三偏心金属硬密封蝶阀使用的结构问题

三偏心蝶阀结构分析中国泵业网三偏心蝶阀以密封可靠，动作灵活，使用寿命长著称。

它是结构最先进的一种蝶阀，具有优异的密封性能，可用于高温、高压环境，满足了电站、石油、化工、冶金等行业对管件的苛刻要求，正得到越来越广泛的应用。

1前言三偏心蝶阀以密封可靠，动作灵活，使用寿命长著称。

它是结构最先进的一种蝶阀，具有优异的密封性能，可用于高温、高压环境，满足了电站、石油、化工、冶金等行业对管件的苛刻要求，正得到越来越广泛的应用。

本文介绍一种在简化三偏心蝶阀设计的同时，优化三偏心蝶阀的回转中心位置的快速优化设计方法。

2三偏心蝶阀结构三偏心蝶阀的结构如图1所示，它的3个偏心量分别为a，b，。

其中a为轴向偏心，表示蝶板的旋转中心与蝶阀密封截面之间的轴向距离；b为径向偏心，表示蝶板的旋转中心与阀体中心线之间的径向距离；为角偏心，表示阀座旋转中心线与阀体中心线之间的角度。

由于存在角偏心，三偏心蝶阀的蝶板密封面形状为椭圆，不同于一般蝶阀的圆形密封面，它将蝶板和阀座之间的密封形式由线密封优化为面密封，使得蝶阀密封性能更优。

另外，由于3个偏心的存在，三偏心蝶阀为偏置板式结构，蝶板形状不对称。

图1三偏心蝶阀结构示意3优化设计传统的三偏心蝶阀回转中心的设计，需要大量的公式计算来确定3个偏心量，设计完成还需要根据三维***建模的干涉分析进行修改，工程量大，耗时长，延长了设计周期和设计成本。

现在通过Solidworks 二维作图介绍一种全新的，简单易懂，方便操作，优化效果好具有实用性的设计方法。

3.1方法原理如图2所示，B点和D点是蝶板关闭时蝶板密封表面上首先进入阀体密封面的两点，只有使B点的运动轨迹在CB线以上，D点的运动轨迹在DA线以下，蝶板绕回转中心旋转时才不会发生干涉。

过B 点和D点分别作BE垂直于BC，DF垂直于AD，DF、BE相交于M 点，为了使得蝶板两侧不发生干涉，回转中心就要在区域DME内。

其中M点是是极限位置，在这个位置，只是两侧的两个极限点不干涉，而其他位置仍然会发生干涉的，要想完全避免干涉，就要把旋转中心沿着刚才说的角平分线向上侧移动（由于无论偏向DF还是BE 都会使得一侧的干涉危险加大，所以在角平分线上是最佳选择）。

三偏心蝶阀技术性能详细说明1、用途和性能规范1）用途a、本产品主要用于气体、排水管路上作启闭装置，作调节流量和截流介质的作用。

具有流阻小，启闭速度快等优点。

b、适用范围：石油、石化等相关工业。

2）性能规范2设计制造标准：API 609（美标阀门）GB/T 12238（国标阀门）结构长度标准：API 609、ASME B16.10（美标阀门）GB/T 12221（国标阀门）法兰端标准： ASME B16.5（DN≤600）、MSS SP-44(DN=550)、ASME B16.47B（DN≥650）（美标阀门）HG/T20592 系列A、 GB/T 9113或HG/T 20592或JB 79等（国标阀门）检验试验标准：API 598(美标阀门)GB/T 26480(国标阀门)3、三偏心蝶阀外型结构图三偏心蝶阀结构图4、结构特点1、硬密封蝶阀采用三偏心硬密封结构，阀座与蝶板几乎无磨损，具有越关越紧的密封功能。

