バタフライ バルブとゲート バルブは、工業用および地方自治体の水道用途で一般的に使用される 2 種類のバルブです。それらは構造、機能、用途において明らかな違いがあります。ここではバタフライバルブとゲートバルブの違いを、原理、構成、コスト、耐久性、流量調整、設置、メンテナンスなどの面から詳しく解説します。
1. 原則
バタフライバルブの原理
最大の特徴は、バタフライバルブシンプルな構造とコンパクトな設計が特徴です。その動作原理は、円形のバタフライプレートがバルブステムを中心軸として回転し、流体の流れを制御することです。バルブプレートはチェックポイントのようなもので、バタフライプレートの同意があった場合のみ通過できます。バタフライ プレートが流体の流れの方向と平行の場合、バルブは完全に開きます。バタフライプレートが流体の流れの方向に対して垂直になると、バルブは完全に閉じます。バタフライバルブは90度回転するだけで全開閉動作が完了するため、開閉時間が非常に短くなります。ロータリーバルブ、クォーターターンバルブである理由もここにあります。
ゲートバルブの原理
のバルブプレート仕切り弁バルブ本体に対して垂直に上下します。ゲートが完全に上昇すると、バルブ本体の内部キャビティが完全に開き、流体が妨げられることなく通過できます。ゲートが完全に下がると、流体は完全にブロックされます。ゲートバルブは全開時の流動抵抗がほとんどない設計となっており、全開・全閉が必要な用途に適しています。ここで強調しておきたいのは、ゲートバルブは全開と全閉に適しているということです。しかし、ゲートバルブはハンドルやウォームギヤを複数回回転させて全開・全閉するため、応答速度が遅く、つまり開閉時間が長くなります。
2. 構成
バタフライバルブの構成
前述したように、バタフライバルブの構造は比較的単純であり、主要な構成要素はバルブボディ、バルブプレート、バルブシャフト、バルブシート、ドライブなどです。以下の図に示すように。
バルブ本体：
バタフライバルブの弁体は円筒形で、内部に垂直な流路があります。バルブ本体は、鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム青銅などのさまざまな材料で作ることができます。もちろん、材料の選択はバタフライバルブの使用環境とバタフライバルブの性質によって異なります。中くらい。
バルブプレート：
バルブプレートは、前述した円盤に似た形状の開閉部品である。バルブ本体が直接分離されているセンターラインバタフライバルブとは異なり、バタフライバルブは媒体と直接接触しているため、バルブプレートの材質は通常バルブ本体と同じか、バルブ本体の材質よりも高くなります。バルブシートによって媒体から排出されます。一部の特殊な媒体は、耐摩耗性、耐食性、および耐高温性を向上させる必要があります。
バルブ軸：
バルブ ステムはバルブ プレートとドライブを接続し、バルブ プレートを回転させるトルクを伝達する役割を果たします。バルブステムは通常、十分な強度と耐久性を確保するためにステンレス鋼 420 またはその他の高強度材料で作られています。
バルブシート：
バルブシートはバルブ本体の内部キャビティに裏打ちされ、バルブプレートと接触してシールを形成し、バルブが閉じているときに媒体が漏れないようにします。シールにはソフトシールとハードシールの2種類があります。ソフトシールはシール性がより優れています。一般的に使用される材料には、センターライン バタフライ バルブで一般的に使用されるゴム、PTFE などが含まれます。ハードシールは高温高圧環境に適しています。一般的に使用される材質には、SS304+フレキシブルグラファイトなどが含まれます。トリプル偏心バタフライバルブ.
