Katup kupu-kupu mudah digerakkan: cakram bundar datar, yang dibor melalui diameternya, diputar 90 derajat di dalam dudukan berbentuk cincin-untuk membuka, membatasi, atau menutup saluran fluida. Cakram tetap berada di jalur aliran sepanjang waktu, sehingga karakter katup ditentukan oleh bagaimana profil ramping tersebut berinteraksi dengan tekanan, kecepatan, dan gesekan segel.
Prinsip dasar
Ketika poros sejajar dengan sumbu pipa, cakram menyajikan tepiannya ke aliran, hampir tidak menghasilkan kehilangan head; dalam posisi tertutup penuh, cakram bersarang pada elastomer atau dudukan logam, membentuk segel yang rapat. Gerakan-putaran seperempat berarti aktuator pneumatik atau listrik dapat memutar katup dalam waktu kurang dari satu detik, sehingga ideal untuk penghentian darurat-atau batching otomatis.
Perilaku torsi
Karena cakramnya simetris, torsi paling rendah berada di dekat dua ekstrem (0 derajat dan 90 derajat) dan mencapai puncaknya sekitar 70 derajat di mana perbedaan tekanan melintasi cakram paling besar. Desain modern mengimbangi sumbu poros beberapa milimeter (dikenal sebagai "eksentrik" atau "kinerja-tinggi") sehingga bubungan cakram-melepaskan jok selama 10 derajat pembukaan pertama, memotong torsi break-out sebesar 30 % dan memperpanjang masa pakai jok.
Teknologi penyegelan
1. Kursi tangguh: Lapisan nitril atau EPDM melekat pada bodi; tekanan garis memaksa cakram masuk ke dalam karet, sehingga menghasilkan gelembung-penutup rapat-hingga 16 bar dan −20 derajat hingga 120 derajat .
2. Kursi logam: Lapisan luar tahan karat atau Stellite digunakan untuk suhu tinggi (600 derajat) atau media abrasif; tingkat kebocoran adalah Kelas IV (0,01 % dari Cv), cukup untuk isolasi uap.
3. Offset ganda: Garis tengah poros dan kursi-keduanya diimbangi, sehingga menghasilkan aksi bubungan berbentuk kerucut; triple offset menambahkan permukaan tempat duduk yang miring, sehingga mencapai penyegelan logam-ke-logam dalam layanan kriogenik LNG.
Karakteristik aliran
Pada pembukaan 30 derajat, cakram sudah menghasilkan 60 % penurunan tekanan maksimum, sehingga katup kupu-kupu memiliki-pembukaan yang cepat, kurva Cv mendekati-linier antara 40 derajat dan 70 derajat -sangat baik untuk membatasi air pendingin atau melepaskan gas. Dinamika fluida komputasi menunjukkan bahwa tepi cakram tipis 2 mm mengurangi timbulnya kavitasi sebesar 25 % dibandingkan dengan profil tumpul 5 mm, sebuah penyesuaian yang menghemat energi pompa di pabrik desalinasi.
Ukuran umumnya berkisar dari DN 25 mm (1 in.) pada selip dosis kimia hingga DN 3000 mm (120 in.) pada penstock tenaga air, dengan satu katup yang dapat berbobot 30 t namun masih dapat dioperasikan oleh aktuator pneumatik 10 bar berkat torsi rendah pada lubang penuh.
Aplikasi
• Air & air limbah: Katup{0}}dudukan yang tangguh menangani jaringan distribusi 16 bar dan disertifikasi NSF 61 untuk air minum.
• HVAC: Badan model lug-memungkinkan layanan-jalan buntu untuk isolasi-air dingin, sementara versi-beralur mempercepat pemasangan di-bangunan tinggi.
• Minyak & gas: Katup kupu-kupu-offset ganda dari baja karbon dengan sisipan grafit-yang aman terhadap api memenuhi API 607 dan lebih disukai untuk isolasi-tangki pertanian hingga Kelas 600.
• Makanan & farmasi: Cakram 316 L yang dipoles dan dudukan PTFE memberikan kebersihan CIP/SIP dan permukaan-bebas celah yang mematuhi FDA 21 CFR 177.
Keuntungan dibandingkan katup gerbang atau katup bola adalah bobot yang lebih rendah (sekitar 15 % dari katup gerbang), aktuasi seperempat-putaran, tatap-tatap-yang ringkas (ISO 5752 Seri 20) dan biaya-biasanya 50 % lebih murah dibandingkan katup bola setara dalam DN 200 mm. Keterbatasannya mencakup sisa cakram dalam aliran (penurunan tekanan ~0,3 bar pada 3 ms⁻¹) dan terbatasnya kesesuaian untuk slurry yang dapat dimasukkan ke dalam bushing batang; namun, pelapis dan segel pengikis yang dapat diganti kini memperluas layanannya hingga tugas bubur ringan.
Singkatnya, katup kupu-kupu menggabungkan kesederhanaan mekanis dengan kapasitas aliran tinggi, aktuasi cepat, dan penyegelan yang dapat disesuaikan, menjadikannya pilihan default untuk aplikasi on/off atau throttling mulai dari irigasi rumah tangga hingga sistem pendingin 30 MW.
