तितली वाल्वों का अवलोकन

April 21, 2023

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बॉल, चेक, ग्लोब या गेट वाल्व जैसे अन्य विकल्पों की तुलना में एक तितली वाल्व का चयन करने का एक प्रमुख लाभ सिस्टम के लिए स्थान और वजन में कमी है।

 

 

मिशेल एंडरसन

निदेशक, ट्रिपल ऑफसेट वाल्व और बॉल वाल्व इंजीनियरिंग, ब्रे इंटरनेशनल इंक।
Haley Ferner

हेली फर्नर

मार्केटिंग इंजीनियर, ब्रे इंटरनेशनल इंक।
बटरफ्लाई वाल्व क्वार्टर-टर्न रोटेशनल वाल्व के परिवार से संबंधित हैं, जिन्हें 18 वीं शताब्दी की शुरुआत में बनाया गया था और पहली बार स्टीम इंजन प्रोटोटाइप में इस्तेमाल किया गया था।तेल और गैस बाजार में अनुप्रयोगों के लिए 1950 के दशक में तितली वाल्वों का उपयोग बढ़ा, और 70 साल बाद भी वे कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते रहे।
 
 
 

तितली वाल्वों को हैंडल, मैनुअल गियर, वायवीय या हाइड्रोलिक एक्ट्यूएशन के साथ इकट्ठा किया जा सकता है।वाल्व कॉन्फ़िगरेशन में एक स्टेम और डिस्क होती है जो दक्षिणावर्त दिशा में खुले से करीब 90 डिग्री घूमती है।तितली वाल्व कई अनुप्रयोगों में लोकप्रिय हैं क्योंकि वे बनाए रखने के लिए लागत प्रभावी हैं, तेजी से संचालन की पेशकश करते हैं और अन्य प्रकार के वाल्वों की तुलना में हल्के होते हैं।अधिकांश तितली वाल्व शरीर, स्टेम, डिस्क, सीट और स्टेम सील के साथ समान मूल विन्यास का उपयोग करते हैं;हालाँकि, अन्य भाग अलग-अलग तितली वाल्व प्रकारों के बीच भिन्न हो सकते हैं, जैसे कि लचीला बैठा हुआ, पंक्तिबद्ध, एकल ऑफ़सेट, डबल ऑफ़सेट (अक्सर उच्च प्रदर्शन के रूप में संदर्भित) और ट्रिपल ऑफ़सेट।इन प्रकारों को डिस्क, स्टेम, सीट और बैठने की डिज़ाइन की सामग्री की ज्यामिति द्वारा विभेदित किया जाता है।

बॉल, चेक, ग्लोब या गेट वाल्व जैसे अन्य विकल्पों की तुलना में एक तितली वाल्व का चयन करने का एक प्रमुख लाभ सिस्टम के लिए स्थान और वजन में कमी है।गेट वाल्व की तुलना में, तितली वाल्वों की स्थापना आकार और वजन से कम कठिन होती है, और गेंद वाल्वों की तुलना में, बदलने या मरम्मत की लागत आमतौर पर कम होती है।तितली वाल्व उनके आवेदन के आधार पर सीमित होते हैं क्योंकि उनके पास एक बाधित पोर्ट होता है, क्योंकि डिस्क का हिस्सा हमेशा पूरी तरह से खुले होने पर भी प्रवाह का सामना करता है और वे आमतौर पर भारी घोल अनुप्रयोगों में चाकू गेट या गंभीर सर्विस बॉल वाल्व के रूप में उपयोग नहीं किए जाते हैं।तितली वाल्व भी बहुमुखी उत्पाद हैं जिनका उपयोग अलगाव और प्रकाश नियंत्रण / थ्रॉटलिंग सेवाओं दोनों में किया जा सकता है।

