Թիթեռաձև փականները օգտագործվում են խողովակների միջով հեղուկների կամ գազերի հոսքը սկսելու, կանգնեցնելու կամ կարգավորելու համար: Դրանք իրենց անունը ստացել են փականի մարմնի ներսում պտտվող թևանման սկավառակից՝ նմանվելով թիթեռի շարժմանը: Թիթեռաձև փականների տարբեր տեսակների մեջ ամենատարածված դիզայններն են բարձր արդյունավետության թիթեռաձև փականները (HPBV) և համակենտրոն թիթեռաձև փականները: Այս համեմատությունը կվերլուծի երկուսի միջև եղած տարբերությունները բազմաթիվ չափումներից՝ պարզաբանելու դրանց դերը արդյունաբերական և քաղաքային կիրառություններում:
| Հատկանիշ | Կոնցենտրիկ թիթեռի փական | Բարձր արդյունավետության թիթեռի փական |
| Դիզայն | Կենտրոնական ցողուն և սկավառակ | Տեղափոխված ցողուն մետաղական նստատեղով |
| Կնքման մեխանիզմ | Փափուկ էլաստոմերային նստատեղ | RPTFE նստատեղ |
| Ճնշման գնահատական | Մինչև 250 PSI | Մինչև 600 PSI |
| Ջերմաստիճանի վարկանիշ | Մինչև 180°C (356°F) | Մինչև 260°C (536°F) |
| Մաշվածություն և պատռվածք | Ավելի բարձր՝ նստատեղի հետ շփման պատճառով | Ավելի ցածր՝ օֆսեթային դիզայնի շնորհիվ |
| Կիրառման պիտանիությունը | Ցածր ճնշման հեղուկներ | Միջին ճնշման, բարձր ջերմաստիճանի հեղուկներ |
| Արժեքը | Ստորին | Ավելի բարձր |
1. Նախագծում և շինարարություն
Համակենտրոն թիթեռաձև փականների և բարձր արդյունավետության թիթեռաձև փականների միջև հիմնական տարբերությունը կայանում է դրանց կառուցվածքային դիզայնի մեջ, մասնավորապես՝ փականի ցողունի և փականի սկավառակի դիրքում փականի մարմնի նկատմամբ, ինչպես նաև օգտագործված նյութերում։
1.1 Կոնցենտրիկ թիթեռային փականներ
Համակենտրոն կառուցվածքը հայտնի է որպես «զրոյական շեղումով» կամ «առաձգական նստատեղով» փական, որը փականի ցողունը և փականի սկավառակը հավասարեցնում է անմիջապես փականի մարմնի և խողովակի անցքի կենտրոնին: Այս կենտրոնական հավասարեցումը շեղում չունի:
1.1.1 Սկավառակի շարժում
Սկավառակը պտտվում է փականի ցողունի առանցքի շուրջ 90°-ով և իր շարժման ողջ տիրույթում անցնում է լիովին բաց (խողովակին զուգահեռ) դիրքից մինչև լիովին փակ (խողովակին ուղղահայաց) դիրք։
1.1.2 Կնքման մեխանիզմ
Կնքումը ապահովվում է փականի սկավառակի եզրի և փականի մարմնի ներքին մակերեսը պատող առաձգական ռետինանման նստատեղի (օրինակ՝ EPDM, ակրիլ կամ ֆտորռեծածկ) միջև միջամտական համապատասխանեցմամբ։
1.1.3 Նյութեր
Փականի մարմինը սովորաբար պատրաստված է բարձր ամրության և կոռոզիային դիմացկուն նյութերից, ինչպիսիք են թուջը, ճկուն երկաթը կամ նույնիսկ չժանգոտվող պողպատը՝ ավելի քիչ պահանջկոտ կիրառությունների համար, քանի որ ռետինե փականի նստատեղը կանխում է հեղուկի շփումը փականի մարմնի հետ։
Սկավառակը կարող է լինել չժանգոտվող պողպատից, ալյումինե բրոնզից, պատված դյուրաթելային երկաթից կամ ամբողջությամբ մետաղով պատված՝ կախված հեղուկի կոռոզիոնությունից։
1.2 Բարձր արդյունավետության թիթեռաձև փականներ
Սովորաբար կրկնակի օֆսեթային դիզայն՝ երկու հիմնական օֆսեթներով.
