蝶阀的讲解

蝶阀详解作者：李锋摘要：蝶阀作为一个新兴产业，从它的设计、加工、制造到组装、营销，它有着天然的优势，并且现在它将这种优势不断再放大。

在讲究经济效益、节能环保等方面的今天，蝶阀产业伴随着这些声音发展壮大，在慢慢的取代本来属于截止阀、球阀和闸阀的天下，让历史来证明这句话吧！只有他才能向世人证明蝶阀的先进性与优越性，下面我们来对蝶阀的知识来进行了解，让大家明白为什么蝶阀会取代闸阀与截止阀的天下㈠蝶阀的历史：30年代，美国发明了蝶阀，50年代传入日本，到60年代才在日本普遍采用，而在我国推广则是70年代后的事了蝶阀从1930年就已经问世，它主要用作开关隔断阀，蝶阀最早的应用是从烟道或烟囱上风量调节挡板开始，也用于通风或供气等低压系统。

直到过去的二三十年才开始用与节流操作，1960年德国Karl Adams提出蝶阀同时具有切断(Isolation)、调节(Throttling) 和止回(Check)3种功能。

并于1966年以“斜置锥形阀座密封系统” (The inclinefl seat system)为名注册了专利,这是蝶阀技术的一次重大的进展。

1967年在法兰克福举办的“国际化工展览” (CHEMA)上．展出了新型的三偏心设计(Triple ecceFatric design)蝶阀，这种新型蝶阀的密封性能大为提高，很快用于中、高压系统，在随后的1970年，蝶阀结构开始进行改进，不仅使它更多的用于节流工况，并且也使它在某些工况中优于截止阀，80年代后，新型蝶阀被称为“高性能蝶阀” (High performance butmrfly valve)，这种截止控制阀和开关隔断阀的差别在于其命名为高性能蝶阀，当时与成套设备一起引进我国。

㈡蝶阀的特点：高性能蝶阀是一个1/4旋转（0-90°）的旋转运动阀，它采用一个旋转圆形阀盘作为调节元件蝶阀家族可分两组：同心蝶阀和偏心蝶阀，，随着近年来的改进成为旋转阀执行机构和阀体组合件，现在利用附加的执行机构或附加的执行机构系统，他们能用于节流工况同心蝶阀正常用于开关隔断工况下，它采用一个与阀体中心同一条直线上的简单的蝶阀，一般的同心蝶阀由铸铁或其他便宜的金属制造，并内衬橡胶和聚合物，因为其性能较低，它们经常配备手动操作器，在某些情况下如节流工况，手动操作器将更换为执行机构系统，在大多数情况下，简单的同心蝶阀严格的用于开关操作，甚至用于节流操作时他们本身也不配备制动控制器，其他专门为节流控制的结构只配备有制动控制，只是因为同心蝶阀最初为开关隔断的操作研发开发的，同心蝶阀有较差的幅度变化范围，而节流专用蝶阀具有改进后的结构，是整个行程内有较佳的流量控制偏心蝶阀是专门为高功能节流工况设计的阀采用一个偏离阀体中心的阀盘，同时作为控制阀的大多数蝶阀的特征是偏心蝶阀，在很大程度上，蝶阀使用普通阀门材料，例如碳钢、不锈钢、合金钢，当配备执行机构和定位器时，他比已经自动的同心蝶阀精密的多，与其他节流阀相比有许多理由可知偏心蝶阀是今天是发展的最快的控制阀类之一，因为涉及到有直线机械运动转换成为旋转运动所带来的非线性问题，截止阀在高压力降工况下较蝶阀更为精确，但在今天通过蝶阀的控制在许多低压力降和其他标准的操作中更能满足要求与截止控制阀相比，蝶阀的尺寸较小和质量较轻，因为蝶阀阀体组合件质量是任何可比阀重的40％-80％，并且重量小于截止阀体组合件的一半，此外蝶阀通常可采用较小的执行机构，因为调节元件质量在分析执行机构力中不是一个决定性因素，当尺寸变大时蝶形控制阀和截至控制阀之间的调节元件之间的质量差别更为明显，这意味着蝶阀在有限空间和考虑阀门质量的情况下是优先采用的㈢蝶阀的工作原理：蝶阀是用圆形蝶板作启闭件并随阀杆转动来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门。

蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。

在蝶阀阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转角度为0°~90°之间，旋转到90°时，阀门则程全开状态。

㈣蝶阀的分类：1．按结构形式分类(1)中心密封蝶阀(2)单偏心密封蝶阀(3)双偏心密封蝶阀(4)三偏心密封蝶阀2．按密封面材质分类(1)软密封蝶阀。

1)密封副由非金属软质材料对非金属软质材料构成。

2)密封副由金属硬质材料对非金属软质材料构成。

(2)金属硬密封蝶阀。

密封副由金属硬质材料对金属硬质材料构成。

3．按密封形式分类(1)强制密封蝶阀 1)弹性密封蝶阀。

密封比压由阀门关闭时阀板挤压阀座，阀座或阀板的弹性产生 2)外加转矩密封蝶阀。

密封比压由外加于阀门轴上的转矩产生(2)充压密封蝶阀。

密封比压由阀座或阀板上的弹件密封元件充压产生(3)自动密封蝶阀。

密封比压由介质压力自动产生。

4．按工作压力分类(1)真空蝶阀。

工作压力低于标堆大气历的蝶阀。

(2)低压蝶阀。

公称压力PN＜1．6MPa 的蝶阀。

(3)中压蝶阀。

公称压力PN 为2．5--6．4MPa 的蝶阀。

(4)高压蝶阀。

公称压力PN 为10。

0--80．0MPa 的蝶阀。

(5)超高压蝶阀。

公称压力PN＞100MPa的蝶阀。

5．按工作温度分类(1)高温蝶阀。

t＞450 C 的蝶阀(2)中温蝶阀。

120 C＜t＜450 ℃的蝶阀(3)常温蝶阀。

一40C＜t<；120 C 的蝶阀(4)低温蝶阀。

一100＜t＜一40 C 的蝶阀(5)超低温蝶阀。

t＜一100 C 的蝶阀6．按连接方式分类(1)对夹式蝶阀。

(2)法兰式蝶阀。

(3)支耳式蝶阀。

(4)焊接式蝶阀。

7.tomoe对蝶阀的划分⑪手柄式蝶阀如下图⑫齿轮箱式蝶阀⑬电机式蝶阀⑭气缸式蝶阀㈤蝶阀的介绍：1、中心蝶阀该种蝶阀的结构特征为阀杆轴心、蝶板中心、本体中心在同一位置上。

结构简单、制造方便。

常见的衬胶蝶阀即属于此类。

缺点是由于蝶板与阀座始终处于挤压、刮擦状态、阻距大、磨损快。

为克服挤压、刮擦、保证密封性能、阀座基本上采用橡胶或聚四氟乙烯等弹性材料、但也因而在使用上受到温度的限制、这就是为什么传统上人们认为蝶阀不耐高温的原因。

2、单偏心蝶阀为解决同心蝶阀的蝶板与阀座的挤压问题、由此产生了单偏心蝶阀其结够特征为阀杆轴心偏离了蝶板中心、从而使蝶板上下端不再成为回转轴心、分散、减轻了蝶板上下端与阀座的过度挤压。

但由于单偏心构造在阀门的整个开关过程中蝶板与阀座的刮擦现象并未消失、在应用范围上和同心蝶阀大同小异故采用不多。

3、双偏心蝶阀在单偏心蝶阀的基础上进一步改良成型的就是目前应用最广泛的双偏心蝶阀。

其结构特征为在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即脱离阀座、大幅度地消除了蝶板与阀座的不必要的过度挤压、刮擦现象、减轻了开启阻距、降低了磨损、提高了阀座寿命。

刮擦的大幅度降低、同时还使得双偏心蝶阀也可以采用金属阀座、提高了蝶阀在高温领域的应用。

但因为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、这就是为什么传统上人们认为蝶阀不耐高压、泄漏量大的原因。