 
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लचीला बैठा कंसेंट्रिक

लचीला बैठा हुआ वाल्व पाइप लाइन के साथ गाढ़ा होता है, क्योंकि डिस्क वाल्व के केंद्र में होती है।यह वाल्व प्रकार लगातार डिस्क-टू-सीट हस्तक्षेप के साथ बैठा हुआ है।रेटिंग आमतौर पर क्लास रेटिंग के बजाय कोल्ड वर्किंग प्रेशर (CWP) में होती है लेकिन ASME क्लास 125 और क्लास 150 फ्लैंगेस के बीच फिट होती है।लचीला बैठे वाल्व अक्सर ASME दबाव वर्ग रेटिंग के नीचे डिज़ाइन किए जाते हैं, इस प्रकार कम दबाव वाले अनुप्रयोगों के लिए अधिक लागत प्रभावी होते हैं।स्टेम सीलिंग में एक प्राथमिक सील (सीट फ्लैट टू डिस्क हब), द्वितीयक सील (सीट में एक छेद से बड़ा स्टेम व्यास) और तृतीयक सील (ऊपरी स्टेम सील) शामिल हैं।

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विशिष्ट शरीर सामग्री में नमनीय लोहा, कच्चा लोहा, कार्बन स्टील, एल्यूमीनियम, स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम कांस्य शामिल हैं।विशिष्ट सीट सामग्री में ईपीडीएम, बुना-एन, पीटीएफई, प्राकृतिक रबर और बहुत कुछ शामिल हैं।लचीला बैठा हुआ तितली वाल्व ज्यादातर एचवीएसी, रसायन और पेट्रोकेमिकल, खाद्य और पेय, बिजली उत्पादन, पानी और अपशिष्ट जल, तेल और गैस, खनन और शुष्क बल्क हैंडलिंग सहित अलगाव और नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है।उनका चयन पाइपलाइन और प्रवाह स्थितियों के माध्यम से चल रहे मीडिया के साथ संगतता के आधार पर किया जाता है।

 
 

पॉलिमर-पंक्तिबद्ध कंसेंट्रिक

पंक्तिबद्ध तितली वाल्व भी पाइपलाइन के साथ केंद्रित होते हैं और कठोर रासायनिक मीडिया के साथ उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं: ये बहुलक-पंक्तिबद्ध उत्पाद एसिड के उच्च स्तर वाले मीडिया में लंबे समय तक जीवन प्रदान करते हैं।विकल्पों में पीटीएफई-लाइन्ड और पीएफए-लाइन्ड वाल्व शामिल हैं, दोनों संक्षारक मीडिया के साथ पेट्रोकेमिकल, खाद्य और पेय उद्योग में उपयोग किए जाते हैं।लाइनर्स के बीच मुख्य अंतरों में से एक यह है कि स्टीम इंजन प्रोटोटाइप में पीएफए ​​लाइनर्स पीटीएफई लाइनर्स के विपरीत समय के साथ उनके निर्माण के तरीके के आधार पर लचीले रहते हैं।PFA को पिघलाया जाता है और रासायनिक रूप से बंधुआ बनाया जाता है जबकि PTFE को पाप किया जाता है।पिघलने और रासायनिक रूप से बंधन एक सघन सामग्री बनाता है और हवा की जेब को कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप कठोर रासायनिक अनुप्रयोगों के लिए लंबे समय तक उपयोग में लचीलापन और तंग शटऑफ होता है।PTFE पंक्तिबद्ध तितली वाल्व का उपयोग आमतौर पर पानी, नमकीन, पल्प स्टॉक और कमजोर एसिड अनुप्रयोगों में किया जाता है।डिस्क सामग्री भी आवेदन के आधार पर भिन्न हो सकती है, स्टेनलेस स्टील के बीच, या PTFE, PFA और UHMWPE (अल्ट्रा-उच्च आणविक भार पॉलीथीन) के साथ पंक्तिबद्ध स्टेनलेस स्टील।

