1 概要
バタフライバルブは、給排水管路システムにおいて重要な装置です。産業技術の進歩に伴い、バタフライバルブの構造と性能には様々な要求が課せられています。そのため、設計・選定の際には、使用条件に応じて種類、材質、接続方式を適切に選択する必要があります。
バタフライバルブは、給排水管路システムにおいて重要な装置です。産業技術の進歩に伴い、バタフライバルブの構造と性能には様々な要求が課せられています。そのため、設計・選定の際には、使用条件に応じて種類、材質、接続方式を適切に選択する必要があります。
2 デザイン
2.1 構造
バタフライバルブの閉鎖部（バタフライプレート）は流体の中央に位置するため、設計においてはその流体抵抗への影響を考慮する必要がある。
2.1 構造
バタフライバルブの閉鎖部（バタフライプレート）は流体の中央に位置するため、設計においてはその流体抵抗への影響を考慮する必要がある。
大口径バタフライバルブのバタフライプレートの構造に関して、AWWA C504（米国水道技術協会規格）では、バタフライプレートには横方向のリブがあってはならず、その厚さはバルブステムの直径の2.25倍を超えてはならないと規定されている。
バタフライプレートの流入面と流出面は流線型にする必要がある。
内部のネジはバタフライプレートの外側に突き出ないようにして、水に接する面積を増やさないようにしなければならない。
2.2 ゴム製シール
バタフライプレートの流入面と流出面は流線型にする必要がある。
内部のネジはバタフライプレートの外側に突き出ないようにして、水に接する面積を増やさないようにしなければならない。
2.2 ゴム製シール
ゴム製バタフライバルブの寿命が短い場合、それはゴムの品質とシール面の幅に関係しています。ゴムシール式バタフライバルブのシールリングは高品質のゴム材料で作られ、圧縮成形時には工程規定を遵守する必要があります。加硫温度をむやみに上げたり、時間を短縮したりすると、シールリングの劣化やひび割れの原因となります。ゴム製シールリングと接合する金属シール面は十分な幅が必要であり、そうでないとゴム製シールリングがうまくはまりません。さらに、バルブ本体とバタフライプレートのシールリングの形状と位置の公差、対称性、精度、滑らかさ、弾性も、ゴム製シールリングの寿命に影響を与えます。
2.2 剛性
剛性はバタフライバルブの設計において重要な要素であり、バタフライプレート、バルブシャフト、接続部などの要素に関係する。
剛性はバタフライバルブの設計において重要な要素であり、バタフライプレート、バルブシャフト、接続部などの要素に関係する。
（１）バルブシャフトのサイズ バルブシャフトのサイズはAWWA C504で規定されています。バルブシャフトのサイズが要件を満たしていない場合、剛性不足、逆シール漏れ、および大きな開弁トルクが発生する可能性があります。シャフトの剛性は1/EIに関係しており、つまり、剛性を向上させ、変形問題を軽減するには、まずEIを増やす必要があります。Eは弾性係数です。一般的に、鋼材の差は大きくなく、選択された材料は剛性にほとんど影響しません。Iは断面二次モーメントであり、シャフトの断面サイズに関係しています。バルブシャフトのサイズは、一般的に曲げとねじりの組み合わせに基づいて計算されます。これはトルクだけでなく、主に曲げモーメントにも関係しています。特に、大径バタフライバルブの曲げモーメントはトルクよりもはるかに大きくなります。
（２）軸穴の調整 AWWA C504の旧版では、バタフライ弁の軸は直線軸であると規定されています。1980年版以降、2本の短い軸にすることができると提案されました。AWWA C504およびGB12238によれば、軸と穴の埋め込み長さは1.5dでなければなりません。日本のバタフライ弁の軸方向寸法における弁本体の端とバタフライ板の支持端との間の隙間（C値）が規定されており、これは一般的に直径のサイズに関係しており、25～45mmの間です。これは、軸支持間の距離（C値）を最小限に抑え、それによって軸の曲げモーメントと変形を低減するためです。
（３）バタフライプレート構造 バタフライプレートの構造は剛性と直接関係があるため、平板形状の他に、ポット形状やトラス形状に作られることが多い。簡単に言えば、断面の慣性モーメントを増やして剛性を高めることである。
