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이중 오프셋 디자인의 작동 방식
표준 동심 버터플라이 밸브는 샤프트가 디스크 중앙을 직선으로 통과하도록 유지합니다. 모든 회전 각도는 시트를 가로질러 디스크를 끌고 밸브가 열리기 시작하는 순간부터 완전히 닫힐 때까지 지속적인 마찰을 생성합니다. 수천 번의 사이클이 지나면서 마찰로 인해 시트 성능이 저하되고 작동 토크가 증가하며 밸브 수명이 단축됩니다.
이중 편심 설계라고도 불리는 이중 오프셋 설계는 두 번의 의도적인 기하학적 이동으로 이 문제를 해결합니다. 첫 번째 오프셋 샤프트 축을 디스크의 밀봉 평면 뒤로 이동시켜 디스크가 열리기 시작하는 순간 시트에서 멀어지도록 합니다. 두 번째 오프셋 샤프트를 파이프 중심선에서 멀리 위치시켜 디스크가 회전할 때 캠과 같은 회전 동작을 디스크에 전달합니다.
결합 효과는 간단합니다. 디스크와 시트 사이의 접촉은 마지막 10° 닫힘과 처음 10° 열림 동안에만 발생합니다. 나머지 80° 이동 동안 디스크는 시트에 전혀 닿지 않고 자유롭게 움직입니다. 시트 마모가 극적으로 감소하고 작동 토크가 감소하며 밸브는 유지 관리가 필요하기 전에 동심형 대안보다 훨씬 더 많은 사이클을 처리합니다.
주요 구성 요소 및 본체 스타일
모든 이중 오프셋 버터플라이 밸브는 밸브 본체, 회전 디스크, 디스크를 작동 장치에 연결하는 스템, 시트 실링, 하중을 받는 스템을 지지하는 상부 및 하부 베어링 등 동일한 핵심 아키텍처를 공유합니다. 다양한 점과 설치 시 가장 중요한 점은 본체 스타일입니다.
웨이퍼 스타일 밸브는 가장 작고 비용 효율적인 옵션입니다. 밸브 본체에는 일체형 플랜지가 없습니다. 이는 어셈블리를 완전히 통과하는 긴 볼트를 통해 양쪽의 파이프 플랜지를 사용하여 제자리에 고정합니다. 파이프 플랜지 하나를 제거하면 디스크가 지지되지 않기 때문에 웨이퍼 밸브는 막다른 곳이나 라인 끝 위치에서 사용할 수 없습니다. 신체 스타일 간의 장단점에 대한 자세한 내용은 다음 가이드를 참조하세요. 웨이퍼 및 러그 장착 스타일 비교 .
러그 스타일 밸브에는 파이프 플랜지 볼트 패턴과 일치하는 밸브 본체에 주조된 나사형 인서트가 있습니다. 각 플랜지는 독립적으로 러그에 직접 볼트로 고정됩니다. 즉, 밸브의 다른 쪽은 압력을 유지하는 동안 파이프의 한쪽을 분리할 수 있습니다. 이 차체 스타일은 막다른 서비스 또는 다운스트림 장비 제거가 설계 요구 사항인 경우에 필수적입니다.
이중 플랜지 밸브는 본체의 양면에 일체형 플랜지를 가지고 있습니다. 웨이퍼 또는 러그 스타일보다 무겁고 비싸지만 파이프 하중, 압력, 장기 강성 요구 사항으로 인해 추가 질량을 가치 있게 만드는 대구경 파이프라인(일반적으로 DN400 이상)에 대한 표준 선택입니다.
재료, 시트 옵션 및 압력 등급
이중 오프셋 버터플라이 밸브는 동심형 밸브보다 재료와 압력 범위가 더 넓습니다. 본체 재질에는 일반적으로 탄소강(WCB), 연성철, CF8 및 CF8M과 같은 스테인리스강 등급이 포함되며, 부식성 또는 고온 서비스에 사용할 수 있는 합금강 및 니켈 기반 합금도 있습니다. 스템은 일반적으로 17-4 PH 스테인리스 스틸 또는 인코넬로 제조되며, 이는 고압 응용 분야에서 생성되는 토크 부하를 저항하는 데 필요한 인장 강도를 제공합니다.
좌석 선택은 이중 오프셋 디자인이 가장 큰 다양성을 제공하는 부분입니다. 세 가지 범주가 대부분의 응용 분야를 포괄합니다.
- 탄성중합체 소프트 시트 (EPDM, NBR, Viton)은 주변 온도와 적당한 온도에서 완벽한 차단 기능을 제공합니다. EPDM은 물 및 비석유 서비스에 대한 표준 선택입니다. Viton은 탄화수소 및 공격적인 화학 환경을 처리합니다.
- PTFE 및 강화 PTFE 시트 화학적 호환성을 더욱 확장하고 약 200°C까지 서비스 온도를 지원하므로 제약, 식품 가공 및 화학 파이프라인에서 일반적으로 사용됩니다.
