高性能蝶阀密封结构的设计

119中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.05 （上）1 概述现有的烟气蝶阀经常由于在高温的原因出现填料烟气泄漏、由于含尘、含易结垢的烟尘进入阀杆与轴套函内导致阀杆与轴套，阀杆与轴套函，阀杆与阀杆孔的大量结垢、板结现象，使得阀杆在一段时间后就无法转动了，导致阀门无法开关、阀门失效、工厂无法正常运行的停工停产的情况。

还有现有的烟气蝶阀很难使用到超过600℃以上的高温，因为阀杆填料都是要使用石墨材质，石墨超过600℃容易高温氧化，所以超高温蝶阀的阀杆动密封也是一个行业技术难题。

也经常出现阀门在高温下无法开关导致工厂停产，停产浅谈超高温烟气蝶阀结构设计粟德（宣达实业集团有限公司，浙江 温州 325105）摘要：高温烟气蝶阀作为高温气体介质流的调节或切断装置，用来实现管路系统通断及流量控制的部件，已在硫磺制酸高温副线、石油、石化、化工、冶金、电站等行业中的高温气体管道、高炉配风、锅炉管道中作为控制调节阀得到极为广泛的应用。

其介质一般都含有二氧化硫、三氧化硫、硫化氢等有害气体，一旦泄漏会对环境造成极大的危害。

本文介绍了超高温烟气蝶阀的阀体结构、高温阀杆密封结构、耐高温的阀杆柔性结构、弹性金属密封圈的组合使用方法、耐高温阀体的内衬、设计及工作原理。

关键词：超高温烟气蝶阀；弹性金属密封；高温防卡阻；防堵塞；柔性阀杆结构中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）05（上）-0119-02后温度降低了后阀门又能灵活开关了，这些在超高温阀门上经常出现。

高温卡阻，轴端结垢卡死打不开关不了，高温导致填料密封泄漏问题。

这是高温烟气蝶阀的一个普遍问题，一直行业内都没有很好的解决。

为了解决行业难题，针对高温烟气蝶阀的结构进行了优化设计，使其更好地满足工况条件及操作要求。

该阀并获得了国家专利，专利号：ZL 2019 2 2170434 7。

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。

设计蝶阀的实验报告总结
一、简介
1. 背景：蝶阀作为一种常见的控制阀门，在工业领域中起到重要的作用。

2. 目的：本实验旨在通过设计蝶阀，探究其流体控制性能，并对实验结果进行总结和分析。

3. 方法：实验采用了设计制造蝶阀的方式进行，包括选材、结构设计和流体性能测试。

二、材料与设计
1. 材料选择：选择合适的金属材料作为蝶阀主要构件，如不锈钢或铝合金，以兼顾强度和耐腐蚀性。

2. 结构设计：根据实验要求和性能指标，设计出蝶阀的外形尺寸、密封结构和连接方式等关键要素。

3. 制造加工：采用适当的加工工艺和设备，制造出符合设计要求的蝶阀零部件，并进行装配测试。

三、流体性能测试
1. 流量特性：通过在流体系统中安装蝶阀，并调节开度，测量流量随阀门开度的变化情况，获得蝶阀的流量特性曲线。

2. 压力损失：在一定流量条件下，测量入口和出口压力，计算蝶阀的压力损失，并分析其在不同开度时的变化规律。

3. 渗漏测试：对蝶阀进行密封性能测试，测量阀门关闭状态下的渗漏量，评估
蝶阀的密封能力。

四、实验结果与分析
1. 流体控制性能分析：根据实验数据和曲线，评估蝶阀在不同开度下的流体控制性能，并探讨可能存在的问题与改进方向。

2. 其他性能指标：综合考虑蝶阀的耐压性能、使用寿命和可靠性等方面的因素，对蝶阀进行综合评估和分析。

3. 结论与展望：总结实验结果，给出蝶阀设计的优点和不足，提出改进方案，并展望蝶阀在工业应用中的发展前景。

请注意根据实际情况对每个小章节的字数进行适当调整，以确保文章内容的完整性和准确性。

三偏心硬密封蝶阀设计原理哎呀，说起咱们日常生活中那些“默默无闻”的小东西，它们可都是大能手！比如说，那个经常在我们厨房里忙碌的煤气灶，它可是个“火眼金睛”，能精准控制火力，让美食在锅里跳舞。

