버터플라이 밸브: 용도, 유형, 작동, 장점

버터플라이 밸브란?

버터플라이 밸브는 유체의 흐름을 차단하거나 조절하는 밸브입니다. 폐쇄 메커니즘은 회전하는 디스크입니다.

버터플라이 밸브는 1/4 회전 밸브 제품군에 속하며 볼 밸브와 매우 유사하게 작동합니다. “나비는 막대에 연결된 원반입니다. 로드가 흐름 방향에 수직인 위치로 4분의 1만큼 디스크를 회전시키면 닫힙니다. 밸브가 열리면 디스크가 뒤로 회전하여 흐름을 허용합니다.

버터플라이 밸브는 온오프 또는 조절 서비스에 사용되며 가볍고 작은 설치 공간, 저렴한 비용, 빠른 작동 및 매우 큰 크기의 가용성으로 인해 널리 사용됩니다. 이 밸브는 핸들, 기어 또는 자동 액추에이터로 작동할 수 있습니다.

 

작동 원리

작동은 볼 밸브의 작동과 유사하여 빠른 차단이 가능합니다. 버터플라이 밸브는 다른 밸브 설계보다 비용이 저렴하고 무게가 가벼워 지지력이 덜 필요하기 때문에 일반적으로 선호됩니다. 디스크는 파이프 중앙에 위치합니다.

로드는 디스크를 통해 밸브 외부의 작동기로 전달됩니다. 액추에이터를 회전시키면 디스크가 흐름에 평행하거나 수직으로 회전합니다. 볼 밸브와 달리 디스크는 항상 흐름 내에 존재하므로 열려 있어도 압력 강하를 유발합니다.

버터플라이 밸브는 1/4 회전 밸브라고 하는 밸브 제품군에 속합니다. 작동 중 디스크가 1/4 바퀴 회전하면 밸브가 완전히 열리거나 닫힙니다. "나비"는 막대에 장착 된 금속 디스크입니다. 밸브가 닫히면 디스크가 회전하여 통로를 완전히 차단합니다.

밸브가 완전히 열리면 디스크가 1/4 회전되어 유체가 거의 무제한으로 통과할 수 있습니다. 밸브는 흐름을 조절하기 위해 점진적으로 열릴 수도 있습니다.

다양한 종류의 버터플라이 밸브가 있으며 각각 다른 압력과 용도에 맞게 조정됩니다. 고무의 유연성을 사용하는 제로 오프셋 버터플라이 밸브는 가장 낮은 압력 등급을 가지고 있습니다. 약간 더 높은 압력 시스템에 사용되는 고성능 이중 오프셋 버터플라이 밸브는 디스크 시트와 바디 씰의 중심선(오프셋 1)과 보어의 중심선(오프셋 2)에서 오프셋됩니다.

이것은 작동 중에 시트를 씰에서 들어 올리는 캠 동작을 생성하여 제로 오프셋 설계에서 생성되는 마찰을 줄이고 마모 경향을 줄입니다. 고압 시스템에 가장 적합한 밸브는 삼중 오프셋 버터플라이 밸브입니다.

이 밸브에서 디스크 시트 접촉 축은 오프셋되어 디스크와 시트 사이의 슬라이딩 접촉을 사실상 제거하는 역할을 합니다. 삼중 오프셋 밸브의 경우 시트는 금속으로 만들어져 디스크와 접촉할 때 기포가 없는 차단을 달성하는 것과 같이 기계가공될 수 있습니다.

 

버터플라이 밸브의 부품

버터플라이 밸브는 흐름을 시작, 중지 및 조절할 수 있는 1/4회전 회전 모션 밸브입니다. 사용이 간편하여 인기 있는 선택입니다. 다음은 버터플라이 밸브의 부품과 밸브 기능에 기여하는 방법입니다.

1. 바디(Body)
버터플라이 밸브의 몸체는 두 파이프 사이에 맞는 부분입니다. 이 슬림 밸브는 웨이퍼와 러그의 두 가지 주요 본체 스타일로 제공됩니다. 웨이퍼형 몸체는 둘 중 가장 경제적입니다. 밸브 본체를 관통하는 볼트 구멍이 있는 파이프에 연결됩니다.