- 금속 시트 — 일반적으로 316 스테인리스 또는 Stellite 표면 — 증기 서비스, 고온 가스 및 화재 안전 응용 분야에 선택됩니다. 금속 시트 이중 오프셋 밸브는 API 607 화재 안전 요구 사항을 충족하며 소프트 시트가 손상된 경우 보조 금속 간 밀봉을 제공합니다.
압력 등급 적용 범위는 ANSI 클래스 150부터 클래스 600까지이며 본체 재질과 온도에 따라 약 20bar에서 최대 100bar까지의 냉간 작동 압력에 해당합니다. 이중 오프셋 버터플라이 밸브의 주요 설계 및 치수 표준은 다음과 같습니다. API 609, 버터플라이 밸브 설계, 면간 치수 및 압력-온도 등급을 다루는 American Petroleum Institute의 사양 . API 609 카테고리 B를 준수하는 밸브는 이중 오프셋 클래스를 정의하는 오프셋 디스크와 편심 시트 형상을 가지고 있습니다. 수자원 인프라 프로젝트의 경우 관련 표준에는 AWWA C504도 포함됩니다. 자세한 가이드를 참조하세요. AWWA 버터플라이 밸브 표준 및 크기 조정 지침 물 시스템 응용 분야용.
이중 오프셋과 동심원 및 삼중 오프셋: 직접적인 비교
3개의 버터플라이 밸브 형상은 서로 다른 성능 대역을 제공합니다. 각 항목이 정답이 아닌 부분을 이해하면 사양이 간단해집니다.
| 매개변수 | 동심(제로 오프셋) | 이중 오프셋 | 삼중 오프셋 |
|---|---|---|---|
| 여행 중 좌석 접촉 | 연속(100%) | 처음과 마지막 10°만 | 최종 1°만 |
| 밀봉 메커니즘 | 엘라스토머(부드러운) 시트만 해당 | 부드러운 좌석; 옵션 금속 시트 | 금속 대 금속, 마찰 없는 콘 |
| 일반적인 압력 등급 | ANSI 클래스 125/150 | ANSI 클래스 150 – 600 | ANSI 클래스 150 – 2500 |
| 온도 범위 | 최대 ~120°C | 최대 ~400°C(금속 시트) | 최대 ~600°C |
| 시트 마모율 | 높음 | 낮음 | 무시할 만한 |
| 상대 비용 | 낮음est | 보통 | 높음est |
| 일반적인 애플리케이션 | 물, HVAC, 저압 유틸리티 | 화학, 물, 석유 및 가스, 전력 | 증기, 극저온, 정유소 핵심 서비스 |
실용적인 요점: 동심 밸브가 압력 또는 온도 요구 사항을 충족할 수 없고 삼중 오프셋 밸브가 서비스 조건에 맞게 과도하게 엔지니어링되고 예산이 초과되는 경우 이중 오프셋이 정답입니다. 이는 대부분의 산업용 파이프라인이 실제로 작동하는 넓은 중간 지점을 차지합니다.
이중 오프셋 버터플라이 밸브가 사용되는 곳
이 밸브는 중-고압 성능, 다양한 시트 옵션, 낮은 작동 토크를 결합하여 여러 산업 분야에서 표준 사양이 되었습니다.
수처리 및 유통 가장 큰 단일 애플리케이션 세그먼트입니다. 이중 오프셋 밸브는 DN100에서 DN1200까지의 크기로 염소처리된 물, 원수 취수 및 폐수 흐름을 처리합니다. 빈번한 사이클링으로 인한 시트 성능 저하에 대한 저항성은 처리 공장의 펌프 배출 및 격리 작업에 매우 적합합니다. 창수이 기술 그룹의 물 및 산업 서비스용으로 설계된 연성 철 버터플라이 밸브 연성주철 본체의 내구성과 수자원 인프라에 최적화된 탄성 시트를 결합하여 이 부문을 정확하게 해결합니다.
화학 및 석유화학 처리 유체가 부식성이거나 가연성이거나 높은 온도에서 작동하는 경우 이중 오프셋 밸브를 사용합니다. PTFE 시트 또는 화재 방지 금속 시트가 있는 스테인리스강 본체는 몇 달 내에 표준 동심 밸브의 탄성 시트를 파괴할 수 있는 산, 용제 및 탄화수소 흐름을 처리합니다.
HVAC 및 건물 서비스 대규모 상업 및 산업 시설의 냉수, 난방수 및 응축수 회로에 이중 오프셋 밸브를 사용합니다. 동심 밸브에 비해 토크가 낮기 때문에 액추에이터 크기 요구 사항이 줄어들어 대규모 프로젝트의 설치 비용이 직접 절감됩니다.
석유 및 가스 생산 및 전송 파이프라인은 가스 수집 시스템, 생성된 물 처리 및 연료 가스 분배를 위한 이중 오프셋 밸브를 지정합니다. ANSI 클래스 300 및 클래스 600 압력 등급은 화재 안전 시트 옵션과 결합되어 업스트림 및 미드스트림 시설의 일반적인 서비스 요구 사항에 부합합니다.