Ցողունը գտնվում է սկավառակի ետևում, այլ ոչ թե սկավառակի կենտրոնում, և
Սկավառակի և ցողունի հավաքածուն շեղված է խողովակի անցքի կենտրոնական գծից։
Որոշ առաջադեմ տարբերակներ ներառում են եռակի օֆսեթ, սակայն կրկնակի օֆսեթը ստանդարտ է բարձր արդյունավետությամբ մոդելների համար։
1.2.1 Սկավառակի շարժում
Տեղաշարժի շնորհիվ սկավառակը պտտվում է լիսեռանման շարժումով, նվազեցնելով նստատեղի հետ շփումը։
1.2.2 Կնքման մեխանիզմ
Նստատեղը պատրաստված է ավելի դիմացկուն նյութերից, ինչպիսին է ամրացված տեֆլոնը, որպեսզի դիմակայի ավելի բարձր ճնշումներին և ջերմաստիճաններին: Կոնցենտրիկ փականի ռետինե նստատեղից տարբերվող, կնիքն ավելի ամուր է և պակաս կախված է դեֆորմացիայից:
1.2.3 Նյութեր
Մարմինը և սկավառակը պատրաստված են ամուր մետաղներից, ինչպիսիք են չժանգոտվող պողպատը, ածխածնային պողպատը կամ համաձուլվածքները, որպեսզի դիմակայեն դժվար պայմաններին։
1.3 Ամփոփում. Նախագծման հետևանքներ
Կոնցենտրիկ փականի պարզությունը այն դարձնում է թեթև և կոմպակտ, ինչը այն իդեալական է դարձնում անմիջական տեղադրման համար: Այնուամենայնիվ, դեֆորմացվող ռետինե նստատեղի վրա կախվածությունը սահմանափակում է դրա ճկունությունը:
Բարձր արդյունավետությամբ փականների շեղված դիզայնը և ամուր նյութերը մեծացնում են դրանց դիմացկունությունն ու հարմարվողականությունը, սակայն բարդության և քաշի ավելացման հաշվին։
---
2. Արդյունավետության հնարավորություններ
Արդյունավետությունը այս փականների ամենատարբերակային կողմն է և այն, ինչը օգտատերերը գնահատում և որի մասին հոգ են տանում, ամենաշատն է։ Մասնավորապես, այն վերլուծվում է ճնշման, ջերմաստիճանի, կնքման ազդեցության և ծառայության ժամկետի առումով։
2.1 Կոնցենտրիկ թիթեռային փականներ
2.1.1 Ճնշման վարկանիշներ
Կոնցենտրիկ թիթեռաձև փականները, որպես կանոն, կարող են դիմանալ մինչև PN16 ճնշմանը, սակայն սա տարբերվում է՝ կախված չափից և նյութից: Այս ճնշումից բարձր ռետինե նստատեղը կարող է դեֆորմացվել կամ խափանվել:
2.1.2 Ջերմաստիճանի գնահատականներ
Առավելագույն ջերմաստիճանը 356°F (180°C) է, որը սահմանափակվում է ռետինե կամ PTFE նստվածքի ջերմային սահմաններով: Բարձր ջերմաստիճանները կվատացնեն էլաստոմերի աշխատանքը և կխաթարեն կնքումը:
2.1.3 Կնքման արդյունավետություն
Այն կարող է ապահովել հուսալի փակում ցածր ճնշման համակարգերում, սակայն փականի սկավառակի և փականի նստատեղի միջև շարունակական շփումը կհանգեցնի մաշվածության, ինչը կնվազեցնի արդյունավետությունը։
2.1.4 Սահմանափակում
Քանի որ թիթեռաձև փականներն ավելի հարմար են լրիվ բացման և փակման համար, եթե դրանք օգտագործվում են հոսքի կարգավորման համար, երկարատև դրոսելը կարագացնի փականի նստատեղի մաշվածությունը, դարձնելով այն պակաս ճշգրիտ և դիմացկուն։
2.1.5 Երկարակեցություն
Լինելով ավելի առաձգական, մետաղական կամ ամրացված փականի նստատեղերն ավելի դիմացկուն են, քան ռետինեները: Տեղաշարժված դիզայնը հետագայում երկարացնում է ծառայության ժամկետը՝ սահմանափակելով շփումը:
