s’utilitza un segell dur de metall, l’aparellament de dos cons positius pot interferir durant la rotació de la placa de papallona, cosa que dificulta l’obertura i la tanca. La característica de disseny d’aquest tipus de vàlvula de papallona és que l’eix de la vàlvula es desvia del pla central de la placa de papallona, formant una única excentricitat, millorant així el rendiment de segellat.
Vàlvula de papallona Double-virre
El disseny de la vàlvula de papallona de doble clima optimitza encara més l'efecte de segellat. Competint l'eix de la vàlvula per una certa distància, la línia que connecta l'eix i el punt de segellat forma un angle obtús (superior a 90 graus) amb la superfície de segellat. Aquest disseny no només elimina la interferència durant el segellat, sinó que també aconsegueix un segell més estret a mesura que la vàlvula es tanca, generant una força de compressió més gran a la superfície de segellat. A més, quan s’obre la vàlvula de papallona de doble mecenes, la superfície de segellat de la placa de papallona es separa ràpidament del seient de la vàlvula, reduint significativament el contacte i el rascat. Aquest disseny també permet la implementació d’una vàlvula segellada per metall.
Vàlvula de papallona triple-climàtic
La vàlvula de papallona triple-mecèntric presenta un disseny intel·ligent que gira l’angle de con positiu en un angle de con inclinat, reduint l’excentricitat i el parell d’obertura. Tanmateix, la posició real de l’eix encara s’ha de determinar mitjançant l’anàlisi de moviment tridimensional per assegurar-se que les superfícies de segellat no interfereixen entre elles. Val la pena esmentar que l’anell de segellat de la vàlvula de papallona triple-vir està dissenyada de manera flexible i pot ser de diverses capes o en forma d’un anell en forma d’U o en forma d’O, similar al disseny de Neles. Els materials no metàl·lics com el cautxú i el PTFE també són opcions viables per a l’anell de segellat. Tot i això, no és necessari adoptar un disseny triple-cèntric per utilitzar aquests materials de segellat elàstic no metàl·lics. Una de les característiques úniques d’aquest disseny de vàlvules de papallona és que es pot eliminar la placa de papallona. Per assegurar l'efectivitat del segellat, la vàlvula està equipada amb dos conjunts d'anells de segellat, un a la part davantera i un a la part posterior. En ús diari, si un conjunt d'anells de segellat està danyat, els usuaris poden substituir fàcilment la part danyada sense necessitat de treure tota la vàlvula.
Vàlvula de papallona de la nostra via
La vàlvula de papallona de quatre vies és un membre de la família de la vàlvula de papallona, distingida pels seus quatre canals, que li permeten canviar de manera flexible la direcció del flux del medi. En aplicacions com el rentat de refrigeració d’aigua de refrigeració en condensadors de la central elèctrica, la vàlvula de papallona de quatre vies demostra la seva excel·lent idoneïtat. Aquesta vàlvula està equipada amb anells de doble segellat a la placa de papallona per garantir un excel·lent rendiment de segellat tant a l’entrada com a la presa de sortida. També inclou una funció de pas de la cambra mitjana, que millora encara més l'efecte de segellat. Especialment adequat per a la manipulació de medis d’aigua i gas, sovint s’utilitza com a vàlvula de buit. Aquest disseny ha estat aplicat per showa al Japó i implementat a la central elèctrica de Shanghai Shidongkou. Tanmateix, durant el disseny del sistema, cal tenir precaució per evitar que l’aigua torni a la turbina de vapor quan s’obri la vàlvula, protegint així les fulles dels danys.