Injap rama-rama digunakan untuk memulakan, menghentikan atau mengawal aliran cecair atau gas melalui paip. Mereka mendapat nama mereka daripada cakera seperti sayap yang berputar di dalam badan injap, menyerupai pergerakan rama-rama. Antara jenis injap rama-rama yang berbeza, injap rama-rama berprestasi tinggi (HPBV) dan injap rama-rama sepusat adalah dua reka bentuk yang paling biasa. Perbandingan ini akan memecahkan perbezaan antara kedua-duanya dari pelbagai dimensi untuk menjelaskan peranan mereka dalam aplikasi perindustrian dan perbandaran.
| Ciri | Injap Rama-rama sepusat | Injap Rama-rama Berprestasi Tinggi |
| Reka bentuk | Batang tengah dan cakera | Batang mengimbangi dengan kerusi logam |
| Mekanisme Pengedap | Tempat duduk elastomer lembut | Tempat duduk RPTFE |
| Penilaian Tekanan | Sehingga 250 PSI | Sehingga 600 PSI |
| Penarafan Suhu | Sehingga 180°C (356°F) | Sehingga 260°C (536°F) |
| Pakai & Koyak | Lebih tinggi kerana sentuhan tempat duduk | Lebih rendah kerana reka bentuk mengimbangi |
| Kesesuaian Aplikasi | Cecair tekanan rendah | Cecair tekanan sederhana, suhu tinggi |
| kos | Lebih rendah | Lebih tinggi |
1. Reka Bentuk dan Pembinaan
Perbezaan teras antara injap rama-rama sepusat dan injap rama-rama berprestasi tinggi terletak pada reka bentuk strukturnya, khususnya kedudukan batang injap dan cakera injap berbanding badan injap dan bahan yang digunakan.
1.1 Injap Rama-rama Sepusat
Reka bentuk sepusat dikenali sebagai injap "offset sifar" atau "kerusi berdaya tahan", menjajarkan batang injap dan cakera injap terus ke tengah badan injap dan lubang paip. Penjajaran tengah ini tidak mempunyai sisihan.
1.1.1 Pergerakan Cakera
Cakera berputar 90° di sekeliling paksi batang injap, dan bergerak dari terbuka sepenuhnya (selari dengan paip) kepada tertutup sepenuhnya (berserenjang dengan paip) sepanjang julat pergerakannya.
1.1.2 Mekanisme Pengedap
Pengedap itu dicapai dengan pemadanan gangguan antara tepi cakera injap dan tempat duduk injap seperti getah yang tahan lasak (seperti EPDM, akrilik atau fluororubber) yang melapisi permukaan dalam badan injap.
1.1.3 Bahan
Badan injap biasanya diperbuat daripada bahan berkekuatan tinggi dan tahan kakisan seperti besi tuang, besi mulur atau juga keluli tahan karat untuk aplikasi yang kurang menuntut, kerana tempat duduk injap getah menghalang sentuhan bendalir dengan badan injap.
Cakera mungkin keluli tahan karat, gangsa aluminium, besi mulur bersalut, atau dilapisi sepenuhnya dengan logam, bergantung pada kekakisan bendalir.
1.2 Injap Rama-rama Berprestasi Tinggi
Biasanya reka bentuk dwi-offset dengan dua offset utama:
Batang terletak di belakang cakera dan bukannya melalui tengah cakera, dan
Pemasangan cakera dan batang diimbangi dari garis tengah lubang paip.
Sesetengah versi lanjutan termasuk ofset tiga kali ganda, tetapi ofset dua kali adalah standard pada model berprestasi tinggi.
1.2.1 Pergerakan Cakera
Disebabkan pengimbangan, cakera berputar dalam tindakan seperti sesondol, mengurangkan sentuhan dengan tempat duduk.
1.2.2 Mekanisme Pengedap
Tempat duduk itu diperbuat daripada bahan yang lebih tahan lama, seperti Teflon bertetulang, untuk menahan tekanan dan suhu yang lebih tinggi. Tidak seperti tempat duduk getah dalam injap sepusat, pengedap lebih ketat dan kurang bergantung kepada ubah bentuk.