2、密封圈选用不锈钢制作，具有金属硬密封和弹性密封的双重优点，无论在低温和高温的情况下，均具有优良的密封性能，具有耐腐蚀,使用寿命长等特点。

3、蝶板密封面采用堆焊钴基硬质合金，密封面耐磨损，使用寿命长。

4、大规格蝶板采用绗架结构，强度高，过流面积大，流阻小。

5、根据用户需求，硬密封蝶阀可以设计成具有双向密封功能，安装时不受介质流向的限制，也不受空间位置的影响，可在任何方向安装。

6、驱动装置可以多工位（旋转90°或180°）安装，便于用户使用。

5、装运和储存1、运输前的准备阀门端部通道和阀门外露表面是关键的部位，应采取下列措施：（a）阀门内部应清除滞留水垢，保持阀门内腔清洁、干燥。

（b）阀门外露机加工面应涂防锈油。

（c）阀门端部应有防止法兰面等机械损伤的措施。

（d）阀门启闭件应处于关闭状态。

2、搬运搬运阀门时应适当加以注意，阀门决不能抛扔或跌落，特别是手轮和阀杆不应作大型阀门的起吊或悬挂点。

三偏心金属密封蝶阀密封原理三偏心金属密封蝶阀密封原理在传统的观念中蝶阀只能用于常温、低压和密封性要求不高的场合。

随着现代工艺技术和材料工业的不断进展，蝶阀的应用范围已远远超出过去，几乎可以取代大部分的传统阀门，广泛适用于工业的各个领域。

特殊是三偏心金属密封蝶阀更引人注目。

由于三偏心蝶阀的关闭和闸阀关闭一样，是靠扭矩来完成的，阀门关闭的扭矩越大，阀座的密封性越好，故有人称三偏心蝶阀为90旋转闸阀。

在工厂的大检修中越来越多的三偏心蝶阀替代了闸阀，为此某些三偏心蝶阀的制造厂特地生产了一种长度和闸阀相同的三偏心蝶阀，并将这种三偏心金属密封蝶阀称为三偏心闸阀。

1 三偏心金属密封蝶阀密封原理的分类蝶阀若按偏心分类，即以阀杆和阀板的位置来分，可分为四种。

三偏心蝶阀是目前在工业管道中性能突出的一种蝶阀，根据密封形式，三偏心蝶阀属于硬密封蝶阀的范畴。

所以，三偏心蝶阀的具备了硬密封蝶阀的特点，耐高温、耐冲蚀、拥有较长的使用寿命。

又由于三偏心蝶阀是将耐高温腐蚀的合金材料直接堆焊在阀座表面，所以该阀门还同时具备了像软密封蝶阀一样优秀的密封性能。

那么三偏心蝶阀原理是什么？三偏心的三个偏心指的是什么？三偏心蝶阀的密封面是一个斜锥面，阀体的阀座与蝶板密封圈为面接触，其工作原理是通过靠操作传动装置带动蝶板的运动，蝶板在运动过程中，其密封圈与阀座得到充分的接触，由于弹性变形来实现密封。

三偏心蝶阀有一个突出的特点就是转变了阀门的密封构造，不再是传统的位置密封，而是扭力密封，也就是说不是依靠阀座的弹性变形来实现密封，而是依靠蝶板密封面与阀座的接触面压来达到密封效果，这也就很好的解决了金属阀座泄漏量大的问题，又因接触面压与介质压力是成正比的，所以三偏心蝶阀又有较强的耐高压高温性能。

三偏心金属密封蝶阀密封原理三个偏心第一个偏心：密封面所在平面至阀杆中心线的偏离其次个偏心：阀体中心线到阀杆中心线的距离；第三个偏心：阀体密封面所在锥面的中心线与阀体通道中心线存在一个夹角。

三偏心蝶阀的设计三偏心蝶阀的设计主要由四部分构成：整体框架结构的设计、各零部件材料的选取、密封副结构的设计以及零部件强度、刚度的计算及校核。

三偏心蝶阀整体框架设计三偏心蝶阀设计可参考许多国内外的产品标准，如《法兰和对夹连接弹性密封蝶阀》（GB/T 12238—2008）、《直GB/T 37621—2019）、《城镇供热用双向金GB/T 37828—2019）、《空气分离设备JB/T 7550—2007）、《金属密封蝶阀》（JB/）、《烟道蝶阀》（JB/T 8692—2013）、《汽轮机用快速关闭蝶阀》（JB/T 11490—2013）、《高炉系统用快递速切断蝶阀》（JB/T 12007—2014）、《液JB/T 12623—2016）、《船用超低温不CB/T 4418—2016）、《电站蝶阀选用导则》、《气动三偏心蝶阀通用技术条件》（HG/）、《普通用途的金属蝶阀》（ISO 10631—）、《双法兰式对夹式和凸耳式蝶阀》（API 609—阀》（MSS SP-67—2017）、《偏心结构的MSS SP-68—2017）和《工业阀门金属蝶阀》）。

查看上述标准可以知道对蝶阀的整体要求及行业专用产品的特殊要求，如设计阀门流通能力时要参考API 609、标准附录A（见图5）等考虑蝶板与管道的间隙，不能为了扩大阀门通道而影响阀门的正常启闭；也不能低于标准规定的最小流道尺寸，以免影响阀门的流通能力。

