密封蝶閥及單、雙、三偏心蝶閥結構簡(jiǎn)介

蝶閥是用盤(pán)形關(guān)閉件（可以是圓形或矩形等）轉動(dòng)90°或90°左右來(lái)啟閉閥門(mén)的一種旋轉閥。蝶閥是一種古老的閥門(mén)，早期由于密封性能不良，只能作調節用，例如煙道閥便是一種調節蝶閥。隨著(zhù)合成橡膠等彈性密封材料的出現，以及密封機構的深入研究， 出現了密封式的蝶閥。彈性金屬閥座及新的結構形式的出現，使蝶閥在高溫、低溫環(huán)境中也逐漸被采用。 目前蝶閥的發(fā)展趨勢是既可作調節用，又可作密封用。

蝶閥具有結構簡(jiǎn)單，不易產(chǎn)生熱變形、重量輕、占據空間位置小、阻力相對小、啟閉迅速，啟閉功率小、密封性好、壽命較長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，故得到廣泛應用，尤其在低壓大口徑閥門(mén)中的應用日益擴大?？傊芊獾y在水系統、氣系統得到廣泛應用。如市政工程的給、排水系統，火力發(fā)電廠(chǎng)、核電站各種供水系統、熱力管網(wǎng)及污水處理系統，水電站大型水輪機的進(jìn)水閥，電力、化工、石油、冶金、船舶、造紙、城市燃氣、下水道、食品工業(yè)以至原子能和*中，都相釆用蝶閥，而且有向高中壓發(fā)展的趨勢。蝶閥能輸送和控制的介質(zhì)有水、凝結水、污水、海水等各種液體及空氣、煤氣等氣體及蒸汽、干燥粉末、泥漿、果漿及帶懸浮物的混合物。目前已有Class600?1500的蝶閥。

在20世紀70?80年代，我國也曾制造過(guò)PN40的蝶閥，目前我國已能制造PiVlOO乃至更高壓力的蝶閥。世界上zui大的蝶閥尺寸為32ft C9. 75m） .閥門(mén)的密封機理是靠作用在密封面上有一定的密封比壓而達到的，蝶閥也不例外。蝶閥的密封總的來(lái)看有三種形式：①靠過(guò)盈量產(chǎn)生比壓壓緊。②靠直接壓力或力矩將密封副壓緊，如雙偏心、三偏心蝶閥， 密封環(huán)內充氣充液。③靠泊松效應利用介質(zhì)壓在密封圈上。由圖4-1可知，上下游壓差越大則越易密封。 有時(shí)還利用“肘節效應”的彈性體，該彈性體中間斷 面薄于外徑或內徑，當壓力作用時(shí)，結構允許閥座外徑撓曲而使接觸表面密封。

蝶閥可以按多種方法進(jìn)行分類(lèi)，例如蝶閥按用途和作用分，可分為截斷型和調節型；按結構形式分為中線(xiàn)型、單偏心、雙偏心和三偏心蝶閥；按密封材料分，可以分為橡膠密封蝶閥、四氟密封蝶閥和金屬密封蝶閥。

密封蝶閥的密封副有金屬對金屬的硬密封，也有 金屬對橡膠或塑料的軟密封。密封圈可以放在蝶板上，也可以放在閥體上。下面是幾個(gè)典型的密封蝶閥結構。根據蝶板在閥中的放置位置，蝶閥又可做成中心對稱(chēng)的（I型）、偏置（H型）的（單偏心、雙偏心和三偏心）或斜置（Z型）的（圖4-2）。

（1） 中線(xiàn)蝶閥

中線(xiàn)蝶閥（圖4-3）閥桿軸心線(xiàn)與蝶板中心平面在同一個(gè)平面內并與閥體管道中心線(xiàn)垂直相交，且蝶板兩邊面積對于閥桿軸線(xiàn)對稱(chēng)。中線(xiàn)蝶閥一般制成襯膠的形式，由于結構簡(jiǎn)單，中心對稱(chēng)（I型）雙向密封效果一樣，并且流阻較小，開(kāi)關(guān)力矩也小，因此在中、小型蝶閥上廣泛應用。但軸頭由于經(jīng)常處于摩擦狀態(tài)，比其他部位磨損快，容易在此處泄漏，因此襯膠蝶閥中有時(shí)在軸頭襯有四氟薄膜以減少摩擦或增加彈簧以補償磨損等，見(jiàn)圖4-4。顯然，中線(xiàn)型如做成金屬對金屬，要密封有些困難，斜置板和偏置板蝶閥軸頭沒(méi)有磨擦，但它們的流阻和密封力矩都比中心對稱(chēng)蝶板要大。

（2） 單偏心蝶閥

單偏心蝶閥（圖4-5）閥軸偏離了蝶板中心平面 產(chǎn)生了一次偏心，從而蝶板靠閥軸的上下端不成為回轉軸心，消除了上下軸端的摩擦磨損產(chǎn)生泄漏。 密封效果更好，不過(guò)兩個(gè)方向密封效果不一致，一般正向（從閥軸流向密封面）易于密封，反向則由于沒(méi)

有密封面的支承作用，易于泄漏。但采用橡膠軟密封，利用其彈性，可以很好地實(shí)現雙向密封。由于其密封接觸機理屬于“球在圓錐里”（ball in cone）,因此蝶板在各開(kāi)度下總有兩點(diǎn)不能脫離接觸，當用于調節時(shí)，此兩點(diǎn)將比其他部位磨損更多一些，對密封將產(chǎn)生不利影響。如果做成金屬硬密封，兩個(gè)正錐配合，在轉動(dòng)蝶板時(shí)，密封面將產(chǎn)生干涉，開(kāi)關(guān)有困難。

（3）雙偏心蝶閥

雙偏心蝶閥（圖4-6），為了改善單偏心的情況， 將閥軸偏移一個(gè)距離e，使軸心與密封點(diǎn)的連線(xiàn)和密封面成鈍角（大于90°），這樣，密封時(shí)便不產(chǎn)生干涉，而且越關(guān)越緊，產(chǎn)生更大的密封面壓緊力。雙偏心的特點(diǎn)是當閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)蝶板密封面能迅速與閥座脫

離，接觸刮擦作用大幅度降低，同時(shí)可以做成金屬密封閥。

雙偏心蝶閥可以設計成橡膠、聚四氟和金屬硬密封的形式。例如c形、0形或U形屬密封環(huán)等形式。 如果要制成錐面對錐面金屬硬密封而不至于產(chǎn)生干涉，有時(shí)二次偏心要做得很大，造成需要很大的偏心力矩，以致開(kāi)閥力矩過(guò)大，為減少偏心距，又推出三 偏心蝶閥。

（4） 三偏心蝶閥

三偏心蝶閥（圖4-7）是將正錐角旋轉一個(gè)角度， 改為斜錐角，這樣偏心e可以減小，開(kāi)啟力矩也隨之減小。當然這只是直觀(guān)地理解，實(shí)際軸心應設置在什么地方還是應該采用三維做運動(dòng)分析，判斷密封副是 否會(huì )產(chǎn)生干涉。值得指出的是三偏心蝶閥的密封圈不但可以設計成多層次式，也可以做成像Neles那樣的U形或0形圈，有些時(shí)候甚至可以采用橡膠、四氟等非金屬材料，但是采用非金屬彈性密封材料，是否有必要做成三偏心值得商榷（雙偏心即可）。 

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