Läppäventtiilin venttiilin istukka on läppäventtiilin sisällä oleva keskeinen tiivistyskomponentti. Sen päätehtävänä on olla kosketuksissa läppälevyn (venttiililautasen) kanssa ja muodostaa tiivistyspinnan venttiilin ollessa suljettuna, jotta väliaineen vuoto estyy. Tarkemmin sanottunaläppäventtiilin istuinvoidaan asentaa venttiilirungon sisäseinälle tai suunnitella integroitavaksi perhoslevyyn materiaalin ja rakenteen ansiosta hyvän tiivistysvaikutuksen saavuttamiseksi.
1. Perhosventtiilin istuinluokituksen esittely
1. 1 Luokittelu materiaalin mukaan
A. Joustava pehmeä venttiilin istukka
Yleensä viittaa materiaaleihin, kuten kumiin, silikoniin ja polytetrafluoroeteeniin (PTFE).
Edut: hyvä tiivistyskyky, nopea reagointikyky, sopii matalille lämpötiloille, matalille paineille ja vähän syövyttäville aineille (PTFE:tä lukuun ottamatta).
Haittoja: huono kulutuskestävyys, materiaalin ikääntyminen rajoittaa käyttöikää.
B. Metallinen venttiilin istukka
Valmistettu ruostumattomasta teräksestä, hiiliteräksestä tai muista metallisista materiaaleista.
Edut: korkea lämmönkestävyys, korkea paineenkestävyys, vahva kulutuskestävyys, sopii vaativiin työolosuhteisiin.
Haitat: korkeat vaatimukset metalli-metalli-tiivistykselle, tiukat käsittelytarkkuus- ja asennusvaatimukset.
C. Komposiittiventtiilin istukka
Yhdistää metallin ja pehmeiden materiaalien edut, yleensä peittämällä metallirakenteen elastisilla materiaaleilla, kuten grafiitilla.
Se ei ainoastaan takaa hyvää tiivistyskykyä, vaan myös parantaa kulutuskestävyyttä ja käyttöikää.
1.2. Luokittelu rakennemuodon mukaan
A. Kova selkänoja
Venttiilin istuin ja takaosa on muodostettu yhtenäiseksi kokonaisuudeksi, rakenteeltaan yksinkertainen, ja tiivistyspinta sopii tiiviisti venttiilin runkoon.
Tämän haittapuolikova takaventtiilin istukkaon se, että kun venttiilin istukka on kulunut tai vanhentunut, koko läppäventtiili on purettava vaihtoa varten.
B. Irrotettava pehmeä istuin
Thepehmeä venttiilin istukkaon lohenpyrstöliitosrakenteinen ja se voidaan purkaa ja vaihtaa erikseen.
Etuna on, että läppäventtiilin kokonaiskäyttöikää on helppo huoltaa ja pidentää.
1.3. Erikoissuunnittelun mukaan
A. Kaksoiseksentrinen läppäventtiili
Perhosläppä liikkuu suljettuna kahta epäkeskistä akselia pitkin, mikä vähentää kosketuskitkaa venttiilin istukkaan.
Etuja ovat vähentynyt kuluminen, pidempi venttiilin istukan käyttöikä ja parempi tiivistyskyky.
B. Kolmoiseksentrinen läppäventtiili
Kaksoiskeskisyyteen perustuva suunnittelu mahdollistaa perhosläppälevyn ja metallisen venttiilin istukan tarkan metalli-metalli-kosketuksen.
Se voi saavuttaa todellisen nollavuotovaikutuksen ja sopii vaativiin työolosuhteisiin (kuten korkeaan lämpötilaan ja korkeapaineisiin väliaineisiin).
Erilaisilla venttiilin istukkamateriaaleilla on erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, ja ne soveltuvat erilaisiin käyttöolosuhteisiin. Tässä artikkelissa tutkimme ja vertailemme pääasiassa elastisten venttiilin istukoiden päätyyppejä, suorituskykyä ja sovelluksia.
