蝶阀 - 蝶阀论文 - 蝶阀技术

蝶阀（butterfly valve）是指关闭件（阀瓣或蝶板）为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀，在管道上主要起切断和节流用。蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。蝶阀全开到全关通常是小于90° ，蝶阀和蝶杆本身没有自锁能力，为了蝶板的定位，要在阀杆上加装蜗轮减速器。采用蜗轮减速器，不仅可以使蝶板具有自锁能力，使蝶板停止在任意位置上，还能改善阀门的操作性能。
　　工业蝶阀的特点能耐高温，适用压力范围也较高，阀门公称通径大，阀体采用碳钢制造，阀板的密封圈采用金属环代替橡胶环。大型高温蝶阀采用钢板焊接制造，主要用于高温介质的烟风道和煤气管道。
　　蝶阀在运用过程中的知识论述:
　　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。目前世界上一般在DN300毫米以上蝶阀已逐渐代替了闸阀。蝶阀与闸阀相比有开闭时间短，操作为矩小，安装空间小和重量轻。以DN1000为例，蝶阀约2T，而闸阀约3.5T，且蝶阀易与各种驱动装置组合，有良好的耐久性和可靠性。
　　橡胶密封蝶阀缺点是作节流使用时，由于使用不当会产生气蚀，使橡胶座剥落、损伤等情况发生。为此，现在上又开发金属密封蝶阀，气蚀区减小，近几年我国也开发了金属密封蝶阀，在日本近年来还开发耐气蚀、低振动、低噪声的梳齿形蝶阀。
　　一般密封座的寿命在正常情况下，橡胶15年-20年，金属的80年-90年。但如何正确选用则要根据工况要求。
　　蝶阀的开度与流量之间的关系，基本上呈线性比例变化。如果用于控制流量，其流量特性与配管的流阻也有密切关系，如两条管道安装阀门口径、形式等全相同，而管道损失系数不同，阀门的流量差别也会很大。
　　如果阀门处于节流幅度较大状态，阀板的背面容易发生气蚀，有损坏阀门的可能，一般均在15°外使用。
　　蝶阀处于中开度时，阀体与蝶板前端形成的开口形状以阀轴为中心，两侧形成完成不同的状态，一侧的蝶板前端顺流水方向而动，另一侧逆流水方向而动，因此，一侧阀体与阀板形成似喷嘴形开口，另一侧类似节流孔形开口，喷嘴侧比节流侧流速快的多，而节流侧阀门下面会产生负压，往往会出现橡胶密封件脱落。
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　　蝶阀操作力矩，因开度及阀门启闭方向不同其值各异，卧式蝶阀，特别是大口径阀，由于水深，阀轴上、下水头差所产生的力矩也不容忽视。另外，阀门进口侧装置弯头时，形成偏流，力矩会有增加。阀门处于中间开度时，由于水流动力矩起作用，操作机构需要自锁.
　　阀门型号编制方法、阀门编号说明
　　阀门型号通常应表示阀门类型、驱动方式、连接形式、结构特点、公称压力、密封面材料、阀体材料等要素。阀门型号的标准化对阀门的设计、选用、经销，提供了方便。当今阀门的类型和材料种类越来越多，阀门型号的编制也愈来愈复杂。我国虽然有阀门型号编制的统一标准，但逐渐不能适应阀门工业发展的需要。目前，阀门制造厂一般采用统一的编号方法；不能采用统一编号方法的，各生产厂可按自己的情况制订出编号方法。
　　一单元 二单元 三单元 四单元 五单元 － 六单元 七单元
　　阀门类型 传动方式 连接型式 结构形式 密封副材料 － 公称压力 阀体材料
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　　一单元：阀门类型代号类型 安全阀 蝶阀 隔膜阀 止回阀
　　底阀 截止阀 节流阀 排污阀 球阀 疏水阀 柱塞阀 旋塞阀 减压阀 闸阀
　　代号 A D G H J L P Q S U X Y Z
　　二单元：传动方式传动
　　方式 电磁动 电磁-液动 电-液动 蜗轮 正齿轮伞齿轮 气动 液动 气-液动 电动 手柄
　　手轮
　　代号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 无代号
　　三单元：连接型式连接方式 内螺纹 外螺纹 两不同连接 法兰 焊接 对夹 卡箍 卡套
　　代号 1 2 3 4 6 7 8 9
　　四单元：结构型式
　　每种阀门的结构型式都不同，请点击下面相应的阀门结构型式编制方法
　　闸阀结构形式 代号
　　明杆 楔式 弹性闸板 0
　　刚性 单闸板 1
　　双闸板 2
　　平行式 单闸板 3
　　双闸板 4
　　暗杆 楔式 单闸板 5
　　双闸板 6
　　平行式 单闸板 7
　　双闸板 8
　　安全阀结构形式 代号
　　弹簧 封闭 带散热片 全启式 0
　　微启式 1
　　全启式 2
　　带扳手 全启式 4
　　不封闭 双弹簧微启式 3
　　微启式 7
　　全启式 8
　　带控制机构 全启式 6
　　脉冲式 9
　　杠杆式 5
　　减压阀结构形式 代号
　　直接作用波纹管式 1
　　直接作用薄膜式 2
　　先导活塞式 3
　　先导波纹管式 4
　　先导薄膜式 5
　　五单元： 密封副材料材料 锡基轴承合金
　　（巴氏合金） 搪 渗氮钢 18-8系
　　不锈钢 氟塑料 玻璃 Cr13
　　不锈钢 衬胶 蒙乃尔合金 尼龙塑料 渗硼钢 衬铅 Mo2Ti
　　不锈钢 塑料 铜合金 橡胶 硬质合金 阀体直接加工
　　代号 B C D E F G H J M N P Q R S T X Y W
　　当密封副的密封面材料不同时，以硬度低的材料代号表示。
　　六单元：公称压力数值用阿拉伯数字直接表示，它是MPa的10倍
　　七单元：阀体材料阀体材料 钛及钛合金 碳钢 Cr13系不锈钢 铬钼钢 可锻铸铁 铝合金 18-8系不锈钢 球墨铸铁 Mo2Ti系不锈钢 塑料 铜及铜合金 铬钼钒钢灰铸铁
　　代号 A C H I K L P Q R S T V Z
　　灰铸铁底压阀和钢制中压省略此项
　　举例：Z543H-16C 伞齿轮传动法兰连接平板闸阀，公称压力1.6MPa，阀体材料为碳钢
　　阀门的命名
　　阀门的名称按传动方式、连接形式、结构形式、衬里材料和类型命名。但下面内容在命名中均予省略：
　　（1） 连接形式中：“法兰”。
　　（2） 结构形式中：
　　a：闸阀的“明杆”、“弹性”、“刚性”和“单闸板”；
　　b：截止阀和节流阀的“直通式”；
　　c：球阀的“浮动”和“直通式”；
　　d：蝶阀的“垂直板式”；
　　e：隔膜阀的“屋脊式”；
　　f：旋塞阀的“填料”和“直通式”；
　　g：止回阀的“直通式”和“单瓣式”；
　　h：安全阀的“不封闭”。
　　（3） 阀座密封面材料中的材料名称。
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 C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
　　（E）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。
蝶阀的优点
　　1、启闭方便迅速、省力、流体阻力小，可以经常操作。
　　2、结构简单，体积小，重量轻。
　　3、可以运送泥浆，在管道口积存液体zui少。
　　4、低压下，可以实现良好的密封。
　　5、调节性能好。
蝶阀的缺点
　　1、使用压力和工作温度范围小。
　　2、密封性较差。
　　蝶阀按结构形式可分为偏置板式、垂直板式、斜板式和杠杆式。按密封形式可分为较密封型和硬密封型两种。软密封型一般采用橡胶环密封，硬密封型通常采用金属环密封。
　　按连接型式可分为法兰连接和对夹式连接；按传动方式可分为手动、齿轮传动、气动、液动和电动几种。
蝶阀的安装与维护
　　1、在安装时，阀瓣要停在关闭的位置上。
　　2、开启位置应按蝶板的旋转角度来确定。
　　3、带有旁通阀的蝶阀，开启前应先打开旁通阀。
　　4、应按制造厂的安装说明书进行安装，重量大的蝶阀，应设置牢固的基础。
　　
蝶阀的选用
　　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，阀门则牌全开状态。