उच्च प्रदर्शन

उच्च प्रदर्शन तितली वाल्व (जिसे डबल ऑफ़सेट भी कहा जाता है) में दो ऑफ़सेट होते हैं: स्टेम का पहला ऑफ़सेट डिस्क सीटिंग फ़ेस के केंद्र से या उसके पीछे होता है, उसके बाद दूसरा ऑफ़सेट होता है, जो स्टेम को पाइप लाइन की केंद्र रेखा से हटा देता है।यह डबल ऑफ़सेट कैमिंग क्रिया बनाता है, डिस्क को सीट से दूर ले जाने के बजाय, डिस्क और सीट के बीच घर्षण को कम करता है जैसा कि संकेंद्रित और एकल ऑफ़सेट वाल्व में देखा जाता है।

 
 
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डबल ऑफ़सेट आमतौर पर अलगाव और नियंत्रण अनुप्रयोगों के साथ-साथ उच्च चक्र अनुप्रयोगों के लिए एक केंद्रित डिजाइन की तुलना में उपयोग किया जाता है।अधिकांश अनुप्रयोगों को लचीले-बैठे वाल्वों की तुलना में उच्च तापमान और दबाव के लिए बनाया जाता है।सीटों को बंद स्थिति में डिस्क को प्रतिक्रिया बल (संपर्क तनाव) प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।यह संपर्क तनाव डिस्क के किनारे के साथ सील बनाता है।ये डिज़ाइन दबाव पर निर्भर हो सकते हैं, जबकि अन्य उस दबाव सीमा के लिए सीट एनर्जाइज़र द्वारा प्रदान किए गए हस्तक्षेप फिट का उपयोग करते हैं।सामान्य शरीर सामग्री में कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम कांस्य शामिल हैं।सामान्य सीट सामग्री में PTFE, प्रबलित PTFE, TFM, UHMWPE और Inconel शामिल हैं।

विशिष्ट उपयोग के लिए अतिरिक्त सीट डिज़ाइन में पूरी तरह से मेटल सीटेड और फायर सेफ (नरम और मेटल सीट दोनों) शामिल हो सकते हैं।धातु की सीट वाली डिजाइन गंदी सेवा, अपघर्षक सेवा और गर्म और गंदी सेवा के साथ नियंत्रण अनुप्रयोगों में 900 ° F तक उच्च तापमान क्षमताओं का सामना कर सकती है।अग्नि-सुरक्षित सीटेड डिज़ाइन का उपयोग सेवाओं में आग लगने के जोखिम में किया जाता है, आग लगने की स्थिति में डिस्क को एक स्थिर मेटल-टू-मेटल बैकअप सील प्रदान करते हुए आइसोलेशन के लिए सॉफ्ट सीटेड सामग्री का उपयोग किया जाता है।इन अनुप्रयोगों में वाल्व डिजाइन का उद्देश्य लपटों को खिलाने से रोकने के लिए अलगाव प्रदान करना है।

 
 

क्रायोजेनिक अनुप्रयोगों के लिए डबल ऑफ़सेट डिज़ाइन को कॉन्फ़िगर किया जा सकता है;वे अक्सर आर्गन, हीलियम, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसे औद्योगिक गैस अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।सामग्रियों की पसंद सेवा पर आधारित है, प्रक्रिया तापमान पर दबाव सीमा सामग्री की कठोरता और प्रभाव शक्ति पर ध्यान केंद्रित कर रही है।इन अनुप्रयोगों के मानकों में सेवा के दौरान वाल्वों की सुरक्षा और संचालन के लिए सफाई आवश्यकताओं के साथ-साथ सख्त सामग्री विनिर्देश शामिल हैं।

ट्रिपल ऑफसेट

ट्रिपल ऑफ़सेट वाल्व उच्च प्रदर्शन तितली वाल्वों के साथ पहली और दूसरी ऑफ़सेट अवधारणा को साझा करते हैं और एक अतिरिक्त तीसरे ऑफ़सेट को शामिल करते हैं, जिसमें एक झुकी हुई शंक्वाकार सतह का उपयोग करके बैठने की सतह होती है।यह तीसरा ऑफसेट सीलिंग तत्व (सील रिंग) को केवल फाइनल में बैठने की सतह को संलग्न करने में सक्षम बनाता है

 
 