再比如，那个默默守护我们安全的消防栓，它就像个“忠诚卫士”，时刻准备着保护我们的生命财产安全。

今天，我要给大家介绍一种“隐形英雄”——三偏心硬密封蝶阀。

别看它平时不显山不露水，一旦遇到紧急情况，它就能变身成为我们的“救星”。

咱们得说说这个“三偏心”是怎么来的。

简单来说，就是阀门的三个密封面都有一定的偏心度，这样设计的好处是可以减少摩擦，降低磨损，延长阀门的使用寿命。

想象一下，如果阀门的密封面都是正对着，那得多“费力”啊！而有了偏心设计，就像是给阀门穿上了一双“防滑鞋”，让它在各种复杂环境中都能稳稳当当。

再说说这个“硬密封”，这可是咱们阀门界的“铁汉柔情”。

硬密封蝶阀采用硬质材料制造，密封性能超强，即使面对高温、高压、强腐蚀等恶劣工况，也能稳如泰山。

想象一下，要是阀门像豆腐一样一碰就碎，那还怎么保证管道的安全呢？而硬密封蝶阀就像是经过严格训练的战士，无论多么严峻的环境，都能坚守岗位，保护我们的“生命线”。

再来说说这个“蝶阀”，这可是阀门家族中的“颜值担当”。

别看它外表平平，内里却是大有玄机。

蝶阀的结构紧凑，体积小巧，安装方便，而且操作灵活，可以根据需要轻松调整开度。

想象一下，要是阀门像只大笨熊一样，怎么也搬不动，那还怎么发挥它的“威力”呢？而蝶阀就像是一只轻盈的蝴蝶，能在狭窄的空间里翩翩起舞，为我们节省宝贵的空间资源。

这个三偏心硬密封蝶阀在实际应用中又是如何发挥作用的呢？想象一下，当某个地方发生泄漏或者需要紧急切断时，这个“隐形英雄”就会迅速启动，通过精确的调节和强大的密封性能，迅速堵住漏洞，防止更大的损失。

由于它的结构简单、操作方便，即使是没有专业知识的人也能轻松应对。

三偏心硬密封蝶阀就像是我们生活中的“万能钥匙”，无论是家庭用水、工业排放还是消防系统，都能发挥出它独特的作用。

一种新型金属硬密封蝶阀的设计3王翼清(天津国际机械有限公司,天津　300300)摘要:针对金属硬密封蝶阀的双向密封问题,基于液压元件设计中的油缸活塞原理,设计了一种在动水作用下带移动密封不锈钢圈的新型金属硬密封蝶阀。

对基本结构进行了分析,确定了采用双偏心结构的设计;对正向承压比压、反向承压比压、金属密封圈的移动距离进行了计算,有效地解决了双偏心金属硬密封蝶阀的反向承压问题;对密封副材料选择进行了分析,有效地保证了密封效果和比压要求。

关键词:移动密封;硬密封;设计计算中图分类号:TH138 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2009)10-0067-03 蝶阀以其结构简单、整体产品质量轻、占地面积小、操作简单和启闭迅速被广泛应用于中、低压管路中。

