Yazı İçeriği
Kelebek Vanalar Hakkında
Son yıllarda mekanik tesisatlarda akışkan kontrolünde özellikle de su ve sıcak su tesisatlarında yaygın olarak kullanılan kelebek vanalar ilk kez 1930′larda ortaya çıkmış ve o zamandan beri birçok sanayi kolu tarafından kullanılmaktadır.
Sıklıkla dökme demirden üretilen kelebek vanalar, adını disk (klape) ve milin çalışma şeklinden alır. Kelebek vanalar “çeyrek dönüşlü” vanalar olarak sınıflandırılır. Az yer kaplaması ve küresel vanaya göre ucuz olması önemli avantajlarıdır. Büyük çaplı borularda daha sık kullanılır. Gövde, disk, mil ve sızdırmazlık elemanından meydana gelir. Manuel olarak da işletilebilmelerine rağmen genelde hava ya da elektrikle çalışan bir ekipmanla kullanılırlar. Vana gövdesi ile vana iç çapının büyüklüğü birbirine çok yakındır. “Kelebek” olarak adlandırılan disk, dikey eksen boyunca mil ile bağlantılıdır. Vana tasarımının parçası olan metal disk, çeyrek tur döndürüldüğünde açılır veya kapanır. Bunun nedeni, diskin her zaman akışa dik veya paralel olmasından kaynaklanmaktadır, bu da bulunduğu konumdan bağımsız olarak basınç düşüşüne neden olur.
Kelebek vanaların borulara montajı iki şekilde yapılır:
Wafer Bağlantı:
Bir wafer kelebek vananın fonksiyonu, akışkan akışında çift yönlü basınç farkına karşı koruma sağlamak için sızdırmazlık sağlamaktır. Bu, hassas işlenmiş düz flanş yüzeyleri ve bu yüzeyin içine sıkıca oturtulmuş bir conta ile gene hassas bir diskin conta içine yerleştirilmesiyle sağlanır. İki flanş arasına monte edilir. Hat sonlarında kullanılmaz.
Lug Bağlantı:
Kelebek vana tasarımı 3 parçalı bir küresel vanaya benzemektedir. Bu kelebek vanaların en önemli avantajı ise; vanayı temizleme, inceleme, onarım veya değiştirme gibi bir işlem için tüm sistemi kapatmanıza gerek olmamasıdır. Kelebek vananın üzerinde lug denilen bağlantı kulakları vardır. Lug kelebek vanada flanş delik adeti kadar kulak vardır. Bu kulakların içi dişlidir. Tesisatın her noktasında da kullanılır.
Kelebek vanaların anma ölçüleri oldukça yüksek değerlere ulaşabildiğinden, vanaların tesisata problemsiz takılıp, sökülebilmesi için, demontaj olarak monte edilir. Teknolojinin gelişmesi ile küçük çaplarda da olsa, 200 Bar’a kadar işletme basınçlarında çalışabilen kelebek vanalar edilebilmektedir.
Kelebek Vanaların Çeşitleri
Klape (Disk) Yataklamasına Göre
Merkezden yataklamalı vanalar
Açma- kapama mili ekseni ve klapenin dönüş merkez ekseninin çakışarak, gövde merkez ekseni ile aynı eksende buluştuğu vanalardır. Klapenin dönüş hareketi, çevresel conta içinde sızdırmazlık kuvvet bileşeni oluşturmamakta, sızdırmazlık, sadece contanın elastikiyetine bağlı bir çevresel yüzey basıncı ile sağlanmaktadır. Ancak mil yataklama noktaları, sızdırmazlık yüzeylerinde kesintiler oluşturmakta, bu da işletme basıncını sınırlandırmaktadır. Ayrıca, akış momenti vanayı kapatma yönünde etkimektedir. Bu koç darbesi riskini doğurur. Klapenin hızlı hareketini önleyici tedbirler alınması gerekmektedir.
Eksantrik yataklamalı vanalar
Açma- kapama mili gövdenin merkez ekseni üzerindedir. Ancak klape, akış ekseni doğrultusunda, mil ekseninden uzakta bir düzlem üzerindedir. Tam açık vanada, klape merkez eksenden kaymış vaziyette durmaktadır. Açma, kapama sırasında klape, merkezi sızdırmazlık yüzeyinden kaçık, ancak akış ekseni üzerinde olan bir küre oluşturur. Klape; dönüşü sırasında, sızdırmazlık yüzeyi üzerinde, sızdırmazlık kuvvet bileşeni oluşturmamakta, yüzeye teğet hareket etmektedir. Bu vanalarda mil yataklama noktalarının, sızdırmazlık yüzeylerinde kesintiler oluşturması söz konusu değildir.