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समापन की डिग्री (और खोलने पर तुरंत वाल्व सीट से अलग होना) जिसके परिणामस्वरूप सीलिंग घटकों के बीच कोई रगड़ नहीं होती है।यह वाल्व प्रकार टॉर्क-सीटेड है, जिसका अर्थ है कि सीलिंग तत्वों को लोड करने और शटऑफ प्रदर्शन प्रदान करने के लिए टॉर्क लगाया जाता है।सील की अंगूठी या तो धातु और ग्रेफाइट की परतदार परतें हो सकती हैं या एक ठोस धातु की चादर हो सकती है, जो दोनों क्षेत्र बदली जा सकती हैं।वाल्व सीट को या तो बोल्ट किया जा सकता है (फ़ील्ड बदली जा सकती है) या वाल्व बॉडी से अभिन्न रूप से जोड़ा जा सकता है।ट्रिपल ऑफसेट वाल्व स्वाभाविक रूप से अग्नि सुरक्षित हैं और कक्षा 150 से कक्षा 1500 तक के दबाव वर्गों पर लागू होते हैं। इस डिजाइन का उपयोग धातु-से-धातु के कारण अलग-अलग विन्यासों में -320 ° F से 1,500 ° F की व्यापक तापमान सीमा में किया जा सकता है। सीलिंग।

सामान्य शरीर सामग्री में कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम कांस्य शामिल हैं, जबकि सामान्य सीट सामग्री में 316 स्टेनलेस स्टील हार्ड-फेस, निकल एल्यूमीनियम कांस्य, सैटेलाइट और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील शामिल हैं।सामान्य सील सामग्री में लेमिनेटेड डुप्लेक्स स्टेनलेस, मोनल, एक्सएम-19 या ग्रेफाइट या पीटीएफई के साथ धातु की परतें शामिल हैं, और ठोस धातु विकल्पों में डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील, इनकोनेल या एक्सएम-19 शामिल हैं।ट्रिपल ऑफसेट वाल्व के लिए मुख्य अनुप्रयोगों में भाप-वितरण, पेट्रोकेमिकल्स, टैंक फार्म, टर्मिनल और स्विचिंग शामिल हैं।

 
 

क्रायोजेनिक सेवा के लिए कॉन्फ़िगर किया गया ट्रिपल ऑफ़सेट वाल्व, -420 ° F जितना कम तापमान की अनुमति देता है;इसका उपयोग एलएनजी, तरल हाइड्रोजन और तरल ऑक्सीजन सेवा आदि में किया जाता है।विस्तारित बोनट अत्यधिक ठंडे तापमान से तने की पैकिंग को बनाए रखते हैं।

उच्च तापमान डिजाइन, 1,500 डिग्री फारेनहाइट तक, पैकिंग और एक्ट्यूएशन में गर्मी हस्तांतरण को खत्म करने के लिए एक ठोस मुहर की अंगूठी और एक बोनेट का उपयोग करें।यह डिजाइन ज्यादातर टर्बाइन, पिघला हुआ नमक और गर्म हवा के अनुप्रयोगों में प्रयोग किया जाता है।

 
 

अंत कनेक्शन प्रकार

बटरफ्लाई वाल्व में एंड कनेक्शन प्रकार के लिए कई विकल्प होते हैं, जिसमें वेफर (फ्लैंजलेस), लग, डबल फ्लैंग्ड और बटवेल्ड एंड शामिल हैं।कुछ विकल्प रखरखाव में आसानी की अनुमति देते हैं, कुछ डेड-एंड सेवा के लिए अनुकूल हैं और कुछ डिज़ाइनों में एक दूसरे की तुलना में वजन और लागत में कमी के निहितार्थ हैं।