随着国民经济的发展,以及工业技术革命的进步,对蝶阀的要求越来越高。

适用于高压、高温、磨损及腐蚀工况下的金属硬密封蝶阀的发展迅速,市场需求逐年增大。

文中介绍了为某城市管网供水所设计的一种新型的金属硬密封蝶阀。

1　密封副的设计金属硬密封蝶阀的密封副结构是产品设计的关键。

阀门关闭时,阀板密封面与弹性阀座相吻合,密封副在介质压力作用下产生微小的弹性变形,从而实现密封。

所以对密封副的基本要求是:密封性能好、操作灵活和转矩小。

为满足对密封副的基本要求,所设计的蝶阀采用双偏心结构,如图1所示。

结构特征为阀杆轴心既偏离蝶板中心、也偏离本体中心。

双偏心的效果使阀门被开启后蝶板能迅速脱离阀座,大幅度消除蝶板与阀座的不必要的过度挤压、刮擦现象,减轻了开启阻矩,降低了磨损,提高了阀座寿命。

刮擦的大幅度降低,使得双偏心蝶阀也可以采用金属阀座,扩大了蝶阀在高磨损介质领域的应用。

但以往的金属硬密封蝶阀其密封原理属位置密封构造,即蝶板与阀座的密封面为线接触,通过蝶板挤压阀座所造成的弹性变形产生密封效果,故对关闭位置要求很高(特别是金属阀座),承压能力低,特别是阀门需双向承压时反向承压很难达到正向的承压要求[1]。

◆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。

高性能蝶阀结构和原理高性能衬胶蝶阀高性能衬胶蝶阀是一种结构精巧的衬胶蝶阀,特别适用于各种自来水、工业水、污水、空气、暖通空调、城市煤气、液化石油气的流量和压力的调节或开关控制。

关闭时,阀门为零泄漏。

1.其阀座结构采用获得世界性专利的COS曲线密封结构，减少了阀板与阀座的磨擦,降低了执行机构扭矩,延长了座环的寿命。

其密封过程相当于双偏心阀门。

2.该蝶阀的阀板密封面为球面，这样在密封时,接触相当平滑,特别是轴问密封处的摩擦减小了。

使座环的寿命大大延长。

3.座环内的金属嵌入环可以在阀杆受不平衡力作用而倾斜时,自动封闭阀杆与座环间的缝隙,消除轴向泄露的可能性。

COS曲线COS曲线密封结构,使阀板在密闭前无扭矩的增加,当密闭时阀板与座环在360度的圆周上同时接触,由此减小了摩擦,降低了扭矩,延长了座环的寿命，保证了蝶阀可以长时间的保持零泄露。

同时因为减小了摩擦,降低了扭矩,可以使用小功率的驱动器，从而降低了用户的成本。

球形加工的阀板阀板是按一个完整的球形加工而成,密封面的每一部分都是球面的一部分,阀板与阀环是以同一球面加工的,两者之间间隙小,无摩擦,阀板平稳地旋转,即使是阀板的上、下顶端处的轴向密封面处也不例外,这样的密封面在密封时,尽管有接触,却是相当平滑,所以力矩减小了,密封性能改善了。

高性能衬特氟隆蝶阀高性能衬特氟隆蝶阀是一种阀体内腔全衬特氟隆的蝶阀,广泛适用于具有卫生要求的食品、生物医药、电子行业的各种流体的流量和压力的调节或开关控制,以及化工领域各种强酸、强碱、强腐蚀性气体的控制,具有超群的耐久性、优良的密封性能、优异的抗腐蚀能力,阀关闭时能达到零泄漏。

最大口径600mm,最高工作压力10Kgf/cm2，最高适用温度200℃。

全衬特氟隆的阀板和阀座阀内所有接触流体的部位都衬有特氟隆,包括阀杆上下两端都包有特氟隆,以防止流体沿阀杆渗出。

分离型密封设计密封环设计是橡胶和特氟隆各自独立的,却又相辅相成地增强了密封性能,橡胶使用使密封件具有了弹性,并使橡胶的用量减少,消除了由于温升而使橡胶膨胀将阀板卡死在关闭的位置的可能性。

双偏心软密封防火蝶阀设计摘要：蝶阀被大量使用于管道控制系统,，其独有之处是其他把持阀类难以满足的大口径管道把持系统。

大部分,蝶阀的阀座为固定式，其材质有高份子聚合物和金属两类，聚合物阀座首要实用于温度不高的工况。

金属密封阀座蝶阀固然能满足较低的温度和压力工况，但金属阀座的弹性较聚合物阀座低，密封功能不强。

本文主要介绍了蝶阀的主要分类及其特点，并阐明了双偏心软密封防火蝶阀的结构及优势，该蝶阀启闭无摩擦、密封性能好、结构简单，在各工业领域被广泛应用，经过对比几种蝶阀的性能及优势，发现双偏心软密封防火蝶阀更具有市场前景，在此基础上提出了设计的思路，以更好推广双偏心软密封防火蝶阀在生产生活中的运用。