2.2 Բարձր արդյունավետության թիթեռային փական
2.2.1 Ճնշման վարկանիշ
Իր ամրակուռ կառուցվածքի և փականի նստատեղի վրա լարվածությունը նվազեցնող շեղված դիզայնի շնորհիվ այն կարող է դիմանալ մինչև PN16 ճնշմանը։
2.2.2 Ջերմաստիճանի գնահատական
Քանի որ փականի նստատեղը օգտագործում է RPTFE, այն կարող է արդյունավետորեն աշխատել մինչև 536°F (280°C) ջերմաստիճաններում։
2.2.3 Կնքման արդյունավետություն
Շնորհիվ շեղված փականի սկավառակի ճշգրիտ տեղադրման և ամուր փականի նստատեղի, արտահոսքը գրեթե զրոյական է և սովորաբար գրեթե հերմետիկ փակման է։ Սա այն դարձնում է իդեալական կարևոր կիրառությունների համար։
2.2.4 Սահմանափակում
Բարձր արդյունավետության թիթեռաձև փականներում օգտագործվող կառուցվածքը և նյութերը հնարավորություն են տալիս դրանց ճշգրիտ կառավարել հոսքը նույնիսկ բարձր ճնշման տակ: Նստատեղի հետ շփման նվազեցումը նվազագույնի է հասցնում մաշվածությունը և պահպանում է կնքման ամբողջականությունը բազմաթիվ ցիկլերի ընթացքում:
2.2.5 Երկարակեցություն
Ավելի դիմացկուն լինելով՝ մետաղական կամ ամրացված նստատեղերն ավելի դիմացկուն են, քան ռետինեները: Տեղաշարժված դիզայնը լրացուցիչ երկարացնում է ծառայության ժամկետը՝ սահմանափակելով շփումը:
2.3 Ամփոփում. Արդյունավետության հիմնական ցուցանիշներ
Կոնցենտրիկ փականները հարմար են ցածր ճնշման, կայուն պայմանների համար, բայց խափանվում են միջին և բարձր ճնշումների դեպքում։
Բարձր արդյունավետությամբ փականները ապահովում են գերազանց հուսալիություն և ծառայության ժամկետ՝ ավելի բարձր սկզբնական արժեքով։
---
3. Դիմումներ
Միջին գծի թիթեռաձև փականների և բարձր արդյունավետության թիթեռաձև փականների միջև ընտրությունը կախված է այն համակարգի կոնկրետ կարիքներից, որտեղ դրանք տեղադրվում են։
3.1 Կոնցենտրիկ թիթեռային փականներ
Ցածրից մինչև միջին ճնշման/ջերմաստիճանի համակարգերի համար, որտեղ գինը և պարզությունը գերակա են։
Հաճախակի կիրառություններ՝
- Ջուր և կեղտաջրեր. Քաղաքային ջրամատակարարման համակարգերը, ոռոգման և կոյուղու համակարգերը օգտվում են իրենց տնտեսողությունից և հեղուկային մեկուսացումից։
- Սնունդ և դեղագործություն. Ռետինե հիմքերը կանխում են զգայուն հեղուկների աղտոտումը փականի կորպուսով։
- Գազամատակարարում. ցածր ճնշման գազատարները այն օգտագործում են միացման/անջատման կառավարման համար:
- Հրդեհային պաշտպանություն. Ջրցանման համակարգերը օգտվում են դրա արագ աշխատանքից և հուսալիությունից միջին ճնշման դեպքում:
- Ցածր ճնշման գոլորշի. մինչև 250 PSI և 350°F գոլորշու համար։
3.2 Բարձր արդյունավետության թիթեռաձև փականներ
Ցածր-միջին ճնշումների կամ ճշգրտություն և դիմացկունություն պահանջող կարևոր համակարգերի համար։
Հաճախակի կիրառություններ՝