流通能力的设计要在保证流阻较小的前提下使流量最软件进行建模分析，优化蝶板结构，根据每个开度下的流量绘制开度流量特性曲线。

结合模拟结果进行流量站检测，确定最优方案。

设计大口径三偏心蝶阀时，要考虑安装方向及安装位置（是水平安装还是垂直安装将对计算操作扭矩有影响，见后述），自重较大的要设计支座或吊索。

填料的设计要考虑压力和温度。

另外，关于阀体的结构尺寸及法兰连接标准都可以按照用户要求的标准执行，在此不再赘述。

图5蝶板与管道的间隙2.2 三偏心蝶阀零部件材料的选取三偏心蝶阀零部件材料的选取主要考虑介质的腐蚀性和材料的耐温性，可参考标准具体如下。

第一章电动金属硬密封三偏心双向焊接蝶阀技术条件符合性本工程适用性及安装要求＜一＞电动蝶阀安装1 技术要求1.1 性能要求1.1.1 电动蝶阀应具有防腐、防锈功能。

1.1.2 电动蝶阀的使用寿命不低于30年，解体检修周期不低于4年，一般维修周期不低于2年，橡胶密封圈使用寿命不低于2年。

1.1.3 电动蝶阀的工作压力不得超过选用材料抗拉强度的1/5，蝶板的厚度不超过轴直径的2.25倍。

1.1.4 电动蝶阀密封座的设计制造必须保证蝶阀关闭时，蝶板一侧为工作压力、另一侧无水时不漏水。

密封座应为双向承压的。

1.1.5 蝶阀的结构应使不必从管路上拆下蝶阀即可调整和更换橡胶密封圈。

1.1.6 橡胶密封圈应采用新的天然橡胶或合成橡胶制成，密封圈应具有良好的耐腐蚀性、抗冲击性、抗臭氧及微生物的性能。

1.1.7 橡胶中的铜离子含量不大于8PPM，并具有防止铜毒化而使橡胶降级的阻滞剂。

1.1.8 橡胶的含蜡量不得超过橡胶碳氢分子含量的1.5%。

1.1.9 阀体轴承的工作压力不得超过选用材料的允许承压力，并不超过轴承材料抗压强度的1/5。

1.1.10 操作机构产生的侧向压力或推力不得传递给轴封。

1.1.11 电动蝶阀必须至少有一个双向推力轴承，以保证蝶阀的正确位置。

1.1.12 轴承应为自润滑轴承，其材料应对水和橡胶无害。

轴承在承受最大压力时的摩擦系数不超过0.25。

1.1.13 轴封的材料和形式应经久耐用，在不拆除阀体和操作机构的任何部分的条件下应可更换填料。

填料函的深度至少可放置四圈填料，填料盖为青铜材料。

1.1.14 在离传动装置1米远处的平均噪音水平不大于85分贝。

1.1.15 蝶阀的操作机构应有足够的力矩和刚度，以保证蝶板在开启或关闭时的稳定性，并保证蝶板能稳定地停留在任意开启度的中间位置上。

1.1.16 操作机构的壳体支座及与阀体的连接部件应有足够的刚度和强度，设计安全系数对极限强度而言不小于5，对屈服点而言不小于3。

三偏心硬密封蝶阀原理
三偏心硬密封蝶阀是一种常见的流体控制设备，常用于工业管道中进行流量、压力和温度控制。

其原理是通过旋转阀盘来控制管道中的流量，同时利用三偏心设计实现可靠的密封。

具体来说，三偏心硬密封蝶阀的阀盘底部呈现偏心形状，同时阀盘与阀座之间的密封面也呈现偏心形状。

这种设计使得阀盘转动时能够自动调整密封面的接触区域，从而实现更加可靠的密封效果。

此外，三偏心硬密封蝶阀还采用了硬质合金材料制作阀盘和阀座，使得其具有较强的耐磨性和耐腐蚀性，能够适应多种工作环境。

总的来说，三偏心硬密封蝶阀的原理是通过三偏心设计和硬质合金材料的运用，实现了可靠的流量和密封控制。

这种阀门在工业管道中得到了广泛的应用。

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三偏心蝶阀结构标准
三偏心蝶阀的结构标准主要体现在以下几个方面：
1. 阀杆轴心、蝶板中心和本体中心不在同一位置上，蝶板周边外侧加工成外斜锥面，密封阀座内侧加工成内斜锥面。