（４）バルブ本体構造 大径バタフライバルブ本体の設計には剛性の問題もあります。一般的には、リングリブとクロスリブがあります。実際には、クロスリブは安定性を高めるだけで、多すぎるべきではありません。主なものはリングリブです。∩形のリブを追加できれば剛性にさらに有利ですが、製造性が悪いという問題があります。
2.3 自己潤滑ベアリング
バタフライプレート（逆）にかかる中圧の大部分またはすべてがシャフトを介してベアリングに伝達されるため、ベアリングは非常に重要な役割を果たします。外国製のバタフライバルブの中には軽くて扱いやすく、小口径バルブは指一本で回せるものもありますが、国内製のバタフライバルブの中には重いものもあります。同軸性、対称性、加工精度、仕上げ、パッキンの品質に加えて、スリーブ材の潤滑性も非常に重要な要素です。AWWA C504規格では、バルブ本体に取り付けられるシャフトスリーブまたはベアリングは自己潤滑性材料であるべきであり、シャフトスリーブには摩擦低減と潤滑の問題があり、腐食は許容されないと規定されています。シャフトスリーブがない場合、バルブシャフトがステンレス鋼であっても、バルブ本体に錆や付着の問題が生じます。ブッシングを使用することで剛性を高めることもできます。
バタフライプレート（逆）にかかる中圧の大部分またはすべてがシャフトを介してベアリングに伝達されるため、ベアリングは非常に重要な役割を果たします。外国製のバタフライバルブの中には軽くて扱いやすく、小口径バルブは指一本で回せるものもありますが、国内製のバタフライバルブの中には重いものもあります。同軸性、対称性、加工精度、仕上げ、パッキンの品質に加えて、スリーブ材の潤滑性も非常に重要な要素です。AWWA C504規格では、バルブ本体に取り付けられるシャフトスリーブまたはベアリングは自己潤滑性材料であるべきであり、シャフトスリーブには摩擦低減と潤滑の問題があり、腐食は許容されないと規定されています。シャフトスリーブがない場合、バルブシャフトがステンレス鋼であっても、バルブ本体に錆や付着の問題が生じます。ブッシングを使用することで剛性を高めることもできます。
2.4 シャフトとバタフライプレートの接続
小径バタフライバルブのシャフトとバタフライプレートは、キーまたはスプラインで接続するのが好ましいが、多角形シャフト接続またはピン接続も使用できる。大径バタフライバルブのシャフトとバタフライプレートは、主にキーまたはテーパーピンで接続される。現在では、シャフトとディスクはピンで接続されることが多い。接続ピンは、過酷な使用条件下で損傷する。これは主に製造上の理由によるものである。その中でも、吻合精度が不十分、ピンのサイズが不適切、ピンの硬度が不十分、または材料が不適切などに注意する必要がある。大径バタフライバルブのシャフトとバタフライプレートは、特殊な方法で接続することができる。
小径バタフライバルブのシャフトとバタフライプレートは、キーまたはスプラインで接続するのが好ましいが、多角形シャフト接続またはピン接続も使用できる。大径バタフライバルブのシャフトとバタフライプレートは、主にキーまたはテーパーピンで接続される。現在では、シャフトとディスクはピンで接続されることが多い。接続ピンは、過酷な使用条件下で損傷する。これは主に製造上の理由によるものである。その中でも、吻合精度が不十分、ピンのサイズが不適切、ピンの硬度が不十分、または材料が不適切などに注意する必要がある。大径バタフライバルブのシャフトとバタフライプレートは、特殊な方法で接続することができる。
2.5 構造の長さ
バタフライバルブの構造長は短尺シリーズへと発展しているが、このようなアプローチには注意が必要である。構造長が短すぎると強度に影響が出るからである。国際規格ではフランジ付きバタフライバルブの短尺シリーズの構造長が規定されているが、高圧バルブの構造長を短縮してはならない。さもなければ、特に鋳鉄などの脆性材料の場合、問題が発生するからである。
バタフライバルブの構造長は短尺シリーズへと発展しているが、このようなアプローチには注意が必要である。構造長が短すぎると強度に影響が出るからである。国際規格ではフランジ付きバタフライバルブの短尺シリーズの構造長が規定されているが、高圧バルブの構造長を短縮してはならない。さもなければ、特に鋳鉄などの脆性材料の場合、問題が発生するからである。
Nortechは、ISO9001の品質認証を取得している、中国有数の産業用バルブメーカーです。
投稿日時：2021年8月20日