アクチュエーター:
アクチュエータは、バルブ ステムを回転駆動するために使用されます。一般的に使用される形式は、手動、電動、空気圧、または油圧です。手動アクチュエータは通常、ハンドルまたはギアによって操作されますが、電気、空圧、油圧アクチュエータは遠隔制御と自動操作を実現できます。
ゲートバルブの構成
ゲートバルブの構造は比較的複雑です。バルブボディ、バルブプレート、バルブシャフト、バルブシート、ドライブの他に、パッキン、バルブカバー等があります（下図参照）。
バルブ本体：
ゲートバルブの弁体は通常、樽型またはくさび型で、内部に直通流路があります。バルブボディの材質は鋳鉄、鋳鋼、ステンレス鋼、黄銅などが多く、同様に使用条件に応じて適切な材質を選択する必要があります。
バルブカバー：
バルブカバーはバルブ本体に接続されて、閉じたバルブキャビティを形成します。通常、バルブカバーにはパッキンを取り付けてバルブステムをシールするためのスタッフィングボックスがあります。
ゲート+バルブシート：
ゲートはゲートバルブの開閉部分で、通常はくさび形をしています。ゲートはシングルゲート構造でもダブルゲート構造でもよい。私たちが一般的に使用するゲートバルブはシングルゲートです。弾性ゲートバルブのゲート材質はGGG50にゴムを被覆したもの、ハードシールゲートバルブのゲート材質は本体材質+黄銅またはステンレス鋼です。
バルブ軸：
バルブ ステムはゲートとアクチュエータを接続し、ネジ式トランスミッションを介してゲートを上下に動かします。バルブステムの材質はステンレス鋼や炭素鋼などの高強度材料が一般的です。バルブステムの動きに応じて、ゲートバルブは上昇ステムゲートバルブと非上昇ステムゲートバルブに分類できます。上昇ステムゲートバルブのバルブステムねじ山はバルブ本体の外側に位置しており、開閉状態がはっきりと見えます。ノンライジングステムゲートバルブは、バルブステムネジ部がバルブボディの内側にあるため、構造が比較的コンパクトで、ライジングステムゲートバルブに比べて設置スペースが小さくなります。
パッキング：
パッキンはバルブカバーのスタッフィングボックス内にあり、バルブステムとバルブカバーの間の隙間をシールして媒体の漏れを防ぎます。一般的なパッキン材料には、グラファイト、PTFE、アスベストなどが含まれます。パッキンはグランドによって圧縮され、シール性能を確保します。
アクチュエーター:
• ハンドホイールは最も一般的な手動アクチュエータで、ハンドホイールを回転させてゲートを上下に動かすことによってバルブ ステムのねじ伝達装置を駆動します。大口径や高圧のゲートバルブでは、操作力の軽減や開閉速度の高速化を目的として、電動、空圧、油圧のアクチュエーターが使用されることが多いです。もちろん、これは別の話題です。興味のある方はぜひ記事をチェックしてみてくださいバタフライバルブを閉じるのに何回転するか?かかる時間？
3. コスト
バタフライバルブのコスト
通常、バタフライ バルブはゲート バルブよりも安価です。バタフライバルブは構造長が短く、必要な材料が少なく、製造工程が比較的簡単なためです。さらに、バタフライバルブは軽量であるため、輸送や設置のコストも削減されます。バタフライバルブのコスト上の利点は、特に大口径のパイプラインで顕著になります。
ゲートバルブのコスト
ゲートバルブの製造コストは、特に大口径または高圧用途の場合、通常より高くなります。ゲートバルブは構造が複雑で、ゲートプレートやバルブシートの加工精度が高いため、製造工程に多くの工数と時間を要します。また、ゲートバルブは重量が重くなるため、輸送や設置のコストが高くなります。
上図からわかるように、同じ DN100 の場合、ゲート バルブはバタフライ バルブよりもはるかに大きくなります。
4. 耐久性
バタフライバルブの耐久性
バタフライバルブの耐久性は、バルブシートとバルブボディの材質によって決まります。特に、ソフトシールバタフライバルブのシール材は通常、ゴム、PTFE、またはその他の柔軟な材料で作られており、長期使用中に摩耗したり劣化したりする可能性があります。もちろんハードシールバタフライバルブのシール材には高性能合成材料やメタルシールを使用していますので耐久性は大幅に向上しています。
一般にバタフライバルブは低圧、中圧環境では耐久性に優れていますが、高圧、高温環境ではシール性が低下する場合があります。
バタフライバルブは、バルブ本体をバルブシートで包み、バルブ本体の腐食を防ぐことで媒体を隔離できることにも言及する価値があります。同時に、バルブプレートをゴムで完全にカプセル化し、フッ素で完全にライニングすることができるため、腐食性媒体に対する耐久性が大幅に向上します。
ゲートバルブの耐久性
ゲートバルブの弾性シートシール設計は、バタフライバルブと同様に、使用中の摩耗や経年劣化という問題に直面しています。ただし、ハードシールされたゲート バルブは、高圧および高温の環境でも優れた性能を発揮します。ゲートバルブの金属間のシール面は耐摩耗性と耐腐食性が高いため、通常、その耐用年数は長くなります。