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  • वेफर वाल्व को फ्लैंग्स के बीच स्थापित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, पाइप लाइन के व्यास के संबंध में एक छोटे से आमने-सामने के आयाम के साथ।इन वाल्वों का उपयोग डेड-एंड सर्विस के लिए नहीं किया जा सकता है, जिन्हें रखरखाव के लिए बंद करने पर अतिरिक्त आइसोलेशन वाल्व की आवश्यकता होती है।वेफर विकल्प लुग स्टाइल की तुलना में हल्का और सस्ता है और अक्सर कम दबाव वाले अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।
  • लुग वाल्व को पाइप लाइन के व्यास के संबंध में एक छोटे आमने-सामने आयाम के साथ, वाल्व बॉडी पर लुग प्रोट्रूशियंस में पिरोए गए फास्टनरों का उपयोग करके एक या दोनों फ्लैंग्स पर बोल्ट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।इन वाल्वों का उपयोग सीट के डिजाइन के आधार पर डेड-एंड सर्विस में भी किया जा सकता है, लेकिन यह डी-रेटेड हो सकता है और वेफर स्टाइल से भारी हो सकता है।
  • बोल्ट या स्टड और नट्स के साथ पाइप पर निकला हुआ किनारा करने के लिए वाल्व को सुरक्षित करने के लिए डबल निकला हुआ वाल्व शरीर के दोनों सिरों पर निकला हुआ किनारा के साथ डिज़ाइन किया गया है।उनका उपयोग डेड-एंड सेवा में किया जा सकता है;हालाँकि, कुछ वाल्व प्रकार डी-रेटेड हो सकते हैं।
  • पाइप पर मोटाई और बेवल से मिलान करने के लिए प्रत्येक चेहरे पर बेवेल (वेल्ड तैयारी) के साथ बटवेल्ड एंड वाल्व डिजाइन किए गए हैं।दो सिरों को पाइप लाइन से जोड़ा जाता है और वेल्डेड किया जाता है, उन अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहां निराकरण आम नहीं है, या निकला हुआ किनारा बोल्टिंग के बीच एक संभावित रिसाव पथ एक चिंता का विषय है।

 

स्वचालन प्रकार

कई प्रकार के एक्चुएटर्स तितली वाल्व के खुलने और बंद होने की विशेषताओं को नियंत्रित कर सकते हैं।एक्चुएटर सेवा के दौरान वाल्व को ठीक से खोलने और बंद करने के लिए आवश्यक टॉर्क प्रदान करता है।निम्नलिखित प्रकार के एक्चुएटर्स को तितली वाल्वों के साथ जोड़ा जाता है:

 
 