- Նավթ և գազ. Աշխատում է կոշտ քիմիական նյութերի, նավթաքիմիական նյութերի և ծովային պայմանների հետ՝ բարձր ճնշման և քայքայիչ հեղուկների հետ։
- Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն. Կառավարում է բարձր ճնշման գոլորշին և սառեցնող ջուրը տուրբիններում և կաթսաներում։
- Քիմիական մշակում. Դիմացկուն է կոռոզիոն հեղուկներին և պահպանում է ամուր փակումը ցնդող միջավայրերում:
- HVAC: Մեծ համակարգերի համար, որոնք պահանջում են ճշգրիտ հոսքի կառավարում:
- Նավաշինություն. Դիմացկուն է ծովային պայմաններին և բարձր ճնշման հեղուկների կառավարմանը։
3.3 Կիրառությունների համընկնումը և տարբերությունները
Թեև երկու փականներն էլ կարգավորում են հոսքը, համակենտրոն փականները գերիշխում են ծախսատար և պակաս պահանջկոտ միջավայրերում, մինչդեռ բարձր արդյունավետությամբ փականները նախընտրելի են արդյունաբերական գործընթացների համար, որտեղ խափանումը կարող է լուրջ հետևանքներ ունենալ։
---
4. Գործառնական նկատառումներ
Նախագծումից և կիրառումից բացի, դեր են խաղում նաև գործնական գործոններ, ինչպիսիք են տեղադրումը, սպասարկումը և համակարգին համապատասխանեցումը։
4.1 Տեղադրում
- Կոնցենտրիկ. Ավելի պարզ տեղադրում՝ թեթև քաշի և ավելի պարզ եզրային համատեղելիության շնորհիվ։
- Բարձր արդյունավետություն. Տեղաշարժված դիզայնի շնորհիվ պահանջվում է ճշգրիտ հավասարեցում, իսկ քաշը պահանջում է ավելի ամուր հենարան։
4.2 Սպասարկում
- Կոնցենտրիկ. Սպասարկումը կենտրոնանում է ռետինե նստատեղի փոխարինման վրա, որը համեմատաբար արագ և էժան վերանորոգման մեթոդ է: Այնուամենայնիվ, հաճախակի մաշվածությունը կարող է մեծացնել պարապուրդի ժամանակը բարձր ցիկլային համակարգերում:
- Բարձր արդյունավետություն. Նստատեղի ամուր լինելու պատճառով սպասարկումն ավելի քիչ է կատարվում, սակայն վերանորոգումները (օրինակ՝ նստատեղի փոխարինումը) ավելի թանկ և տեխնիկական են, սովորաբար պահանջում են մասնագիտացված գործիքներով մասնագիտացված սպասարկման անձնակազմ։
4.3 Ճնշման անկում
- Կոնցենտրիկ. Կենտրոնացված սկավառակները մասնակի բաց վիճակում ստեղծում են ավելի շատ տուրբուլենտություն, ինչը նվազեցնում է գազի կարգավորիչ կիրառությունների արդյունավետությունը։
- Բարձր արդյունավետություն. Օֆսեթ սկավառակները բարելավում են հոսքի բնութագրերը՝ նվազեցնելով կավիտացիան և ճնշման անկումը, հատկապես բարձր արագությունների դեպքում։
4.4 Գործարկում
Երկու փականներն էլ կարող են օգտագործվել ձեռքով, պնևմատիկ կամ էլեկտրական ակտուատորներով, սակայն բարձր արդյունավետությամբ փականները հաճախ զուգակցվում են առաջադեմ կառավարման հետ՝ արդյունաբերական պայմաններում ճշգրիտ ավտոմատացման համար։
---
5. Արժեքի և կյանքի ցիկլի վերլուծություն
5.1 Սկզբնական արժեք
Կոնցենտրիկ փականները զգալիորեն ավելի էժան են, քանի որ դրանք համեմատաբար պարզ են հավաքելու համար և օգտագործում են ավելի քիչ նյութ: Սա չի կարելի ասել բարձր արդյունավետությամբ թիթեռաձև փականների մասին:
