Бътерфлай крановете са вид спирателни кранове с въртеливо движение на четвърт оборот, които се използват в тръбопроводи за спиране/пускане на потока. Разпространено е мнението, че бътерфлай крановете могат да се използват за регулиране на дебит. Това обаче не е препоръчително, тъй като може да повреди диска и да има отрицателен ефект върху уплътнителните свойства.

Бътерфлай крановете се използват в различни технологични среди и индустрии, във водоснабдителни мрежи, за процесна вода, в помпени и пречиствателни станции с широк спектър от приложения.

Едно от предимствата им в сравнение с други видове кранове, е тяхната проста конструкция и компактност, което води до по-леко тегло и по-ниска цена на крайните продукти. Друго предимство е лесния монтаж, както и по-бързата скорост на затваряне/отваряне.

Предмет на тази статия са предимствата на фланцовите бътерфлай кранове с двойно ексцентричен диск (с двойно изместване). Двойното изместване или ексцентрицитет се отнася до факта, че този дизайн на крана включва две измествания на диска от центъра на тялото на клапана или оста на въртене на вала.

Принцип на работа

Конструкцията на бътерфлай крана е сравнително проста, като въртенето на диска контролира потока на течността. В затворено положение дискът блокира отвора на клапана, докато в отворено положение дискът е ориентиран перпендикулярно на посоката на потока, за да позволи преминаването на потока.

Бътерфлай крановете обикновено осигуряват двупосочен поток и възможност за спиране. Въпреки това те не са със свободен проходен канал, което ги прави неподходящи за почистване с четка или тампониране. Корпусът е от сферографитен чугун с епоксидно прахово покритие, както на вътрешните, така и на външните повърхности. Стандартно крановете се задвижват с ръчно колело, редуктор, ел. задвижка или комбинация от тях, в съответствие със специфичните изисквания за приложение и техническите спецификации.

Съставни части

Корпус
Корпусът на крана се побира между фланците на тръбата – най-често срещаните типове връзки са фланцови, двоен луг тип и вафер тип.

Диск

Дискът е прикрепен към тялото на крана и функционира като затварящ орган, който спира или дроселира потока. Може да се разглежда като идентичен на клина при шибърния кран или на сферата при сферичния кран. Дискът обикновено е свързан към вала. Има много различни варианти по отношение на дизайна на диска, неговата ориентация и материал с цел да се подобри потока, уплътнението и /или работния въртящ момент. Например двойно ексцентричния диск на бътерфлай крана 9881К е проектиран да намали износването на уплътнението и да изпълни изискванията за работния въртящ момент.

Седло

Облицовката на вътрешното тяло на крана е от здрав еластомер или метално уплътнение против протичане, което подсигурява диска на място в затворено положение, за да се постигне пълно затваряне. Серията 9881К с микрозавършено монолитно седло от заварена неръждаема стомана осигурява устойчивост на корозия и ерозия. С този специален тип дизайн на седлото е възможно да се произведе херметичен клапан съгласно изискванията на EN12266 –A.

Вал

Валът на крана е компонентът, който свързва диска със задвижващия механизъм и предава въртящия момент през себе си.

Уплътнения

Уплътненията присъстват на много от свързващите повърхности в крана, за да осигурят плътно уплътнение по време на работа или да изолират технологичната среда от вътрешните компоненти на клапана за по-гъвкав и рентабилен дизайн. Уплътнението върху лицевата страна на седлото се осигурява от непрекъснат гумиран пръстен с Т-профил, който се задържа по периферията на диска чрез задържащ пръстен, предотвратявайки деформацията на уплътнителния пръстен. В затворено положение уплътнителният пръстен се притиска към повърхността на седлото, осигурявайки плътно уплътнение както на горния, така и на долния край. В отворено положение уплътнителният пръстен е напълно ненатоварен поради конструкцията на двойния ексцентричен диск
Чрез елиминиране на взаимодействието между технологичната среда и вала, системата за уплътняване на вала с множество О-пръстени осигурява уплътнение без необходимост от поддръжка за целия живот на клапана.