4、三偏心蝶阀要耐高温、必须使用硬密封、但泄漏量大；要零泄漏、必须使用软密封、却不耐高温。

为克服双偏心蝶阀这一矛盾、又对蝶阀进行了第三次偏心。

其结构特征为在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时、使蝶板密封面的圆锥型轴线偏斜于本体圆柱轴线、也就是说、经过第三次偏心后、蝶板的密封断面不再是真圆、而是椭圆、其密封面形状也因此而不对称、一边倾斜于本体中心线、另一边则平行于本体中心线。

这第三次偏心的最大特点就是从根本上改变了密封构造、不再是位置密封、而是扭力密封、即不是依靠阀座的弹性变形、而是完全依靠阀座的接触面压来达到密封效果、因此一举解决了金属阀座零泄漏这一难题、并因接触面压与介质压力是成正比的、耐高压高温也迎刃而解。

重点讲解：高性能偏心蝶阀高性能蝶阀的主要特点是：①密封性能好，可以达到气袍级(Bubble—fight)密封许多产品都标明“零泄漏” (z— b )。

具有高防火陛能．以及过火后的密封陛能。

②密封副之间的摩擦小，有些产品提出“无摩擦 (Fileaor~free)、“无磨损” (No-wear)和高循环寿命(High cyde life)。

③结构简单．便于维护和检修．有些厂家提出，其产品的零件可以现场更换(Fidd rep~eeable)。

阀体高度和连接长度比传统阀门小得多．有些产品说明是“紧凑设计”(0∞pacc design)。

④低开闭力矩(Low-torque)。

正是因为这些特点，使高性能蝶阀的应用范围不断扩大。

据国外资料介绍．摄高压力可达4~MPa．温度为一96-950℃。

蝶阀开闭时阀杆转动90 ，比截止阀和闸阀的多旋转开闭力矩要大得多。

因此使用蜗杆、气动、液压和电动等传动装置操纵阀门。

按照三偏心设计．蝶板与阀座在开闭时理论上无摩擦。

实际上由于蝶板和阀座的弹性变形．在其接触和脱离的瞬间．存在着摩擦。

不过比起传统的截止阀和闸阀．由于它是部分旋转，接触范围小，摩擦和磨损程度也小。

另外．高性能蝶阀在设计上还有2个难点。

其一是高密封性能和低开闭力矩的矛盾。

要求密封性能好，就必须提高密封面比压，这必然要增加摩擦力，使开阀力矩也相应增大。

由于存在着正流和逆流两种不同的工作状态，密封性能与开闭力矩之间呈现更复杂的关系。

其二是正流和逆流的不同密封性能。

以蝶板为界，介质流动方向的上游和下游情况不同。

正流状态，蝶板转动方向与介质流动方向相同，上游密封条件较好，容易达到零泄漏。

逆流状态时介质流动方向与蝶板转动方向相反．上游密封条件不好，一般要求外部施加留驻力矩，才能保持密封面的比压。

要达到零泄漏比较困难。

简单地说，蝶阀在正流状态下．关阀容易开阀难。

逆流状态下．开阀容易关阀难。

为解决这一矛盾．使蝶阀的上下游都能达到零泄漏．设计者采取了很多办法。

一般都要增加传动机构，这就使阀门结构复杂化，结果是降低了可靠性．提高了成本。

对称阀杆导向技术O rbit阀门公司1988年推出一种新型球阀，采用名为“对称阀杆导向技术(Dualstem guide technology)”．比较好地解决了一般阀门密封性能良好而开关力矩过大的矛盾。

这种技术把阀门的开关过程分解为“旋转”和“压紧”两个步骤。

关闭阀门时．阀瓣在完全脱离阀座的情况下旋转，到达关闭位置后再将阀瓣压向阀座，以达到完全的密封。

开启阀门时．阀瓣先脱离阀座，然后再旋转到完全打开。

即先脱开．再旋转(Tilt．then-turn)是这种技术的特征。

该阀门的阀杆上有螺旋状凹槽，借助固定螺钉的导向作用使阀瓣从开启位置旋转90 ，再由阀杆末端的斜面施力．使阀瓣绕底部的耳轴摆动，最终压向阀座，达到密封。

阀瓣在转动时与阀座脱开，完全是无摩擦的。