这种结构使得蝶阀的密封断面变成了椭圆形，蝶板密封面的形状也因此上下不对称。

2. 由于密封面为斜锥形，被阀杆轴分隔为偏大的一侧蝶板沿着大倾斜曲面向上方压向阀座，偏小的一侧蝶板沿着小倾斜曲面向下方压向阀座。

3. 蝶板密封圈与阀座间的密封不是靠阀座的弹性变形，而是完全依靠接触面的压紧实现密封。

在制造和测试方面，三偏心蝶阀的标准也非常高。

例如，填料部所受磨损程度很低，相对地使用寿命很长。

在防止外部泄漏构造上，采取了最高标准设计，从而可以在按照特定规格下进行外部泄漏测试时，保证标准密封性能在一定ppm以下。

其适用范围已可以耐压高达特定磅级、耐温低至特定温度、高达特定温度、密封达到0泄漏、调控比高达100:1以上。

以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅最新的三偏心蝶阀结构标准。

◆三偏心蝶阀技术设计方案一、产品介绍该阀是我企业技术人员经优化设计高性能金属密封蝶阀。

采取了“斜置椭圆蝶板径向动平衡密封系统”，能可靠地实现蝶阀密封零泄漏，是真正含有国际领先水平高科技新产品。

该产品成批投产后发明了良好经济效益和社会效益，并作为以国代进产品，被中国外各企业大量选择，深受广大新老用户欢迎，是值得您高度信赖优质产品。

该阀蝶板在启闭过程中，实现了蝶板密封圈和阀座密封面之间无滑动摩擦、卡挤，密封面上压力角大于摩擦角，采取“径向动平衡密封系统”设计，使蝶板开启阻力极低。

启闭过程中蝶板密封面沿 360°圆角各点能够瞬间快速完成，逐点接触和逐点脱离。

开启密封即分离，快速正确实现关闭接触自动相吻合密封动作。

该种阀因为采取多重密封，经过高精度机械加工成椭圆型截面密封环，它和阀座金属密封面组成密封副。

这种密封结构，在高压工况下不产生塑性变形，在高温或低温工况下，不存在冲压应力、焊接应力、弹性退火或咬坏脆裂现象，根本处理了传统蝶阀密封结构不合理引发泄漏弊病，大大提升了阀门密封可靠性。

保温蝶阀也称夹套蝶阀，是在一般三偏心金属硬密封蝶阀基础上在阀体外部焊装了金属夹套，在保温蝶阀阀体两侧装有夹套接口，可涵入蒸汽或其它过热气体，以预防介质在常温状态下凝固或结晶。

保温蝶阀法兰较一般金属硬密封蝶阀要大一到两个规格，关键用于石油、化工、冶金、制药等各类系统。

二、适用范围本阀适适用于高、中、低压，高温、低温管路中作闭路密封装置、节流装置和调整装置。

广泛适适用于石油、化工、冶金、矿山、电力、能源、交通、农田、水力、环境保护、建筑、医药、生物等行业。

尤其适用密封要求较严格工况，如煤气管道上，也适用水、蒸气、油品、空气、尘气、硝酸等腐蚀性介质。

使用温度-196℃—600℃，工作压力 PN0.25—10Mpa 或 150—600 磅级。

本阀完全能够替换粗笨、价高闸阀、截止阀、球阀、节流阀，并作为以国代进产品。

三、阀门结构特征和工作原理3.1 三偏心硬密封蝶阀结构特征蝶板回转中心（即阀门轴中心）和蝶板密封面形成一个尺寸 a 偏置，并和阀体中心线形成 1 个 b 偏置，阀体密封面中心线和阀座中心线（阀体中心线）形成一个角度为β角偏置。

三偏心金属硬密封蝶阀标准
三偏心金属硬密封蝶阀是一种新型的阀门产品，其结构与传统的蝶阀有很大的不同。

这种阀门采用了三个偏心结构，即阀杆与阀盘偏心、阀盘与阀座偏心、阀杆与阀座中心线
不重合。

这种设计使得蝶阀在关闭过程中能够实现快速关闭，同时在开启过程中能够实现
软密封效果，大大提高了密封性能和使用寿命。

三偏心金属硬密封蝶阀标准主要包括以下几个方面的内容：
1.产品分类和命名：对三偏心金属硬密封蝶阀进行分类，并为每个分类确定命名规范，以方便用户识别和使用。

2.产品技术要求：对三偏心金属硬密封蝶阀的主要技术参数进行规定，包括阀门的公
称通径范围、公称压力等级、温度适应范围等，以及阀门的外观尺寸和连接尺寸。

3.产品设计：对三偏心金属硬密封蝶阀的结构设计进行要求，包括阀体、阀盘、阀座、阀杆等的设计参数和材料选择，以保证阀门的强度和密封性能。

4.产品制造和检测：对三偏心金属硬密封蝶阀的制造和检测过程进行规定，包括产品
的原材料采购和加工工艺，以及工艺参数的控制和产品的质量检验方法。

5.产品安装和使用：对三偏心金属硬密封蝶阀的安装和使用进行说明，包括阀门的安
装位置和方式、操作要点、维护保养等。

6.产品标志和包装：对三偏心金属硬密封蝶阀的标志和包装进行规定，以确保产品的
追溯性和交付质量。

三偏心金属硬密封蝶阀标准的制定不仅可以规范产品的生产和质量，提高蝶阀的可靠
性和性能，还可以为用户提供参考和便利，促进蝶阀的推广和应用。

标准的制定还可以推
动蝶阀行业的发展，促进技术创新和进步，提高产品的竞争力和市场地位。