5.2 Կյանքի ցիկլի արժեքը
Բարձր արդյունավետությամբ փականները ժամանակի ընթացքում, որպես կանոն, ավելի տնտեսող են, քանի որ դրանք ավելի քիչ հաճախ են սպասարկվում և փոխարինվում: Կարևորագույն համակարգերում դրանց հուսալիությունը կարող է նաև նվազեցնել պարապուրդի ծախսերը:
---
6. Եզրակացություն. Առավելությունների և թերությունների ամփոփում
6.1 Կոնցենտրիկ թիթեռային փական
6.1.1 Առավելություններ՝
- Ծախսարդյունավետություն. Արտադրության և նյութերի ցածր ծախսերը դրան տալիս են բյուջետային առավելություն:
- Պարզ դիզայն. Հեշտ է տեղադրել, շահագործել և պահպանել, ավելի քիչ շարժական մասերով։
- Հեղուկի մեկուսացում. Ռետինե նստատեղերը պաշտպանում են փականի մարմինը՝ թույլ տալով օգտագործել ավելի էժան նյութեր և պահպանել հեղուկի մաքրությունը։
- Թեթև քաշ. իդեալական է այն դեպքերում, երբ քաշը մտահոգիչ է։
6.1.2 Թերություններ՝
- Սահմանափակ հեռավորություն. Վերին սահմանները 250 PSI և 356°F են, ինչը սահմանափակում է դրա օգտագործումը կոշտ պայմաններում։
- Հակասական է մաշվածության. նստատեղի մշտական շփումը կարող է հանգեցնել աշխատանքի վատթարացման, ինչը պահանջում է ավելի հաճախակի սպասարկում։
- Բարձր ճնշման տակ դրոսելիության վատ կատարողականություն. ճնշման տակ կորցնում է ճշգրտությունը և կնքումը։
6.2 Բարձր արդյունավետության թիթեռաձև փականներ
6.2.1 Առավելություններ՝
- Բարձր հզորություն. Կարող է դիմակայել միջինից մինչև բարձր ճնշումների (մինչև 600 PSI) և ջերմաստիճանների (մինչև 536°F):
- Երկար ծառայության ժամկետ. Նստատեղի մաշվածության նվազումը և դիմացկուն նյութերը երկարացնում են ծառայության ժամկետը։
- Ճշգրտություն. Գերազանց գազի կարգավորում և անջատում նույնիսկ պահանջկոտ պայմաններում։
- Բազմակողմանիություն. Հարմար է հեղուկների և միջավայրերի լայն շրջանակի համար։
6.2.2 Թերություններ՝
- Ավելի բարձր գին. Թանկարժեք նյութերը և բարդ դիզայնը մեծացնում են նախնական ներդրումները:
- Բարդություն. տեղադրումը և վերանորոգումը պահանջում են ավելի շատ փորձ։
- Քաշ. Ավելի ծանր կառուցվածքը կարող է բարդացնել որոշ համակարգերի վերանորոգումը:
Կոնցենտրիկ թիթեռային փականները և բարձր արդյունավետության թիթեռային փականները ծառայում են հեղուկների կառավարման համընկնող, բայց տարբեր ոլորտների: Կոնցենտրիկ փականի զրոյական շեղումով ռետինե նստատեղի դիզայնը այն դարձնում է գործնական և մատչելի ընտրություն չափավոր կիրառությունների համար, ինչպիսիք են ջրամատակարարումը, սննդի վերամշակումը կամ հրդեհային պաշտպանությունը: Եթե արդյունավետությունն ու դիմացկունությունը անբաժանելի են, ապա բարձր արդյունավետության թիթեռային փականը լուծումն է: Թաղված կիրառությունների համար (օրինակ՝ ստորգետնյա խողովակաշարեր) կարելի է օգտագործել երկու մեթոդներն էլ, բայց կոնցենտրիկ փականի թեթև քաշը և ցածր գինը սովորաբար գերակշռում են, եթե ծայրահեղ պայմանները այլ բան չեն պահանջում: