关键词：蝶阀；偏心；金属硬密封；双向压

 

近年来，我国金属硬密封蝶阀发展很快，其主要结构是偏心蝶阀。偏心结构蝶阀的蝶板与阀座之间的密封是靠传动装置的力矩使蝶板压向阀座实现的，阀杆启闭扭矩越大，阀座的密封性能越好。对于介质双向受压密封的管道，当介质正向流动时，介质压力使密封比压增大．提高密封性能；介质反向流动时，介质压力使蝶板与阀座之间的密封比压减小，有可能发生泄漏，偏心结构金属硬密封蝶阀不能*保证反向介质流动的密封。随着我国南水北调工程的开展、长输管线的不断建设以及工业环保、水处理、高层建筑、给排水管路改造，对蝶阀的密封性能也提出了更高的要求，既要保证蝶阀在正向状态能够密封，也要在反向状态能够保证密封，因此，介质双向流动都能保证密封的双向压硬密封蝶阀得到国内阀门行业的关注。本文通过分析偏心蝶阀的密封力和阀杆变形，提出一种双向压金属硬密封蝶阀。

 

1 偏心蝶阀密封力分析

 

1.1 密封力分析

 

偏心蝶阀结构见图 1，主要由阀体、蝶板、阀杆和填料组成。图 1 中 L 为阀杆回转中心与阀体密封面的偏心距离（mm）。偏心蝶阀在介质正向流动实现密封功能时，阀杆扭矩在蝶板密封面施加的必需密封力为 FMF（N）。但由于介质力 FMJ（N）的作用，使密封面的实际密封力增大到 FMZZ，此时，密封面的实际密封力 FMZZ 为必需密封力 FMF和介质力 FMJ 之和，即：

 

FMZZ=FMF+FMJ （1）

 

其中：FMF=qMFA

 

式中，qMF 为为密封面必需密封比压，MPa；A 为密封面受压面积，mm2。

 

FMZZ 在密封面形成的密封比压由下式计算：

 

qz=FMZZ/A>qMF （2）

 

式中，qz 为密封面正向密封比压，MPa。

 

偏心蝶阀受反向介质力作用时，在同样的阀杆扭矩和介质力作用下，密封力为：

 

FMZF=FMF-FMJ （3）

 

式中，FMZF 为密封面的反向密封力，N。

 

FMZF 在密封面形成的密封比压由下式计算：

 

qF=FMZF/A

 

式中，qF 为密封面反向密封比压，MPa。

 

分析式（2）和式（4）可知，偏心蝶阀在正向介质力作用时，密封面的密封力 FMZZ 是阀杆作用力和正向介质力作用之和，介质正向流动容易实现密封。介质在反向流动时，由于介质力的作用，密封力减小，反向密封比压 qF 小于正向密封比压 qZ，且 qZ