Markkinoilla yleisesti käytettyjä elastisia venttiilin istukoita ovat NBR, EPDM, VITON (FKM), luonnonkumi (NR), silikoni (silikonikumi), polyuretaani (PU), hydrattu nitriilikumi (HNBR), HYPALON (CSM) ja PTFE:
2. Venttiiliistukoiden materiaalien ominaisuuksien vertailu
| Materiaali | NBR (nitriilikumi) | EPDM (etyleenipropyleenidieenimonomeerikumi) | VITON (FKM/fluorihiilikuminen) | NR (luonnonkumi) | Silikonikumi | PU (polyuretaani) | HNBR (hydrattu nitriilikumi) | HYPALON (CSM/kloorisulfonoitu polyeteenikumi) | PTFE (polytetrafluorieteeni, teflon) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Öljynkestävyys | Erinomainen | Huono | Erinomainen (kestää polttoaineita ja kemikaaleja) | Huono | Huono | Kohtalainen | Erinomainen (kestää öljyä, polttoainetta ja voiteluaineita) | Kohtalainen | Erinomainen (paras kemikaalienkestävyys) |
| Kemiallinen kestävyys | Kohtalainen, kestää mietoja happoja ja emäksiä | Erinomainen (kestää happoja, emäksiä ja hapettimia) | Erinomainen (kestää happoja, emäksiä, orgaanisia liuottimia) | Kohtalainen | Erinomainen (kestää hapettimia, myrkytön) | Kohtalainen | Hyvä (kestää mietoja happoja ja emäksiä) | Erinomainen (kestää happoja, emäksiä ja hapettimia) | Erinomainen (kestää kaikkia kemikaaleja) |
| Lämpötila-alue (°C) | -30 ~ 100 | -40 ~ 120 (lyhyesti jopa 150) | -20 ~ 200 | -50 ~ 70 | -60 ~ 230 | -30 ~ 80 | -40 ~ 150 | -40 ~ 130 | -200 ~ 260 |
| Kulutuskestävyys | Hyvä | Kohtalainen | Hyvä | Erinomainen (erinomainen kulutuskestävyys) | Kohtalainen | Erinomainen (paras kulutuskestävyys) | Erinomainen | Hyvä | Huono (kuluu helposti) |
| Vedenkestävyys | Kohtalainen | Erinomainen (sopii kuumalle vedelle ja höyrylle) | Kohtalainen | Hyvä | Erinomainen (elintarvikelaatuinen) | Kohtalainen | Hyvä | Erinomainen | Erinomainen (vedenpitävä) |
| Säänkestävyys (UV/otsoni) | Huono (vanhenee helposti) | Erinomainen (korkea säänkestävyys) | Hyvä | Kohtalainen | Erinomainen (äärimmäinen säänkestävyys) | Kohtalainen | Erinomainen (korkea säänkestävyys) | Erinomainen (erinomainen säänkestävyys) | Erinomainen (UV- ja ikääntymisen kestävyys) |
| Joustavuus | Hyvä | Erinomainen | Kohtalainen | Erinomainen | Erinomainen | Hyvä | Erinomainen | Hyvä | Kova (alhainen kitka) |
| Tärkeimmät sovellukset | Polttoaine, voiteluöljy, hydrauliikkaöljyjärjestelmät, teollisuustiivisteet | Vesihuolto- ja viemäröintijärjestelmät, kemikaaliputket, höyryjärjestelmät, ulkolaitteet | Korkean lämpötilan kemialliset sovellukset, polttoainejärjestelmät, ilmailu- ja avaruusteollisuus, petrokemikaalit | Kaivosteollisuus, kulutusta kestävät laitteet, mekaaniset vuoraukset | Elintarvikkeet, lääkkeet, elektroniikan tiivistys, korkean ja matalan lämpötilan sovellukset | Mekaaninen tiivistys, kulutusta kestävät laitteet, kaivosteollisuus, hydrauliikkajärjestelmät | Petrokemikaalit, autoteollisuus, korkean lämpötilan öljytiivisteet | Kemianteollisuus, syövyttävät ympäristöt, ulkolaitteet, otsonia kestävä tiivistys | Voimakkaat syövyttävät kemikaalit, lääkkeet, elintarvikelaatuinen tiivistys, korkean lämpötilan tiivistys |