1.2.3 Bahan
Badan dan cakera diperbuat daripada logam yang kuat, seperti keluli tahan karat, keluli karbon atau aloi, untuk menahan keadaan yang teruk.
1.3 Ringkasan: Implikasi Reka Bentuk
Kesederhanaan injap sepusat menjadikannya ringan dan padat, menjadikannya sesuai untuk pemasangan terus. Bagaimanapun, pergantungannya pada tempat duduk getah boleh ubah bentuk mengehadkan fleksibilitinya.
Reka bentuk mengimbangi dan bahan injap berprestasi tinggi yang lebih kuat meningkatkan ketahanan dan kebolehsuaian mereka, tetapi dengan mengorbankan peningkatan kerumitan dan berat.
---
2. Keupayaan Prestasi
Prestasi ialah aspek yang paling berubah-ubah bagi injap ini dan yang paling dihargai dan dipedulikan oleh pengguna. Secara khusus, ia dianalisis dari segi tekanan, suhu, kesan pengedap dan hayat perkhidmatan.
2.1 Injap Rama-rama Sepusat
2.1.1 Penilaian Tekanan
Injap rama-rama sepusat biasanya boleh menahan tekanan sehingga PN16, tetapi ini berbeza-beza bergantung pada saiz dan bahan. Di atas tekanan ini, tempat duduk getah mungkin berubah bentuk atau gagal.
2.1.2 Penarafan Suhu
Suhu maksimum ialah 356°F (180°C), dihadkan oleh had haba tempat duduk getah atau PTFE. Suhu tinggi akan merendahkan prestasi elastomer dan menjejaskan pengedap.
2.1.3 Prestasi pengedap
Ia boleh memberikan penutupan yang boleh dipercayai dalam sistem tekanan rendah, tetapi geseran berterusan antara cakera injap dan tempat duduk injap akan menyebabkan haus, yang akan mengurangkan keberkesanan.
2.1.4 Pendikit
Memandangkan injap rama-rama lebih sesuai untuk pembukaan dan penutupan penuh, jika ia digunakan untuk peraturan aliran, pendikitan jangka panjang akan mempercepatkan haus kerusi injap, menjadikannya kurang tepat dan tahan lama.
2.1.5 Ketahanan
Menjadi lebih elastik, kerusi injap logam atau bertetulang lebih tahan lama daripada getah. Reka bentuk offset memanjangkan lagi hayat perkhidmatan dengan mengehadkan geseran.
2.2 Injap rama-rama berprestasi tinggi
2.2.1 Penarafan tekanan
Oleh kerana struktur lasak dan reka bentuk mengimbangi yang mengurangkan tekanan pada tempat duduk injap, ia boleh menahan tekanan sehingga PN16.
2.2.2 Penarafan suhu
Memandangkan kerusi injap menggunakan RPTFE, ia boleh beroperasi dengan berkesan pada suhu sehingga 536°F (280°C).
2.2.3 Prestasi pengedap
Disebabkan padanan tepat cakera injap offset dan tempat duduk injap tahan lama, kebocoran hampir sifar dan biasanya hampir dengan penutupan kedap udara. Ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi kritikal.
2.2.4 Pendikit
Pembinaan dan bahan yang digunakan dalam injap rama-rama berprestasi tinggi membolehkan mereka mengawal aliran dengan tepat walaupun pada tekanan tinggi. Sentuhan tempat duduk yang dikurangkan meminimumkan haus dan mengekalkan integriti pengedap dalam beberapa kitaran.
2.2.5 Ketahanan
Menjadi lebih berdaya tahan, kerusi logam atau bertetulang lebih tahan lama daripada getah. Reka bentuk offset memanjangkan lagi hayat perkhidmatan dengan mengehadkan geseran.