ただし、ゲートバルブのゲートは媒体中の不純物によって詰まりやすく、耐久性に影響を与える可能性もあります。
また、外観や構造上フルライニングは困難であるため、同じ腐食媒体であればオールメタル製でもフルライニングでもゲートバルブに比べて価格が非常に高くなります。
5. 流量調整
バタフライバルブの流量調整
三偏心バタフライバルブは開度の変化で流量を調整できますが、その流量特性曲線は比較的非直線的であり、特にバルブが全開に近い状態では流量が大きく変化します。したがって、バタフライバルブは調整精度の要求が低いシーンにのみ適しており、それ以外の場合はボールバルブを選択できます。
ゲートバルブの流量調整
ゲートバルブは全開または全閉操作に適した設計になっていますが、流量の調整には適していません。半開状態では、ゲートにより流体の乱流や振動が発生し、弁座やゲートが損傷しやすくなります。
6. インストール
バタフライバルブの取り付け
バタフライバルブの取り付けは比較的簡単です。軽量なので、設置時に過度のサポートを必要としません。コンパクトな構造なので、スペースが限られている場合に特に適しています。
バタフライバルブはあらゆる方向（水平または垂直）にパイプに取り付けることができ、パイプ内の流れの方向に厳密な要件はありません。高圧または大径の用途では、シールの損傷を避けるために、取り付け中にバタフライ プレートを完全に開いた位置にする必要があることに注意してください。
ゲートバルブの設置
ゲート バルブの取り付けは、特に大口径で密閉性の高いゲート バルブの場合、さらに複雑になります。ゲート バルブは重量が大きいため、バルブの安定性と設置者の安全を確保するために、設置中に追加のサポートと固定手段が必要です。
ゲートバルブは通常、水平パイプに設置されるため、正しく設置するには流体の流れ方向を考慮する必要があります。また、特に立ステム型のゲートバルブは開閉ストロークが長く、ハンドル操作のために十分なスペースを確保する必要があります。
7. メンテナンスとメンテナンス
バタフライバルブのメンテナンス
バタフライバルブは部品点数が少なく、分解・組立が容易なためメンテナンスが容易です。日常メンテナンスでは、主にバルブプレートやバルブシートの経年劣化や摩耗の確認を行います。シールリングがひどく摩耗していることが判明した場合は、適時に交換する必要があります。したがって、交換可能なソフトバックバタフライバルブを購入することをお勧めします。バルブプレートの表面平坦度や仕上げによりシール効果が得られにくい場合も交換が必要となります。
さらに、バルブステムの潤滑もあります。良好な潤滑はバタフライバルブの動作の柔軟性と耐久性に役立ちます。
ゲートバルブのメンテナンス
ゲートバルブは部品点数が多く、特に大規模な配管システムではメンテナンスの負担が大きく、分解・組立が困難です。メンテナンスの際は、ゲートの昇降がスムーズに行われているか、バルブ本体の溝に異物が混入していないかなどに特に注意してください。
バルブシートとゲートの接触面に傷や摩耗がある場合は研磨または交換が必要です。もちろんバルブステムへの注油も必要です。
パッキンのメンテナンスにはバタフライバルブ以上に注意が必要です。ゲートバルブのパッキンは、バルブステムとバルブ本体との隙間をシールし、媒体の漏れを防止するために使用されます。パッキンの経年劣化や磨耗はゲートバルブの一般的な問題です。メンテナンス時には定期的にパッキンの締まり具合を確認し、必要に応じて調整や交換を行う必要があります。
8. 結論
要約すると、バタフライ バルブとゲート バルブには、性能、コスト、耐久性、流量調整、設置の点でそれぞれ長所と短所があります。
1.原理：バタフライバルブは開閉速度が速く、高速開閉の場合に適しています。ゲートバルブの開閉時間が長い。
2. 構成：バタフライバルブは単純な構造をしていますが、ゲートバルブは複雑な構造をしています。
3. コスト: バタフライ バルブは、特に大口径の用途ではコストが低くなります。ゲートバルブは、特に高圧または特殊な材料要件の場合、コストが高くなります。
4. 耐久性：バタフライバルブは低圧および中圧システムでの耐久性に優れています。ゲートバルブは高圧、高温の環境でも優れた性能を発揮しますが、頻繁に開閉すると寿命に影響を与える可能性があります。
5.流量調整：バタフライバルブは大まかな流量制御に適しています。ゲートバルブは全開または全閉操作に適しています。
6. 取り付け：バタフライバルブは取り付けが簡単で、水平パイプラインと垂直パイプラインの両方に適用できます。ゲートバルブは設置が複雑ですが、水平パイプラインの設置に適しています。
7. メンテナンス: バタフライ バルブのメンテナンスは、バルブ プレートとバルブ シートの摩耗と老化、およびバルブ ステムの潤滑に重点が置かれます。これらに加えて、ゲートバルブにはパッキンのメンテナンスも必要です。
実際のアプリケーションでは、バタフライ バルブまたはゲート バルブの選択は、最高の性能と経済性を確保するために、特定の使用条件と要件に従って総合的に検討する必要があります。