이 디자인은 설치가 쉽고 주로 범용 흐름 시스템에서 역류를 방지하는 데 사용됩니다. 그러나 규제가 필요한 시스템에서는 사용하지 않는 것이 좋습니다.

러그 스타일 버터플라이 밸브는 해당 밸브보다 약간 비싸지만 몇 가지 뚜렷한 장점을 제공합니다. 러그 버터플라이 밸브는 밸브 본체 외부의 돌출된 러그 구멍을 통해 파이프에 연결됩니다. 이 디자인을 사용하면 밸브는 웨이퍼 밸브와 달리 파이프의 무게를 본체 전체로 운반하는 데 실제로 도움이 됩니다. 이를 통해 막다른 서비스를 위해 밸브의 한쪽에서 배관을 제거할 수 있습니다.

2. 디스크(Disk)
웨이퍼 및 러그형 버터플라이 밸브 모두 내부에 디스크가 있으며 이 디스크는 게이트 밸브의 게이트 또는 볼 밸브의 볼과 마찬가지로 밸브를 통한 매체의 흐름을 제어합니다.

밸브의 디스크는 동심 또는 편심일 수 있습니다. 이 두 가지 중 가장 단순한 것은 동심원판입니다. 동심원 설계에서 증기는 디스크의 중심선을 통과합니다. 동심 밸브는 일반적으로 저압 응용 분야에 사용됩니다.

그러나 편심 디스크 디자인에는 중심선을 통과하지 않고 흐름의 반대 방향으로 중심선 뒤에 있는 줄기가 있습니다. 편심 디스크는 밸브의 수명을 연장하고 향상시키기 위해 완전히 닫히기 전에 디스크와 씰의 접촉을 방지하도록 설계되었습니다.

3. 스템(Stem)
버터플라이 밸브의 줄기는 작은 부분처럼 보일 수 있지만 중요한 역할을 합니다. 스템은 내부의 디스크와 외부의 핸들을 연결하는 역할을 합니다. 그것이 없으면 밸브는 열리거나 닫힐 수 없으며 열리거나 닫힐 수 없다면 밸브는 무엇입니까?

스템에는 젖음 또는 젖지 않는 두 가지 디자인이 있습니다. 이는 스템의 보호를 나타냅니다. 젖지 않는 스템은 라인에 있는 잠재적인 부식성 또는 부식성 매체로부터 보호됩니다. 젖은 스템은 이들로부터 보호되지 않으므로 라인을 통해 흐르는 매체와 호환되는 재료로 만들어야 합니다.

4. 시트(Seat)
버터플라이 밸브의 시트는 다양한 엘라스토머 또는 폴리머로 만들어지며 본체에 접착되거나 압착되거나 잠깁니다. 시트는 밸브의 내경을 따라 움직입니다. 디스크가 시트와 함께 누르면 흐름을 멈추기 위해 함께 밀봉됩니다.

버터플라이 밸브가 처음 설계되었을 때 디스크의 금속은 금속 몸체에 밀착되어 누출이 없는 밀봉을 제공하지 않았습니다. 밸브 설계에 엘라스토머 또는 폴리머를 추가하면 누출 방지 밀봉을 제공하는 데 도움이 됩니다.

 

버터플라이 밸브의 종류

버터플라이 밸브에는 고무 라이닝, 플라스틱 라이닝 및 금속의 3가지 주요 범주가 있습니다.

고무 라이닝 밸브
요구사항이 적고 마모가 적고 온도가 낮은 응용 분야를 위한 저렴한 밸브입니다. 일반적으로 150-300#(PN10-25) 플랜지용

플라스틱 라이닝 밸브
가혹한 화학 물질, 초순수 응용 분야, 위생 또는 연마 응용 분야와 함께 사용합니다. 일반적으로 150#(PN10/16) 플랜지용

금속 밸브
고압 또는 고온 적용 또는 내화성이 요구되는 적용. 150-2500#(PN10-160) 플랜지에 사용할 수 있습니다. 단일 오프셋, 이중 오프셋 또는 삼중 오프셋일 수 있습니다.