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  • मैनुअल वाल्व ऑपरेशन एक्चुएशन का सबसे सरल रूप है।यह तने और डिस्क की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए एक पहिये या लीवर का उपयोग करता है।मैनुअल ऑपरेटर भी बहुत सस्ते होते हैं और आमतौर पर छोटे आकार के वाल्वों के साथ उपयोग किए जाते हैं जिनकी टॉर्क की आवश्यकता कम होती है।ये उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उपयुक्त हैं जहां वाल्व को संचालित करने के लिए शक्ति मौजूद नहीं है।मैनुअल ऑपरेटरों की गति कुछ धीमी है, इसलिए आपातकालीन शट-ऑफ अनुप्रयोगों में उनका उपयोग नहीं किया जाएगा।
  • इलेक्ट्रिक वाल्व एक्ट्यूएटर्स में एक गियरबॉक्स होता है जो मोटर की गति को समायोजित कर सकता है, टोक़ को बढ़ा या घटा सकता है।इलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर्स को बनाए रखना आसान है, स्थापित करने के लिए अपेक्षाकृत सरल हैं और ऑपरेशन के दौरान काफी शांत हैं।वाल्व की स्थिति वोल्टेज या वर्तमान सिग्नल इनपुट पर आधारित होती है और इसमें सीमा स्विच हो सकते हैं जो पूरी तरह से बंद या पूरी तरह से खुले होने पर एक्चुएटर को रोकते हैं।इलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर्स का उपयोग वहां किया जाता है जहां एक स्थिर बिजली आपूर्ति होती है।
  • रैक और पिनियन एक्चुएटर्स में एक कक्ष के भीतर स्प्रिंग्स होते हैं जो संपीड़ित हवा के प्रवेश और निकास से संचालित होते हैं।इस प्रकार के न्यूमेटिक एक्चुएटर्स सिंगल या डबल एक्टिंग हो सकते हैं, डिजाइन में कॉम्पैक्ट, अपेक्षाकृत सस्ते और हल्के होते हैं।उनके पास त्वरित प्रतिक्रिया समय होता है, जिससे थ्रॉटलिंग सेवाओं में उनके उपयोग की अनुमति मिलती है;उन्हें संपीड़ित हवा की बाहरी आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
  • स्कॉच योक एक्ट्यूएटर्स को संपीड़ित हवा या हाइड्रोलिक द्रव के साथ संचालित किया जा सकता है।इनमें एक खोखले सिलेंडर में एक क्रैंक और पिस्टन होता है।दबाव एक तरफ लागू होता है, और परिणामी बल पिस्टन को स्टेम और डिस्क को घुमाने के लिए रैखिक रूप से स्थानांतरित करता है।इन एक्चुएटर्स को पूरी असेंबली के बजाय एक्चुएटर के केवल एक सेक्शन को हटाकर रखरखाव में आसानी के लिए मॉड्यूल के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है।स्कॉच योक रैक और पिनियन की तुलना में बड़ा और अधिक महंगा है, लेकिन आउटपुट बड़े आकार के वाल्वों के लिए बहुत अधिक टोक़ बनाता है।त्वरित अभिनय या सॉफ्ट क्लोजिंग अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए स्कॉच योक को नियंत्रण सहायक उपकरण के साथ भी जोड़ा जा सकता है।
  • हाइड्रोलिक वाल्व एक्ट्यूएटर्स डिस्क और स्टेम की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए द्रव द्वारा आपूर्ति की गई हाइड्रोलिक बल का उपयोग करते हैं।वे एकल या दोहरे अभिनय में उपलब्ध हैं।वाल्व को बंद स्थिति में रखते हुए, द्रव के दबाव की अनुपस्थिति से एकल अभिनय कार्य करता है;जैसे ही दबाव बनता है, द्रव पिस्टन को वाल्व की ओर खोलने के लिए धकेलता है।डबल-अभिनय प्रकार में एक हाइड्रोलिक पंप होता है जो वाल्व को खोलने और बंद करने के लिए तरल पदार्थ की दिशा बदलता है।इन एक्ट्यूएटर्स का उपयोग बहुत बड़े या भारी-शुल्क वाले वाल्वों के लिए किया जाता है जिन्हें संचालित करने के लिए बड़े टॉर्क की आवश्यकता होती है;बेहतर नियंत्रण स्थिति के लिए उन्हें सोलनॉइड के साथ भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

तितली वाल्व डिजाइन मानक

तितली वाल्वों में कई राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय मानक होते हैं जो डिजाइन मानदंड निर्धारित करते हैं, जैसे कि दीवार की मोटाई, आमने-सामने की लंबाई, बढ़ते पैटर्न, निकला हुआ किनारा ड्रिलिंग, भगोड़ा उत्सर्जन और बहुत कुछ।नीचे कई प्रकार के तितली वाल्व डिजाइनों के लिए कुछ सामान्य मानक दिए गए हैं।

वाल्व डिजाइन के लिए सामान्य मानक

 
 
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तितली वाल्व अपने वजन, पदचिह्न और लागत प्रभावशीलता के आधार पर एक अद्वितीय मूल्य प्रस्ताव प्रदान करते हैं।वे सीट सामग्री, सीलिंग डिज़ाइन, और तापमान और दबाव रेटिंग की श्रेणी से कई प्रकार के विकल्प प्रदान करते हैं।तितली वाल्व गेंद और गेट वाल्व के पीछे सबसे बड़े वाल्व बाजारों में से एक की पेशकश करते हैं।वे रैखिक वाल्वों की तुलना में स्वचालन के लचीलेपन, कम टोक़ और बेहतर भगोड़ा उत्सर्जन प्रदर्शन के आधार पर बढ़ते रहते हैं।