Предимства на бътерфлай крановете

В зависимост от приложението, бътерфлай крановете могат да предложат значителни предимства пред другите типове кранове, особено за размери по-големи от DN 200 (200 мм):

• Леки и компактни: С компактен дизайн и по-малки присъединителни размери, бътерфлай крановете имат значително по-малко стъпки при монтажа, което води до по-ниски разходи за монтаж, включително разходи за труд, оборудване и поддръжка на тръбопроводите.
• Ниски изисквания за поддръжка: Прост и икономичен дизайн, който се състои от няколко движещи се части и следователно по-малко точки на износване, което значително намалява изискванията за поддръжка.
• Бързо действие: Завъртането на 90° на дръжката или механизма за задействане осигурява пълно затваряне или отваряне на клапана. Въпреки това, при по-големи бътерфлай кранове често се изисква редуктор като част от задействащия механизъм, който намалява работния въртящ момент и опростява работата на крана, но това става за сметка на скоростта.
• По-ниска цена: Благодарение на простия си дизайн, бътерфлай крановете изискват по-малко материал, по-лесни са за проектиране и производство и често са по-икономичният избор в сравнение с други видове кранове. Спестяването на разходи се реализира главно при по-големите размери на крановете, обикновено над DN 300.
• Универсалност: Бътерфлай крановете имат голямо разнообразие в случаите на употреба, включително възможност да се монтират под земята.

Относно приложението, бътерфлай крановете са особено подходящи за работа с големи флуидни потоци, като например във водоразпределителни системи (помпени станции или събиране и пренос на вода) и пречиствателни станции (морска или техническа вода). Това, заедно с тяхната наличност в широк диапазон от размери, включително до DN 3000, ги прави идеални за приложения за разпределение на питейна вода. Те обикновено се използват за устройства за изолация на потока и обикновено са напълно отворени или напълно затворени. Хавле предлага бътерфлай кранове, насочени към специфични области на приложение, по запитване. Например 9881 Özkan двойно ексцентрични двойно фланцови бътерфлай кранове се предлагат за приложения с високо налягане до 40 бара (PN 40) и до DN 2500.

Серията Hawle 9881К двойно ексцентрични бътерфлай кранове са с размери от DN 150 до DN 1600 с номинални стойности на налягане PN10, PN16 и PN25. Освен това, оптимизациите на конструктивните характеристики като двойно изместване или двоен ексцентричен диск, допълнително засилват предимствата на крановете за постигане на плътно уплътнение на седлото чрез пълно кръгово уплътнение и подобряват експлоатационния живот на вътрешните компоненти, като същевременно намаляват изискванията на работния въртящ момент.

Задвижване

Има няколко начина за работа или задействане на бътерфлай кран – ръчно, полуавтоматично или напълно автоматично.

• Електрически: Използва електрически задвижващ механизъм за управление на крана с управляващ сигнал 4-20mA и обикновено се използва за високо прецизно регулиране и чувствително към времето приложение.
• Пневматичен: При приложение с висока точност, като използва сгъстен въздух за задействане.
• Хидравличен: Обикновено се използва за приложения, изискващи големи въртящи моменти за отваряне и затваряне на крана, като приложения с високо налягане и висок вискозитет.
• Ръчен: Ръчно управляваните бътерфлай кранове използват ръчно колело, манивела или лост за задвижване на клапана. По-малките ръчни кранове обикновено са снабдени с лост. За по-големи размери са предвидени ръчни колела и са придружени от редуктор за прехвърляне на въртящия момент с високо механично предимство. Друг начин за ръчно задействане е в случаите, когато кранът е заровен под земята без шахта; при такива приложения задействането се извършва с шиш, адаптер/квадратна капачка и съответен Т-образен ключ от нивото на земята.
  Поради присъщо по-ниските изисквания за въртящ момент, оразмеряването и инсталирането на задвижващи механизми при бътерфлай крановете е по-евтино в сравнение с други кранове, като шибърните например.

Серията 9881К се предлага стандартно с ръчно колело и червячен редуктор със самозаключваща се конструктивна функция, която минимизира хлабината на зъбното колело и гарантира правилната работа и херметичност на крайното устройство. Крановете са съвместими също така с външни задвижващи механизми с горен фланец съгласно ISO 5210 за монтаж на многооборотни задвижки.