1. 버터플라이 밸브 개요
버터플라이 밸브는 회전 디스크를 사용하여 배관 시스템에서 유체의 흐름을 허용, 방해 또는 제어하는 1/4 회전 회전 운동 장치로 흐르는 미디어의 통로에 위치한 회전 디스크가 특징입니다.
디스크는 부착된 스템을 통해 외부 작동 메커니즘에 의해 회전되고 제어되며 디스크가 유동 단면적에 동일 평면에 있으면 유동이 완전히 차단됩니다. 그렇지 않으면 유체가 버터플라이 밸브를 완전히 또는 부분적으로 통과할 수 있습니다.
닫힌 위치에서 버터플라이 밸브를 완전히 열려면 90° 회전해야 하며, 이는 디스크가 흐름 단면적에 수직으로 놓여 있어야 함을 의미합니다.
버터플라이 밸브는 볼 밸브 및 플러그 밸브와 같은 쿼터턴 밸브이며 상당히 간단한 구조 및 작동 메커니즘을 가지고 있으며 두 개의 파이프 플랜지에 맞도록 설계된 컴팩트한 크기를 가지고 있습니다. 수동으로 작동하거나 파이프라인의 공정 제어 시스템에 통합된 자동 작동 메커니즘으로 작동할 수 있고 켜기 및 끄기 응용 프로그램에 적합하지만 흐름 제한에 대한 응용 프로그램은 제한적입니다.
액체 및 가스를 취급하는 파이프라인 시스템의 요구에 맞게 다양한 온도, 압력 및 유량으로 평가되는 여러 유형과 설계의 버터플라이 밸브를 사용할 수 있습니다.
2. 버터 플라이 밸브 구성
버터플라이 밸브의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 벨브 바디: 견고하고 단단한 재료로 만들어진 밸브 본체는 버터플라이 밸브의 디스크 및 기타 내부 구성 요소를 수용하고 보호합니다. 밸브를 배관 시스템 및 디스크를 제어하는 외부 작동 메커니즘에 연결합니다.
- 디스크: 디스크는 파이프 라인에서 유체의 흐름을 허용, 조절 및 중지하며 흐름은 디스크의 회전 운동에 의해 제어됩니다. 토출 유량은 디스크 개방 정도에 따라 다르며 디스크가 흐름의 단면적에 수직이면 유체가 밸브 밖으로 흘러 나오는 것을 완전히 막습니다. 그렇지 않으면 유체가 시트와 디스크 사이의 공간을 통해 흐를 수 있습니다. 밸브를 완전히 열거나 닫을 수 있도록 디스크의 닫힌 위치에서 90° 회전해야 합니다. 디스크가 90° 미만으로 회전하면 흐름이 제한됩니다.버터플라이 밸브 디스크는 볼 밸브용 볼 또는 플러그 밸브용 플러그와 유사합니다.
- 샤프트: 디스크를 외부 작동 메커니즘에 연결하는 샤프트입니다. 유체 누출을 방지하기 위해 O-링과 부싱으로 밀봉되어 있고 일체형 샤프트 또는 투피스(분할 스템) 샤프트로 만들 수 있습니다. 축의 배치와 디스크에 대한 연결은 버터플라이 밸브의 유형에 따라 다릅니다.
- 시트 또는 씰링 링: 기본 동심 버터플라이 밸브용 밸브 시트는 디스크 가장자리와 밸브 본체가 닫힌 위치에 있을 때 밀봉을 제공하는 링입니다. 밀봉 작용은 버터 플라이 밸브의 배출에 유체가 누출되는 것을 방지하는 데 필요합니다. 밸브가 열리는 동안 디스크가 시트 표면에서 미끄러지기 때문에 마찰 계수가 낮은 재료로 만들어야합니다. 버터플라이 밸브 시트는 부드러운 시트 또는 금속 시트로 만들 수 있고 시트의 재질은 버터플라이 밸브의 온도와 압력 등급을 제한합니다. 플라스틱 및 엘라스토머 소재로 만들어진 소프트 시트는 고온에서 변형되기 때문에 저온 응용 분야로 제한됩니다. 금속 씰링 링은 더 높은 온도에서 작동할 수 있고 씰 링 수명이 더 길지만 완전히 밀봉하기는 어렵습니다.
- 작동 메커니즘 : 버터플라이 밸브의 외부 작동 메커니즘은 밸브를 가로지르는 유체 흐름을 제어하며 수동 회전 또는 자동 작동으로 작동할 수 있습니다.버터플라이 밸브의 수동 작동에는 스템에 부착된 레버 또는 핸드휠에 토크를 가하는 작업이 포함되며 레버는 밸브를 닫힘, 완전히 열림 또는 부분적으로 열린 위치로 설정할 수 있습니다. 더 큰 버터플라이 밸브에는 토크를 증가시키고 밸브의 개폐를 돕기 위해 핸드휠과 기어박스가 장착되어 있습니다.
- 자동 작동은 열악한 환경과 원격 위치에 있는 버터플라이 밸브를 제어하는 데 사용할 수 있습니다. 버터플라이 밸브의 개폐가 더 빨라지며, 특히 더 많은 양의 토크가 필요한 더 큰 밸브의 경우 더욱 그렇습니다. 밸브 스템을 돌리기 위해 버터플라이 밸브에 사용되는 작동 유형은 전기 기계 작동(전기 구동 모터 사용), 공압 작동(압축 공기로 피스톤 또는 다이어프램을 이동) 및 유압 작동(유압으로 피스톤 또는 다이어프램을 이동)입니다.
- 트리플 오프셋: 삼중 오프셋에는 3개의 편심이 있으며 각 편심은 밸브에 다르게 위치합니다. 편심은 오프셋 위치에 배치되어 오프셋 원뿔형 프로파일을 형성하여 직각 원뿔을 만듭니다.
- 부싱 또는 베어링: 부싱의 품질과 유형은 버터플라이 밸브의 수명을 결정하며 최고의 부싱은 부식 및 마모에 강하며 정밀 제어, 전류 제한 및 화학 물질의 전환에 사용됩니다., 석유 화학, 염소, 제지 생산, 및 전기 도금. 부싱은 버터플라이 밸브의 성능 향상을 위해 자체 윤활하는 다양한 재료로 만들어집니다.
3. 버터플라이 밸브 종류
버터플라이 밸브는 배관 시스템에 효율적이고 신뢰할 수 있는 포지티브 차단이 필요한 곳에 사용됩니다. 중심 버터플라이 밸브는 밸브 디스크 중앙에 스템이 있는 반면 편심 버터플라이 밸브는 디스크 중앙에 스템이 하나 또는 두 개 있는 중심 또는 편심일 수 있습니다. 편심 버터플라이 밸브의 스템은 단일, 이중 또는 삼중 편심일 수 있습니다.
제로 오프셋 버터플라이 밸브(탄성 시트 버터플라이 밸브)
동심 버터플라이 밸브라고도 하는 제로 오프셋 버터플라이 밸브에서 스템은 시트 중앙에 있는 디스크의 중심선을 통과하며밸브 본체 내부의 중앙에 있습니다. 밸브 본체, 시트 및 디스크는 닫힌 위치에 있을 때 동심원으로 놓입니다. 디스크는 중심축에서 회전을 하며 360° 회전이 가능합니다. 완전히 열린 위치에서 흐름은 디스크의 양쪽에서 두 부분으로 나뉘며 이제 흐름과 평행합니다. 이 유형의 장점은 시트가 밸브 본체를 덮고 있기 때문에 흐르는 매체가 밸브 본체와 접촉하지 않는다는 것입니다.
제로 오프셋 버터플라이 밸브는 밀봉 중 소프트 시트의 유연성과 변형에 의존하기 때문에 탄력 있는 소프트 시트를 가지고 있습니다. 이로 인해 디스크 가장자리가 시트 위로 미끄러져 작동 중에 디스크 가장자리 사이에 완전한 마찰이 발생하며 밸브의 수명을 단축시킵니다. 설계상 시트는 고분자 또는 엘라스토머 재료로 만들어져야 하기 때문에 더 낮은 압력 및 온도 등급으로 제한됩니다.
제로 오프셋 버터플라이 밸브는 압력 및 온도 등급이 각각 250psi 및 400°F인 액체 및 가스 파이프라인에 사용됩니다.
더블 오프셋 버터플라이 밸브(고성능 버터플라이 밸브)
이중 오프셋 버터플라이 밸브에서 스템 축은 시트와 몸체의 중심선 뒤에서 오프셋되고(첫 번째 오프셋), 스템 축은 밸브의 수직 중심선에서 더 오프셋됩니다(두 번째 오프셋). 디스크가 열리면 시트가 씰에서 들어 올려지며 밸브 개폐의 첫 번째 및 마지막 10도 동안 각각 마찰이 줄어듭니다. 그 결과 제로 오프셋 버터플라이 밸브보다 밸브 작동이 더 부드럽고 밀봉 기능이 향상되며 서비스 수명이 길어집니다.
제로 오프셋 버터플라이 밸브와 마찬가지로 이중 오프셋 버터플라이 밸브는 부드러운 시트를 사용합니다. 이 밸브는 액체 및 가스 파이프라인의 제로 오프셋 버터플라이 밸브보다 더 높은 압력과 온도를 견딜 수 있는 적당한 압력 및 온도 등급으로 제공됩니다.
이중 오프셋 버터플라이 밸브는 일반적으로 정수, 폐수 처리, HVAC 및 화재 방지 시스템(예: 화재 스프링클러)에 사용됩니다. 온도 저항을 높이기 위해 금속 층으로 뒷받침하여 부드러운 시트 재료의 양을 줄입니다.
트리플 오프셋 버터플라이 밸브
트리플 오프셋 버터플라이 밸브에서는 처음 두 개의 오프셋(세 번째 오프셋)에 추가하여 본체 씰링 콘 축의 각도 오프셋이 만들어지며 시트의 직각 원뿔형 프로파일과 디스크 가장자리의 일치하는 프로파일을 사용하여 수행됩니다. 이 오프셋은 밸브를 열고 닫는 동안 시트와 디스크의 접촉을 제거하므로 마찰도 제거됩니다.
접촉은 버터플라이 밸브가 완전히 닫히는 동안에만 발생하며 또한 디스크가 더 이상 회전하는 것을 방지하기 위한 기계적 정지 역할도 합니다.
트리플 오프셋 버터플라이 밸브를 설계하려면 금속 시트를 사용해야 합니다. 금속 시트는 부드러운 시트보다 더 단단하고 단단하기 때문에 고온과 높은 유체 압력을 견딜 수 있으며 밸브 마모를 최소화할 수 있습니다. 시트는 밸브에서 유체가 빠져나가지 않도록 밀봉을 제공합니다. 트리플 오프셋 버터플라이 밸브는 제로 오프셋 및 이중 오프셋 버터플라이 밸브보다 수명이 더 깁니다.
트리플 오프셋 버터플라이 밸브는 고압 및 과열 증기, 고온 액체 및 가스, 부드러운 시트가 있는 버터플라이 밸브로 처리할 수 없는 부식성 화학 물질을 처리하는 데 이상적입니다. 이 밸브는 일반적으로 발전소(예: 보일러용 온/오프 밸브), 석유 및 가스 처리, 화학 제조, 펄프 및 제지 제조, 해양 파이프라인에 사용됩니다.
버터플라이 밸브는 밸브 본체와 파이프라인의 연결 설계에 따라 분류할 수도 있습니다.
웨이퍼 버터플라이 밸브
웨이퍼에서 버터플라이 밸브는 밸브 본체를 가로지르는 긴 볼트로 연결된 두 개의 파이프 플랜지 사이에 배치됩니다. 밸브 본체에는 밸브 본체 외부에 플랜지 구멍이 있을 수도 있고 없을 수도 있습니다. 평평한 밸브 표면에 장착된 O-링과 개스킷은 밸브 본체와 파이프 플랜지 사이의 양쪽에 배치되어 강력한 밀봉을 달성합니다.
웨이퍼 버터플라이 밸브는 가장 경제적인 연결 설계를 가지고 있지만 차단 밸브가 될 수 없거나 최종 라인 서비스에 사용할 수 없습니다. 웨이퍼 버터플라이 밸브의 양쪽에서 유지 보수를 수행할 때 전체 파이프라인을 차단해야 합니다.
특정 유형의 버터플라이 밸브와 마찬가지로 웨이퍼 밸브는 밸브 본체가 팽창하여 밸브 볼트에 가해지는 응력이 증가하고 고장이 발생할 수 있으므로 고온 응용 분야에 사용해서는 안 됩니다.
러그 버터플라이 밸브
러그 버터플라이 밸브는 밸브 본체 외부로 돌출된 나사산 인서트(또는 러그)를 통과하는 볼트에 의해 두 개의 파이프 플랜지 사이에 배치됩니다. 밸브는 밸브의 양쪽에 있는 두 개의 개별 볼트 세트로 지지되며 러그에는 너트가 사용되지 않습니다.
이를 통해 밸브를 차단 밸브로 사용하거나 최종 라인 서비스에 설치할 수 있으며 밸브의 한쪽이 다른 쪽에 영향을 미치지 않고 분해할 수 있도록 합니다. 이를 통해 유지 보수 중 가동 중지 시간을 줄일 수 있습니다.
그러나 파이프 라인의 무게가 밸브 본체에도 분산되기 때문에 추가 하중이 밸브에 의해 전달됩니다. 일반적으로 버터플라이 밸브의 압력 등급은 시트를 설계된 위치에 유지하는 데 도움이 되는 다운스트림 플랜지가 없기 때문에 최종 라인 서비스에 설치될 때 저하됩니다. 미디어는 시트를 변형시키고 디스크와 시트 씰을 지나칠 수 있습니다.
더블 플랜지 버터플라이 밸브
이중 플랜지 버터플라이 밸브에는 밸브 본체의 양쪽에 한 쌍의 플랜지가 내장되어 있고 파이프 플랜지의 치수와 일치합니다. 두 세트의 볼트와 너트는 양쪽의 밸브를 지지하는 데 사용되며 이중 플랜지 버터플라이 밸브는 크기가 더 큰 버터플라이 밸브에서 더 많이 사용됩니다.
버트 웰드 버터플라이 밸브
버트 웰드 버터플라이 밸브는 파이프 사이에 직접 용접된 밸브이며 고압 서비스에 사용됩니다.
탑 엔트리 버터플라이 밸브
상단 입구 버터플라이 밸브는 파이프라인을 분해하지 않고도 수리할 수 있는 독특한 구조를 가지고 있습니다. 밸브 보닛은 밸브 스템과 버터플라이 플레이트에 접근하기 위해 밸브 캐비티에서 쉽게 제거할 수 있습니다. 상단 입구 버터플라이 밸브에 쉽게 접근할 수 있어 최소한의 시간 내에 밸브를 교체하거나 수리할 수 있습니다.
버터플라이 밸브는 "비습식" 또는 "습식" 밸브일 수 있습니다.
- 비습식 밸브는 밸브 본체와 스템을 플라스틱 또는 엘라스토머 재료(예: 고무 및 테프론)로 라이닝하여 유동 매체로부터 격리하며 건축 재료는 내식성이 낮을 수 있습니다.
- 습식 밸브는 밸브 본체와 스템이 유동 매체에 노출되어 있습니다.
4. 버터플라이 밸브 장/단점
버터플라이 밸브의 장점은 다음과 같습니다.
- 버터플라이 밸브는 압력 강하가 낮아 파이프라인의 펌핑 시스템에 도움이 됩니다.
- 버터플라이 밸브는 빠르게 작동하며 작동 메커니즘이 간단하며 버터플라이 밸브 작동에 사용할 수 있는 다양한 유형의 자동 작동 시스템이 있습니다.
- 버터플라이 밸브는 다른 밸브 유형보다 더 작고 구조가 간단하고 무게가 가벼우며 두 개의 파이프 플랜지 사이에 맞도록 설계되었기 때문입니다. 글로브 밸브와 게이트 밸브에 대한 저렴한 대안입니다. 또한 유지 보수가 덜 필요합니다.
- 버터플라이 밸브는 볼 밸브보다 더 넓은 범위의 온도와 압력에서 작동할 수 있습니다. 소프트 시트는 금속 시트로 지지하여 화재 예방 응용 분야를 위해 온도와 난연성을 높일 수 있습니다.
- 버터플라이 밸브는 상대적으로 낮은 압력에서 큰 유체 흐름과 부유 고체를 포함하는 액체를 처리할 수 있습니다.
버터플라이 밸브의 단점은 다음과 같습니다.
- 버터플라이 밸브의 스로틀링은 낮은 차압으로 제한됩니다.
- 버터플라이 밸브는 밀봉 기능이 좋지 않아 저압에서 효과적인 밀봉이 이루어집니다.
- 버터플라이 밸브는 작동 중에 높은 토크가 필요합니다.
- 캐비테이션과 질식은 버터플라이 밸브의 잠재적인 문제입니다.
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