3. Venttiilin istukkamateriaalien sopivat käyttöolosuhteet
| Materiaali | Polttoaineen/öljyn kestävyys | Happo-/emäsresistenssi | Korkean lämpötilan kestävyys | Matalan lämpötilan kestävyys | Vedenkestävyys | Kulutuskestävyys | Säänkestävyys (ulkona, otsoni) | Elintarvikelaatuinen |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NBR | ✔ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ✔ | ❌ | ❌ |
| EPDM-muovi | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ✔ | ✔ |
| VITON | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ❌ | ✔ | ✔ | ❌ |
| NR | ❌ | ❌ | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ❌ |
| Silikoni | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ✔ | ✔ |
| PU | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ✔ | ❌ | ❌ |
| HNBR | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ |
| HYPALON | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ |
| PTFE | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ✔ | ✔ |
4. Materiaalivalintasuositukset
· Polttoaine-, öljy- tai hydrauliikkaöljysovelluksiin → NBR, HNBR, VITON
· Happo-/emäs- ja kemikaalien kestävyyteen → EPDM, HYPALON, VITON, PTFE
· Korkeiden lämpötilojen kestävyyteen (>150 °C) → VITON, silikoni, HYPALON, PTFE
· Matalien lämpötilojen sovelluksiin (<-40 °C) → NR, silikoni, PTFE
· Korkeaan kulutus- ja hankauksenkestävyyteen (kaivosteollisuus, koneet) → NR, PU, HNBR
· Juomavesi- ja elintarvikekäyttöön → EPDM, silikoni, PTFE
· Ulko- ja otsoninkestäväksi → EPDM, HYPALON, silikoni, PTFE
5. Johtopäätös
· NBR (nitriilikumi): Paras öljypohjaisiin sovelluksiin, kuten polttoaineisiin ja hydrauliikkaöljyihin, mutta ei sovellu korkeisiin lämpötiloihin eikä hapoille/emäksille.
· EPDM (etyleenipropyleenikumi): Ihanteellinen vedenkäsittely-, kemikaali- ja höyryjärjestelmiin; erittäin säänkestävä, mutta ei öljynkestävä.
· VITON (fluorihiilikuminen): Erinomainen korkeisiin lämpötiloihin, vahvoille hapoille/emäksille ja polttoainesovelluksiin.
· NR (luonnonkumi): Erinomainen kulutuskestävyys, käytetään kaivos- ja koneteollisuudessa, mutta ei kestä kemikaaleja.
· Silikonikumi: Erinomainen korkeisiin/mataliin lämpötiloihin, elintarviketurvallisiin sovelluksiin, mutta siitä puuttuu kulutuskestävyys.
· PU (polyuretaani): Paras äärimmäiseen kulutuskestävyyteen, käytetään hydrauliikkatiivisteissä ja kaivossovelluksissa.
· HNBR (hydrattu nitriilikumi): Parempi kuin NBR korkeissa lämpötiloissa ja kulutuksessa, käytetään petrokemian teollisuudessa.
· HYPALON (CSM/kloorisulfonoitu polyeteenikumi): Paras happo-/emäskestävyyteen ja sään kestävyyteen, ihanteellinen kemikaalien ja otsonin kestävään tiivistykseen.
· PTFE (polytetrafluorieteeni): Kemiallisesti kestävin, ihanteellinen korkeisiin lämpötiloihin, syövyttäviin ympäristöihin ja elintarvikkeiden jalostukseen.