Çift eksantrik yataklamalı vanalar
Açma- kapama mili gövdenin merkez ekseninden kaçık olarak yataklanmıştır. Klape, akış ekseni doğrultusunda, mil ekseninden uzakta bir düzlem üzerindedir. Tam açık vanada, klape merkez eksenden kaymış vaziyette durmaktadır. Açma- kapama sırasında klape, merkezi sızdırmazlık yüzeyinden kaçık, ancak akış ekseni üzerinde olan bir küre oluşturur. Ancak, kürenin dönme merkezi, küre merkezinden kaçıktır. Böylece klape; kapatmaya yakın, sızdırmazlık yüzeyi üzerinde, sızdırmazlık kuvvet bileşeni oluşturmaktadır. Sızdırmazlık yüzeyi üzerine bir kuvvet bileşeni uygulandığı ve mil yatakları sızdırmazlık yüzeyinde kesinti oluşturmadığı için, daha yüksek basınç kademelerine çıkılabilmektedir. Ayrıca, küçük açma açılarında bile, klape sızdırmazlık yüzeyinden ayrılarak, sürtünmeyi kaldırmaktadır.
Sızdırmazlık Conta Cinsine Göre
- Gövdeye iç kılıf veya iç yüzey olarak geçirilmiş contalı (Conta gövde üzerinde)
- Klape çevresine conta veya dış yüzey olarak geçirilmiş contalı (Conta klape üzerinde)
Ayrıca;
- Elastomer contalı
- Metal contalı
Gövde Malzemesine Göre
- Nikel klapeli kelebek vana
- Paslanmaz tip kelebek vana
- Bronz kelebek vana
- Teflon kelebek vana
Kumanda Şekline Göre
Manuel Kelebek Vanalar
Kollu ve dişli kutulu olarak iki ayrı türde üretilmektedir.
Aktüatörlü Kelebek Vanalar
Elektrikli ve pnömatik olarak iki ayrı türde aktüatör kullanılabilmektedir. Kelebek vanayı otomatik kontrol etmek için aktüatör seçerken kelebek vana tork değerinden %25 daha fazla tork değeri çıkışı veren aktüatörü terçih etmek gerekir. Tork değerleri Tablo 1’de verilmiştir.
| Flanş Ölçüsü | Diş ölçüsü | PN10 Sınıfı Kelebek | PN16 Sınıfı Kelebek |
| DN (NW) mm | NPS / inch | Vana Nm torku değeri | Vana Nm tork değeri |
| 25 | 1″ | 7 | 7 |
| 32 | 11/4″ | 8 | 9 |
| 40 | 11/2″ | 9 | 11 |
| 50 | 2″ | 11 | 14 |
| 65 | 21/2″ | 14 | 19 |
| 80 | 3″ | 20 | 26 |
| 100 | 4″ | 26 | 32 |
| 125 | 5″ | 42 | 55 |
| 150 | 6″ | 60 | 70 |
| 200 | 8″ | 83 | 105 |
| 250 | 10″ | 173 | 240 |
| 300 | 12″ | 300 | 375 |
| 350 | 14″ | 585 | 783 |
| 400 | 16″ | 614 | 1050 |
| 450 | 18″ | 950 | 1700 |
| 500 | 20″ | 1300 | 2440 |
| 600 | 24″ | 2275 | 4200 |
| 700 | 28″ | 4000 | 5400 |
| 800 | 32″ | 6000 | 7100 |
| 900 | 36″ | 8200 | 14500 |
| 1000 | 40″ | 12000 | 24000 |
Kelebek Vanaların Avantajları
• 90°lik bir açıyla tam açar, tam kapar
• Kolay açıp-kapama
• Basınç kaybı azdır
• Hacmi küçük, az yer işgal eder
• Ağırlığı azdır
• Ayar vanası olarak kullanılabilir
Bu avantajlarından dolayı tesisatlarda yaygın olarak kullanılan kelebek vanaların montajı da önemlidir.
Kelebek Vanaların Montajında Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar
- Vananın montajı esnasında sızdırmazlık elemanın deforme olmaması için flanşlar arasında yeterli mesafe bulunmalıdır.
- Vananın montajı esnasında disk kapalı konumda bulunmamalıdır
- Flanş somunları sıkılmadan önce vana, açıp-kapatılarak, disk’in serbest hareket edip etmediği kontrol edilmelidir.
- Vana ile flanşlar arasına bir sızdırmazlık contasına gerek yoktur.
- Vana milinin konumu, DN300 çapına kadar düşey veya yatay olabilir, daha büyük çaplarda yatay olmalıdır.
Kelebek Vanaların Uygulama Alanları
Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemleri, su ve atık su yönetim sistemleri, maden sanayi, gemi inşası ve sondaj tesisleri, kimyasal ve petrokimyasal tesisler, gıda, ilaç ve kimya işletmeleri, petrol ve gaz prosesleri, yangın söndürme sistemleri, Çimento, boya, toz, yağ vb. viskoz akışkanların kullanıldığı prosesler gibi endüstriyel alanlarda bir takım uygulamalarda kullanılır.