 

몸체 구조에 따른 버터플라이 밸브의 종류

1. 웨이퍼 종류
웨이퍼 스타일 버터플라이 밸브는 양방향 압력 차에 대해 밀봉을 유지하여 단방향 흐름용으로 설계된 시스템에서 역류를 방지하도록 설계되었습니다. 이것은 꼭 맞는 밀봉으로 이루어집니다. 즉, 개스킷, O-링, 정밀 가공 및 밸브의 상류 및 하류 측면에 평평한 밸브 면이 있습니다.

2. 러그 스타일
러그 스타일 밸브는 밸브 본체의 양쪽에 나사산이 있는 인서트가 있습니다. 이를 통해 두 세트의 볼트를 사용하여 너트 없이 시스템에 설치할 수 있습니다. 밸브는 각 플랜지에 대해 별도의 볼트 세트를 사용하여 두 플랜지 사이에 설치됩니다. 이 설정은 다른 쪽을 방해하지 않고 배관 시스템의 한쪽을 분리할 수 있습니다.

막다른 서비스에 사용되는 러그형 버터플라이 밸브는 일반적으로 압력 등급이 낮습니다. 예를 들어 두 플랜지 사이에 장착된 러그 스타일 버터플라이 밸브의 정격 압력은 1,000kPa(150psi)입니다. 막다른 서비스에서 하나의 플랜지로 장착된 동일한 밸브의 정격은 520kPa(75psi)입니다. 러그 밸브는 화학 물질 및 용매에 대한 내성이 매우 뛰어나며 최대 200°C의 온도를 처리할 수 있어 다목적 솔루션입니다.

3. 플랜지형
밸브의 양쪽에 플랜지면이 있습니다. 초대형 밸브에서 인기가 있습니다. 일부 회사는 'U'자형 밸브를 사용합니다. 이것은 더 저렴합니다. 그러나 두 플랜지가 항상 평행하지는 않으므로 파이프 플랜지에 대한 볼트 체결에 문제가 발생할 수 있습니다.

4. 맞대기 용접 끝 유형
이러한 유형의 끝단은 고압 서비스에 사용되며 파이프에 직접 용접됩니다. 대부분의 플라스틱 라이닝 밸브는 PN10/16(150#) 플랜지로 제한되기 때문에 이 유형은 플라스틱 라이닝 밸브에서 거의 볼 수 없습니다.

 

디스크 정렬

밸브에서 디스크를 정렬할 수 있는 세 가지 주요 방법은 제로 오프셋, 이중 오프셋 또는 삼중 오프셋입니다.

 

제로 오프셋 버터플라이 밸브
저압 및 온도 서비스에 사용되는 밸브에는 제로 오프셋 설계가 사용됩니다. 이 설계에서 디스크와 샤프트 축은 밸브 본체와 동심입니다. 열린 위치에서 디스크는 흐름을 두 개의 동일한 절반으로 나눕니다. 디스크는 가운데에 있고 흐름과 평행합니다.

이 유형의 밸브에는 탄성 시트가 ​​있습니다. 디스크가 부드러운 시트를 변형시킬 때 밀봉이 이루어집니다. 제로 오프셋 밸브의 단점인 전체 작동 주기 동안 디스크와 시트 사이에 마찰이 있습니다.

더블 오프셋 버터플라이 밸브
이중 오프셋에서 디스크는 밸브 중심선과 밸브 본체 중심선에서 오프셋됩니다. 이것은 작동 중에 시트를 씰에서 들어 올리는 캠 동작을 생성합니다.

이중 오프셋은 마찰이 처음 몇 도의 열림과 마지막 몇 도의 닫힘 동안에만 적용되므로 열고 닫기를 부드럽게 만듭니다. 10도 개폐.

트리플 오프셋 버터플라이 밸브
트리플 오프셋 디자인에서 세 번째 오프셋은 착석 표면의 기하학적 디자인에 의해 생성됩니다. 시트는 오프셋 원뿔 프로파일로 가공되어 직각 원뿔이 생성됩니다.

이는 작동 주기 전반에 걸쳐 마찰 없는 스트로크를 보장합니다. 접촉은 기계적 정지 역할을 하는 90° 각도로 최종 폐쇄 지점에서만 이루어집니다. 금속 시트 밸브는 삼중 오프셋 디자인을 사용합니다.