2.3 Ringkasan: Sorotan Prestasi
Injap sepusat sesuai untuk keadaan tekanan rendah, stabil, tetapi gagal pada tekanan sederhana dan tinggi.
Injap berprestasi tinggi menawarkan kebolehpercayaan dan hayat perkhidmatan yang unggul pada kos permulaan yang lebih tinggi.
---
3. Aplikasi
Pilihan antara injap rama-rama garis tengah dan injap rama-rama berprestasi tinggi bergantung pada keperluan khusus sistem di mana ia dipasang.
3.1 Injap Rama-rama Sepusat
Untuk sistem tekanan/suhu rendah hingga sederhana di mana kos dan kesederhanaan adalah keutamaan.
Kegunaan biasa:
- Air dan Air Sisa: Sesalur air perbandaran, sistem pengairan dan kumbahan mendapat manfaat daripada ekonomi dan pengasingan bendalir mereka.
- Makanan dan Farmaseutikal: Tempat duduk getah menghalang cecair sensitif daripada tercemar oleh badan injap.
- Bekalan Gas: Talian gas tekanan rendah menggunakannya untuk kawalan hidup/mati.
- Perlindungan Kebakaran: Sistem pemercik mengambil kesempatan daripada operasi pantas dan kebolehpercayaannya pada tekanan sederhana.
- Stim Tekanan Rendah: Untuk stim sehingga 250 PSI dan 350°F.
3.2 Injap Rama-rama Berprestasi Tinggi
Untuk tekanan sederhana rendah atau sistem kritikal yang memerlukan ketepatan dan ketahanan.
Kegunaan biasa:
- Minyak dan Gas: Mengendalikan bahan kimia yang keras, petrokimia dan keadaan luar pesisir dengan tekanan tinggi dan cecair menghakis.
- Penjanaan Kuasa: Menguruskan wap tekanan tinggi dan air penyejuk dalam turbin dan dandang.
- Pemprosesan Kimia: Menentang cecair menghakis dan mengekalkan penutupan ketat dalam persekitaran yang tidak menentu.
- HVAC: Untuk sistem besar yang memerlukan kawalan aliran yang tepat.
- Pembinaan kapal: Menahan keadaan marin dan pengurusan cecair tekanan tinggi.
3.3 Pertindihan dan Perbezaan Aplikasi
Walaupun kedua-dua injap mengawal aliran, injap sepusat mendominasi dalam persekitaran yang sensitif kos dan kurang menuntut, manakala injap berprestasi tinggi diutamakan untuk proses industri yang kegagalan boleh membawa akibat yang serius.
---
4. Pertimbangan Operasi
Selain reka bentuk dan aplikasi, faktor praktikal seperti pemasangan, penyelenggaraan, dan penyepaduan kesesuaian sistem juga memainkan peranan.
4.1 Pemasangan
- Konsentrik: Pemasangan yang lebih ringkas kerana berat yang lebih ringan dan keserasian bebibir yang lebih ringkas.
- Prestasi tinggi: Penjajaran tepat diperlukan kerana reka bentuk mengimbangi, dan beratnya memerlukan sokongan yang lebih kuat.
4.2 Penyelenggaraan
- Konsentrik: Penyelenggaraan tertumpu pada menggantikan tempat duduk getah, yang merupakan kaedah pembaikan yang agak cepat dan murah. Walau bagaimanapun, kehausan yang kerap boleh meningkatkan masa henti dalam sistem kitaran tinggi.
- Prestasi tinggi: Penyelenggaraan kurang kerap disebabkan oleh tempat duduk yang tahan lama, tetapi pembaikan (cth, menggantikan tempat duduk) adalah lebih mahal dan teknikal, biasanya memerlukan kakitangan penyelenggaraan profesional dengan alat khusus.
4.3 Penurunan Tekanan
- Konsentrik: Cakera berpusat mencipta lebih banyak pergolakan apabila dibuka separa, mengurangkan kecekapan dalam aplikasi pendikit.