발전 열 및 재생 가능 발전소 모두에서는 적당한 서비스 조건으로 인해 삼중 상쇄에 비해 비용 효율성이 정당화되는 냉각수 시스템, 응축수 회수 및 보조 증기 회로에 이중 상쇄 버터플라이 밸브를 사용합니다.
액추에이터 호환성 및 작동
이중 오프셋 설계의 실질적인 장점 중 하나는 동일한 크기 및 압력 등급의 동심 밸브에 비해 이탈 및 작동 토크가 낮다는 것입니다. 토크가 적으면 더 작고 저렴한 액추에이터가 탄생합니다.
수동 레버 조작자 작동이 자주 발생하지 않는 중간 압력 서비스에서 최대 약 DN150의 밸브에 실용적입니다. 해당 크기를 초과하면 토크 요구 사항으로 인해 대부분의 운전자에게 레버 작동이 실용적이지 않습니다.
웜기어 연산자 대구경 밸브까지 수동 조작을 확장합니다. 일반적인 웜 기어 기어박스는 입력 토크 요구 사항을 한 사람이 관리할 수 있는 수준으로 줄여 공정 플랜트 및 수자원 인프라에서 DN200~DN600 사이의 밸브 크기에 대한 표준이 됩니다.
공압 액츄에이터 — 랙 앤 피니언 또는 스카치 요크 설계 — 빠른 작동, 원격 작동 또는 안전 장치 위치 지정이 필요한 경우 선택됩니다. 이중 오프셋 밸브의 낮은 토크 프로파일은 액추에이터가 이탈 토크가 아닌 작동 토크에 따라 크기를 조정할 수 있음을 의미하며, 동심 밸브 대안에 비해 실린더 보어 요구 사항이 줄어듭니다. 이중 안전 스프링 리턴 변형은 안전 계측 시스템의 표준입니다.
전동 액추에이터 계기용 공기를 사용할 수 없거나 정확한 위치 지정 및 위치 피드백이 우선순위인 응용 분야에 적합합니다. 최신 다중 회전 및 부분 회전 전동 액추에이터는 모든 이중 오프셋 버터플라이 밸브가 준수하는 ISO 5211 상단 플랜지 표준과 직접 인터페이스하여 액추에이터 브랜드 간 호환성을 보장합니다.
선택 체크리스트: 지정하기 전의 6가지 질문
잘못된 버터플라이 밸브 유형을 지정하면 설치 후 수정하는 데 비용이 많이 듭니다. 선택을 마무리하기 전에 이 6가지 질문을 검토하면 가장 흔히 발생하는 잘못된 적용 오류가 제거됩니다.
- 최대 작동 압력과 온도는 얼마입니까? ANSI 클래스 150 소프트 시트 서비스의 한계를 초과하는 경우 클래스 300 또는 클래스 600 본체가 필요한지 확인하십시오. 200°C 이상의 온도에서는 금속 시트를 지정하십시오.
- 어떤 유체를 취급하고 있습니까? 시트 재료를 유체 화학과 일치시킵니다. 물과 증기 응축수에는 EPDM을 사용하십시오. 탄화수소 및 연료용 Viton; 산, 용매 및 식품 등급 매체용 PTFE; 증기 또는 화재 안전 요구 사항에 맞는 금속 시트.
- 막다른 골목이나 라인 끝 서비스가 필요합니까? 그렇다면 러그 스타일 본체만 지정하십시오. 웨이퍼 밸브는 두 플랜지가 모두 제자리에 있지 않으면 파이프라인 압력을 안전하게 지탱할 수 없습니다.
- 배관 시스템은 어떤 플랜지 표준을 사용합니까? 주문하기 전에 ANSI B16.5 또는 DIN EN 1092 볼트 패턴을 확인하십시오. 특히 나사식 러그가 표준별로 적용되는 러그 스타일 밸브의 경우 더욱 그렇습니다.
- 밸브는 얼마나 자주 순환됩니까? 연간 수백 회 이상 작동하는 고주기 응용 분야에서는 반복적인 서비스에서 표준 탄성 시트보다 오래 지속되는 금속 시트 또는 PTFE 라이닝 시트의 이점을 누릴 수 있습니다.
- 어떤 액추에이터 인터페이스가 필요합니까? 공칭 토크 수치가 아니라 최대 차압에서 밸브의 실제 이탈 토크에 대해 ISO 5211 장착 패드 크기와 필요한 토크 출력을 확인하십시오.
Changshui Technology Group 엔지니어들은 물, 화학, 산업 및 에너지 응용 분야의 요구 사항에 맞는 시트 재료를 사용하여 연성 철, 탄소강 및 스테인리스강 본체 옵션에 걸쳐 이중 오프셋 버터플라이 밸브를 사용합니다. 우리를 탐험해보세요 당사의 전체 버터플라이 밸브 및 산업용 밸브 솔루션 제품군 시스템 요구 사항에 적합한 구성을 찾으십시오.