 

버터플라이 밸브의 용도

버터플라이 밸브는 매체를 시작, 감속 또는 중지하여 흐름을 조절합니다. 디스크는 90도의 낮은 토크 회전으로 열리고 닫히고 호환되는 모든 응용 프로그램에서 작동합니다. 비용이 적게 들고 무게가 가볍기 때문에 버터플라이 밸브가 다른 유형의 밸브보다 선호되는 경우가 많습니다.

버터플라이 밸브는 광범위한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다. 그들은 대용량 물 응용 프로그램 및 슬러리 응용 프로그램에서 잘 수행됩니다. 다음은 버터플라이 밸브의 몇 가지 일반적인 응용 프로그램입니다.

▷ 냉각수, 공기, 가스, 화재 방지 등
▷ 슬러리 및 이와 유사한 서비스
▷ 진공 서비스
▷ 고압 및 고온의 물 및 증기 서비스
▷ 압축 공기 또는 가스 응용 분야

 

수동 작동 대 자동 작동

버터플라이 밸브의 주요 장점 중 하나는 밸브 내부의 디스크를 완전히 회전시키기 위해 수동 또는 자동으로 작동할 수 있다는 것입니다.

버터플라이 밸브의 수동 작동에는 핸드 레버 또는 기어가 포함됩니다. 핸드 레버는 주로 작은 밸브에 사용되며 이름에서 알 수 있듯이 위쪽에 있는 레버로 최대 90도 회전하여 흐름을 열고 닫거나 조절합니다.

기어 작동식 밸브는 더 큰 밸브에 사용되며 밸브를 열고 닫는 데 도움이 되는 기어박스를 사용합니다. 기어박스를 사용하면 작업자가 밸브를 더 쉽게 열 수 있지만 속도가 느려집니다.

버터플라이 밸브가 자동으로 작동되어 원격으로 제어할 수 있습니다. 자동 작동은 전기 모터, 유압 또는 공압을 사용하여 발생합니다.

자동 버터플라이 밸브는 대형 밸브(버터플라이 밸브는 최대 200인치까지 제작되었습니다!)에 매우 유용하며 페일오픈(고장 시 열림) 또는 페일클로즈(고장 시 닫힘)와 같은 페일 세이프 옵션이 제공됩니다.

 

버터플라이 밸브의 장점

버터플라이 밸브는 볼 밸브와 유사하지만 몇 가지 장점이 있습니다.

▷ 그것들은 작고 공압으로 작동될 때 매우 빠르게 열리고 닫힙니다.
▷ 디스크는 볼보다 가볍고 밸브는 비슷한 직경의 볼 밸브보다 구조적 지지가 덜 필요합니다.
▷ 버터플라이 밸브는 매우 정밀하여 산업 응용 분야에서 유리합니다.
▷ 그들은 매우 안정적이며 유지 관리가 거의 필요하지 않습니다.
▷ 배관 시스템 이탈 없이 설치/제거 가능
▷ 흐름을 조절하는 능력
▷ 다양한 작동 방법 사용 가능
▷ 큰 직경에서 사용 가능
▷ 다양한 시트 및 디스크 소재
▷ 전체 스테인리스 스틸 바디 사용 가능
▷ 경량 알루미늄 바디 사용 가능

버터플라이 밸브의 단점

버터플라이 밸브의 한 가지 단점은 완전히 열린 경우에도 디스크의 일부가 항상 흐름에 제공된다는 것입니다. 따라서 버터플라이 밸브를 사용하면 설정에 관계없이 항상 밸브 전체에 압력 스위치가 발생합니다.

▷ 디스크의 특정 부분은 완전히 열린 경우에도 항상 흐름을 향합니다. 따라서 버터플라이 밸브의 작동은 설정에 관계없이 항상 밸브에 대한 압력 스위치로 이어집니다.
▷ 밀봉 기능이 좋지 않습니다.
▷ 버터플라이 밸브를 사용하여 조절하는 것은 저압 강하 시스템으로 제한됩니다.
▷ 버터플라이 밸브가 작동할 때 가능한 캐비테이션 및 질식된 흐름이 걱정됩니다.