蝶閥及偏心蝶閥的選型與應(yīng)用

本文深入探討蝶閥的結(jié)構(gòu)、工作原理、分類及選型應(yīng)用，特別是針對(duì)三偏心蝶閥的選型與應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)闡述，旨在為工程領(lǐng)域提供關(guān)于蝶閥，尤其是高性能三偏心蝶閥的全面了解與應(yīng)用指導(dǎo)。

蝶閥也叫蝴蝶閥,顧名思義,它的關(guān)鍵性部件好似蝴蝶迎風(fēng),自由回旋 。蝶閥的閥瓣是圓盤,圍繞閥座內(nèi)的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn),旋角的大小,便是閥門的開閉度。

蝶閥的結(jié)構(gòu)

蝶閥主要由閥體、活體、閥軸、軸承、密封裝置、操作機(jī)構(gòu)及附屬部件組成。

蝶閥的工作原理

蝶閥是根據(jù)旋轉(zhuǎn)閥桿同時(shí)帶動(dòng)碟版轉(zhuǎn)動(dòng)來做啟閉的一種閥門，在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi)，圓盤形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，主要是旋轉(zhuǎn)碟板90°來做流量控制，當(dāng)?shù)宓竭_(dá)90°時(shí)閥門處于全開狀態(tài)，同時(shí)可以改變碟板的角度來調(diào)節(jié)介質(zhì)流量，一般安裝于管道的直徑方向。蝶閥與閥桿自身是沒有鎖定能力，為了有效的調(diào)節(jié)流量需裝蝸輪減速器，加裝蝸輪減速器的蝶閥不僅使蝶閥有自鎖能力，還能改變蝶閥的操作性能及更準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。

1、蝶閥在完全開啟時(shí)，具有較小的流阻。當(dāng)開啟在大約15°~70°之間時(shí)，又能進(jìn)行靈敏的流量控制，因而在大口徑的調(diào)節(jié)領(lǐng)域，蝶閥的應(yīng)用非常普遍。由于蝶閥蝶板的運(yùn)動(dòng)帶有擦拭性，故大多數(shù)的蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)。依據(jù)密封件的強(qiáng)度，也可用于粉狀和顆粒狀介質(zhì)。

2.蝶閥適用于流量調(diào)節(jié)。由于蝶閥在管中的壓力損失比較大，大約是閘閥的三倍，因此在挑選蝶閥時(shí)，應(yīng)充分考慮管路系統(tǒng)受壓力損失的影響，還應(yīng)考慮關(guān)閉時(shí)蝶板承受管路介質(zhì)壓力的強(qiáng)度。此外，還必須考慮在高溫下彈性閥座材料所承受工作溫度的限制。

3.蝶閥的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度較小，開啟和關(guān)閉速度較快，且具有良好的流體控制特性。蝶閥的結(jié)構(gòu)原理*適合于制作大口徑閥門。當(dāng)要求蝶閥作控制流量運(yùn)行時(shí)，*重要的是準(zhǔn)確挑選蝶閥的規(guī)格和類型，使之能恰當(dāng)?shù)?、有效地工作?

蝶閥分類

1、同心蝶閥

同心蝶閥該種蝶閥的結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心、蝶板中心、本體中心在同一位置上。

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。普遍的襯膠蝶閥即屬于此類。缺點(diǎn)是由于蝶板與閥座始終處于擠壓、刮擦狀態(tài)、阻距大、磨損快。為戰(zhàn)勝擠壓、刮擦、保證密封性能、閥座基本上采用橡膠或聚四氟乙烯等彈性材料、但也因而在使用上受到溫度的限制、這就是為什么傳統(tǒng)上人們認(rèn)為蝶閥不耐高溫的原因。

2、單偏心蝶閥

單偏心蝶閥為解決同心蝶閥的蝶板與閥座的擠壓?jiǎn)栴}、由此產(chǎn)生了單偏心蝶閥、其結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心偏離了蝶板中心、從而使蝶板上下端不再成為回轉(zhuǎn)軸心、分散、減輕了蝶板上下端與閥座的過度擠壓。

但由于單偏心構(gòu)造在閥門的整個(gè)開關(guān)過程當(dāng)中蝶板與閥座的刮擦現(xiàn)象并未消失、在應(yīng)用范圍上和同心蝶閥大同小異、故采用不多。

單偏心蝶閥結(jié)構(gòu)特征：

1，碟板的回轉(zhuǎn)中心（即閥門軸中心）位于閥體的中心線上，且于閥板密封截面形成一個(gè)A尺寸偏置。單偏心蝶閥是碟板的回轉(zhuǎn)中心在閥體的中心線上，閥板相對(duì)于密封面偏離一個(gè)距離，適宜軟密封。

2，閥門關(guān)閉時(shí)，閥座和閥板密封面處在有相對(duì)過盈的接觸狀態(tài)，要達(dá)到密封主要是靠壓緊密封圈使其在周邊方向上膨脹產(chǎn)生密封比壓和管道壓力對(duì)閥板的力，使其達(dá)到密封，所以只能單向密封。

3，當(dāng)閥門開啟時(shí)，閥板和閥座的接觸到一面脫離閥座，另一面始終是沿半圓周的軸向方向的二點(diǎn)接觸，反復(fù)啟閉密封圈容易受損，影響密封性能，更不可能實(shí)現(xiàn)金屬密封。