关键词：双偏心；软密封；防火蝶阀引言：蝶阀的结构很简单，它的体积小，重量很轻，其设计简单、操作简便，结构原理适合制作大口径阀门，可以较好的限制流量，因而在石油化工、冶金炼钢、水处置、电力等行业中有了普遍的使用。

近年来，工业技术不断发展，蝶阀成为发展最为迅速的阀门种类之一，其适用范围越来越广泛，设计出的种类和数量也在不断扩大，并向着耐高温和高压、密封性强、寿命长等多功能的方向发展。

双偏心蝶阀也叫作高性能蝶阀，特别用于在水厂、电厂、钢厂冶炼、化工、水源泉工程、环境设施的建立等系统排水用,特别水道管路上有着关键的作用，作为调节和截流设备运用。

蝶阀结构随着技术的发展与人们需求的变化而发展变化，在实践的探索中也克服了弊端，不断完善，有较大的市场前景。

一、蝶阀概述从蝶阀从设计开始到蝶阀被普遍应用经过了很长的时间，优点在于价格比同类设备低，在各类严格、关键的过程的控制管线上、不管是开关阀还是调控阀，只需选型妥当，就可以安心的使用蝶阀。

由于市场需求不同，蝶阀的结构和功能不断优化，自身也在不断演变和发展。

蝶阀的分类方法有多种，我们按阀门结构可分为中线密封蝶阀、单偏心蝶阀、双三偏心蝶阀和三偏心蝶阀；按密封构造可分为金属密封和衬橡胶或衬氟塑料的软密封，除此之外，金属密封可采用多层密封构造或弹性密封构造，以下是蝶阀的基本分类。

对蝶阀设计应注意的流阻、强度、刚度和结构等问题进行了论述, 对蝶阀选用时应考虑的温度、压力、密封及材料等问题提出了建议。

1 概述蝶阀是给水排水管路系统中的一个重要装置,随着工业技术的进步, 对蝶阀的结构及性能提出了不同的要求。

因此, 在设计及选用时应根据工况条件, 对其类型、材料和连接形式等做出合理的选择。

2. 设计2.1.1 结构蝶阀的关闭件(蝶板) 在介质中间, 设计时应考虑其对流阻的影响。

①关于大口径蝶阀蝶板的结构, AWWA C504(美国给水工程协会标准) 规定, 蝶板不应有横向筋, 其厚度不得大于阀杆直径的2125 倍。

②蝶板的迎水面和出水面应呈流线型。

③内部螺钉不能凸出在蝶板外面, 以免增加迎水面积。

国外某公司生产的蝶阀为了减小流阻将蝶板做成铁饼形, 也有公司将小型蝶阀蝶板做得很薄, 而水电管网上用的蝶阀在全开位置时蝶板有导流件,都是为了减小流阻。

我国JB/ T 5317121999 标准也将国际标准ISO/ TC 153/ SC1GT 8237 的流阻和流量系数(表1) 列入其中, 这说明流阻是一个重要指标。

2.1.2 橡胶密封圈有时橡胶蝶阀使用寿命较短, 这与橡胶质量及密封面宽度有关。

橡胶密封蝶阀的密封圈应选用优质的橡胶材料制造, 在压制成型时应遵守工艺规程, 不能任意提高硫化温度, 缩短时间, 否则容易造成密封圈老化和开裂。

与橡胶密封圈配合的金属密封面应有足够的宽度, 否则橡胶密封圈不易嵌入。

另外, 阀体及蝶板的形位公差、对称度、精度、光洁度、密封圈的压弹量等也影响橡胶密封圈的使用寿命。

2.1.3 刚度刚度是蝶阀设计中的重要问题, 它与蝶板、阀轴及连接等因素有关。

(1) 阀轴尺寸AWWA C504 中规定了阀轴尺寸。

阀轴尺寸达不到要求, 可能出现刚度不够, 反向密封泄漏, 开启力矩大等现象。

轴的刚度与1/EI 有关, 也就是说要提高刚度减小变形问题应该从提高EI 着手。

E 是弹性模量, 一般钢材差别不大, 选用好的材料对刚度影响不大。