　　蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成。而且只需旋转90°即可快速启闭，操作简单，同时该阀门具有良好的流体控制特性。蝶阀处于*开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时*的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的流量控制特性。蝶阀有弹密封和金属的密封两种密封型式。弹性密封阀门，密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。
　　采用金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长，但很难做到*密封。金属密封能适应较高的工作温度，弹性密封则具有受温度限制的缺陷。
　　如果要求蝶阀作为流量控制使用，主要的是正确选择阀门的尺寸和类型。蝶阀的结构原理尤其适合制作大口径阀门。蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用，而且还应用于热电站的冷却水系统。
　　常用的蝶阀有对夹式蝶阀和法兰式蝶阀两种。对夹式蝶阀是用双头螺栓将阀门连接在两管道法兰之间，法兰式蝶阀是阀门上带有法兰，用螺栓将阀门上两端法兰连接在管道法兰上。
　　蝶阀的结构和在使用过程存在的问题
　　目前，蝶阀作为一种用来实现管路系统通断及流量控制的部件，已在石油、化工、冶金、水电等许多领域中得到极为广泛地应用。在已公知的蝶阀技术中，其密封形式多采用密封结构，密封材料为橡胶、聚四氟乙烯等。由于结构特征的限制，不适应耐高温、高压及耐腐蚀、抗磨损等行业。
　　现有一种比较*的蝶阀是三偏心金属硬密封蝶阀，阀体和阀座为连体构件，阀座密封表面层堆焊耐温、耐蚀合金材料。多层软叠式密封圈固定在阀板上，这种蝶阀与传统蝶阀相比具有耐高温，操作轻便，启闭无磨擦，关闭时随着传动机构的力矩增大来补偿密封，提高了蝶阀的密封性能及延长使用寿命的优点。
　　但是，这种蝶阀在使用过程中仍然存在以下问题：
　　一、由于多层软硬叠式密封圈固定在阀板上，当阀板常开状态时介质对其密封面形成正面冲刷，金属片夹层中的软密封带受冲刷后，直接影响密封性能。
　　二、受结构条件的限制该结构不适应做通径DN200以下阀门，原因是阀板整体结构太厚，流阻大。
　　三、因三偏心结构的原理，阀板的密封面与阀座之间的密封是靠传动装置的力矩使阀板压向阀座。正流状态时，介质压力越高密封挤压越紧。当流道介质逆流时随着介质压力的增大阀板与阀座之间的单位正压力小于介质压强时，密封开始泄漏。
　　高性能三偏心双向硬密封蝶阀，其特征在于：所述阀座密封圈由软性T形密封环两侧多层不锈钢片组成。阀板与阀座的密封面为斜圆锥结构，在阀板斜圆锥表面堆焊耐温、耐蚀合金材料；固定在调节环压板之间的弹簧与压板上调节螺栓装配一起的结构。
　　这种结构有效地补偿了轴套与阀体之间的公差带及阀杆在介质压力下的弹性变形，解决了阀门在双向互换的介质输送过程中存在的密封问题。采用软性T型两侧多层不锈钢片组成密封圈，具有金属硬密封和软密封的双重优点，无论在低温和高温情况下，均具有零渗漏的密封性能。
　　试验证明池正流状态（介质流动方向与蝶板转动方向相同）时，密封面的压力是传动装置的力矩和介质压力对阀板的作用产生的。正向介质压力增大时阀板斜圆锥表面与阀座密封面挤压越紧，密封效果越好。当逆流状态时，阀板与阀座之间的密封靠驱动装置的力矩使阀板压向阀座。随着反向介质压力的增大，阀板与阀座之间的单位正压力小于介质压强时，调节环的弹簧在受载后所储存的变形能补偿阀板与阀座密封面的紧压力起到自动补偿作用。因此本实用新型不像现有的技术那样，在阀板上安装软硬多层密封圈，而是直接安装在阀体上，在压板和阀座中间增设调节环是十分理想的双向硬密封方式。它将可取代闸阀、截止阀及球形阀。

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