- Prestasi Tinggi: Cakera mengimbangi meningkatkan ciri aliran, mengurangkan peronggaan dan penurunan tekanan, terutamanya pada kelajuan tinggi.
4.4 Penggerakan
Kedua-dua injap boleh digunakan dengan penggerak manual, pneumatik atau elektrik, tetapi injap berprestasi tinggi sering dipasangkan dengan kawalan lanjutan untuk automasi yang tepat dalam tetapan industri.
---
5. Analisis Kos dan Kitaran Hayat
5.1 Kos Permulaan
Injap sepusat jauh lebih murah kerana ia agak mudah untuk dibina dan menggunakan bahan yang kurang. Ini tidak berlaku dengan injap rama-rama berprestasi tinggi.
5.2 Kos Kitaran Hayat
Injap berprestasi tinggi secara amnya lebih menjimatkan dari semasa ke semasa kerana ia kurang kerap diselenggara dan diganti. Dalam sistem kritikal, kebolehpercayaan mereka juga boleh mengurangkan kos masa henti.
---
6. Kesimpulan: Ringkasan Kelebihan dan Kekurangan
6.1 Injap Rama-rama Sepusat
6.1.1 Kelebihan:
- Keberkesanan kos: Kos pembuatan dan bahan yang lebih rendah memberikan kelebihan belanjawan.
- Reka bentuk ringkas: Mudah dipasang, dikendalikan dan diselenggara, dengan lebih sedikit bahagian bergerak.
- Pengasingan Bendalir: Tempat duduk getah melindungi badan injap, membenarkan penggunaan bahan yang lebih murah dan mengekalkan ketulenan bendalir.
- Ringan: Sesuai untuk aplikasi yang membimbangkan berat badan.
6.1.2 Kelemahan:
- Julat terhad: Had atas ialah 250 PSI dan 356°F, mengehadkan penggunaannya kepada keadaan yang teruk.
- Terdedah untuk dipakai: Geseran tempat duduk yang berterusan boleh membawa kepada prestasi yang merosot, memerlukan penyelenggaraan yang lebih kerap.
- Prestasi pendikit tekanan tinggi yang lemah: Kehilangan ketepatan dan pengedap di bawah tekanan.
6.2 Injap Rama-rama Berprestasi Tinggi
6.2.1 Kelebihan:
- Kapasiti Tinggi: Boleh mengendalikan tekanan sederhana hingga tinggi (sehingga 600 PSI) dan suhu (sehingga 536°F).
- Hayat Perkhidmatan Panjang: Kehausan tempat duduk yang berkurangan dan bahan tahan lama memanjangkan hayat perkhidmatan.
- Ketepatan: Pendikitan dan penutupan yang sangat baik walaupun dalam keadaan yang mencabar.
- Serbaguna: Sesuai untuk pelbagai jenis cecair dan persekitaran.
6.2.2 Kelemahan:
- Kos Lebih Tinggi: Bahan mahal dan reka bentuk yang kompleks meningkatkan pelaburan awal.
- Kerumitan: Pemasangan dan pembaikan memerlukan lebih banyak kepakaran.
- Berat: Pembinaan yang lebih berat mungkin menyukarkan pemasangan semula beberapa sistem.
Injap rama-rama sepusat dan injap rama-rama berprestasi tinggi berfungsi di kawasan yang bertindih tetapi berbeza dalam kawalan bendalir. Reka bentuk tempat duduk getah pengimbang sifar bagi injap sepusat menjadikannya pilihan yang praktikal dan berpatutan untuk aplikasi sederhana seperti bekalan air, pemprosesan makanan atau perlindungan kebakaran. Jika prestasi dan daya tahan tidak boleh dirunding, maka injap rama-rama berprestasi tinggi adalah jawapannya. Untuk aplikasi terkubur (seperti saluran paip bawah tanah), kedua-dua kaedah boleh digunakan, tetapi berat yang lebih ringan dan kos injap sepusat yang lebih rendah biasanya diguna pakai melainkan keadaan yang melampau memerlukan sebaliknya.