4，從幾何的角度可以很明顯的看出，上圖中X是不存在的，反過來還有一定的過盈。

3、雙偏心蝶閥

雙偏心蝶閥在單偏心蝶閥的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改良成型的就是目前應(yīng)用*廣泛的雙偏心蝶閥。

雙偏心蝶閥結(jié)構(gòu)特征：

閥板回轉(zhuǎn)中心（即閥門軸中心）于閥板密封截面形成一個(gè)尺寸A偏置，并與閥體中心形成一個(gè)尺寸B偏置。

其結(jié)構(gòu)特征為在閥桿軸心既偏離蝶板中心、也偏離本體中心。雙偏心的效果使閥門被開啟后蝶板能迅即脫離閥座、大幅度地消除了蝶板與閥座的不必要的過度擠壓、刮擦現(xiàn)象、減輕了開啟阻距、下降了磨損、提高了閥座壽命。刮擦的大幅度下降、同時(shí)還使得雙偏心蝶閥也可以采用金屬閥座、提高了蝶閥在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用。

雙偏心蝶閥密封原理

因?yàn)槠涿芊庠韺傥恢妹芊鈽?gòu)造、即蝶板與閥座的密封面為線接觸、通過蝶板擠壓閥座所造成的彈性變形產(chǎn)生密封效果、故對(duì)關(guān)閉位置要求很高特別是金屬閥座、承壓能力低、這就是為什么傳統(tǒng)上人們認(rèn)為蝶閥不耐高壓、泄漏量大的原因。

4、三偏心蝶閥

三偏心蝶閥要耐高溫、必須使用硬密封、但泄漏量大要零泄漏、必須使用軟密封、卻不耐高溫。

三偏心蝶閥結(jié)構(gòu)特征：

閥板回轉(zhuǎn)中心（即閥門軸中心）于閥板密封截面形成一個(gè)A偏置，并與閥體中心形成一個(gè)b偏置；閥體密封面中心線與閥座中心線（即閥體中心線）形成一個(gè)角度為β的角偏置。

為戰(zhàn)勝雙偏心蝶閥這一矛盾、又對(duì)蝶閥進(jìn)行了第三次偏心。其結(jié)構(gòu)特征為在雙偏心的閥桿軸心位置偏心的同時(shí)、使蝶板密封面的圓錐型軸線偏斜于本體圓柱軸線、也就是說、經(jīng)過第三次偏心后、蝶板的密封斷面不再是真圓、而是橢圓、其密封面形狀也因此而不對(duì)稱、一邊傾斜于本體中心線、另一邊則平行于本體中心線。

三偏心蝶閥的*大特色就是從根本上改變了密封構(gòu)造、不再是位置密封、而是扭力密封、即不是依靠閥座的彈性變形、而是完全依靠閥座的接觸面壓來達(dá)到密封效果

蝶閥選型應(yīng)考慮的因素：

由于蝶閥在管道中的壓力損失較大，約為閘閥的三倍，在挑選蝶閥時(shí)，應(yīng)充分考慮壓力損失對(duì)管道系統(tǒng)的影響，并考慮蝶板在管道壓力作用下的堅(jiān)固性。此外，還必須考慮彈性閥座材料在高溫下的工作溫度限制。蝶閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度小，總高度小，啟閉速度快，具有良好的流體控制特性。蝶閥的結(jié)構(gòu)原理更適合制造大口徑閥門。當(dāng)要求蝶閥控制流量時(shí)，較重要的是準(zhǔn)確挑選蝶閥的尺寸和類型，使其可以正常有效地工作。

手柄對(duì)夾蝶閥

適用于蝶閥的工況：

1、通常，在節(jié)流、調(diào)節(jié)控制和泥漿介質(zhì)中，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短，啟閉速度快（1/4轉(zhuǎn)）。低壓截止（低壓差），推薦采用蝶閥。

2、蝶閥可在有雙位調(diào)節(jié)，收縮通道，噪音低，氣穴化和氣化，少量泄漏到大氣和碾磨介質(zhì)中。

3、在節(jié)流調(diào)節(jié)、密封嚴(yán)密、磨損嚴(yán)重、低溫（深冷）等特殊工況下使用蝶閥時(shí)，應(yīng)采用特殊設(shè)計(jì)的金屬密封帶調(diào)節(jié)裝置，特別是三偏心或雙偏心的特殊蝶閥。

4、中線蝶閥適用于淡水、污水、海水、鹽水、蒸汽、天然氣、食品、醫(yī)藥、石油產(chǎn)品、各種酸堿等要求密封完整、氣體零泄漏試驗(yàn)、使用年限長(zhǎng)、工作溫度-10~150℃的管道。

5、軟密封偏心蝶閥適用于通風(fēng)除塵管道的雙向啟閉，廣泛應(yīng)用于冶金、輕工、電力、石化等系統(tǒng)的燃?xì)夤艿篮退贰?

6、金屬對(duì)金屬雙偏心蝶閥適用于城市供熱、供氣、供水等油、氣、酸、堿管道中作調(diào)節(jié)節(jié)流裝置。

7、金屬對(duì)金屬三偏心蝶閥除了用作變壓吸附（psa）氣體分離裝置的程控閥外，還可廣泛應(yīng)用于石油、石化、化工、冶金、電力等領(lǐng)域。它是閘閥和截止閥的良好替代品。