D342W雙偏心金屬密封蝶閥結(jié)構(gòu) 雙偏心金屬密封蝶閥結(jié)構(gòu)性能 雙偏心電動(dòng)蝶閥 化工蝶閥

之前介紹減壓閥前后的壓力變化，現(xiàn)在介紹D342W雙偏心金屬密封蝶閥結(jié)構(gòu)性能論述了雙偏心金屬密封蝶閥高壓差雙向密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，介紹了蝶閥的測(cè)試和使用性能。

1、D342W雙偏心金屬密封蝶閥結(jié)構(gòu)性能概述
雙偏心金屬密封蝶閥的兩個(gè)偏心是指蝶板的旋轉(zhuǎn)中心線與密封線的偏心和蝶板的旋轉(zhuǎn)中心線與通道中心線的偏心。閥門開啟過程中蝶板能夠瞬間與閥座脫離，消除了蝶板與閥座由于擠壓造成的刮擦現(xiàn)象，同時(shí)減小了啟閉扭矩，提高了密封性能。蝶閥密封副為線接觸密封，通過蝶板擠壓金屬閥座密封圈所造成的彈性變形產(chǎn)生密封效果。介質(zhì)壓力作用時(shí)，如果閥座密封圈變形量不均勻或較小，則可能產(chǎn)生蝶板與閥座脫離或蝶板與閥座密封圈之間的密封比壓不足，導(dǎo)致密封失效，故對(duì)閥門關(guān)閉時(shí)閥座密封圈的變形控制要求很高。針對(duì)密封圈變形導(dǎo)致的蝶閥無法實(shí)現(xiàn)雙向密封的問題，對(duì)閥座密封圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2、D342W雙偏心金屬密封蝶閥結(jié)構(gòu)性能分析
雙偏心蝶閥的密封原理是當(dāng)?shù)迮c閥座之間產(chǎn)生的實(shí)際密封比壓大于其必須密封比壓時(shí)，蝶閥即可實(shí)現(xiàn)密封。而密封比壓大小是由閥座產(chǎn)生的彈性變形量決定的。蝶閥的金屬密封閥座與蝶板密封處截面形狀為圓弧形(圖1) 。因?yàn)榻橘|(zhì)作用在閥座上的區(qū)域僅為閥座的圓弧段，其力臂較短，彈性變形量較小，閥座與蝶板僅能在介質(zhì)壓差較低時(shí)形成可靠密封。如DN250 的蝶閥進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)介質(zhì)流向?yàn)檎?，介質(zhì)壓差大于0.3MPa 時(shí)，閥門即產(chǎn)生明顯的可見泄漏。當(dāng)介質(zhì)流向?yàn)榉聪?，介質(zhì)壓差大于0.8MPa 時(shí)，蝶閥經(jīng)過一次開關(guān)后即無法再次實(shí)現(xiàn)密封，閥座已產(chǎn)生塑性變形。

雙偏心金屬密封蝶閥密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)一、【雙向壓蝶閥的性能特點(diǎn)】

1、特殊的結(jié)構(gòu)形式可任意調(diào)整密封比壓，使密封面不易損壞，提高閥門的使用壽命。 
2、蝶閥操作扭矩較小，轉(zhuǎn)90度啟閉，輕便迅速。
3、流阻小，具有良好的水力特性，流量特性近似傾斜直線，節(jié)能效果好，雙向密封對(duì)水流無方向要求。 
4、蝶閥密封性能可靠，啟閉次數(shù)達(dá)20000次以上，使用壽命20年以上。
5、閥板采用符合流體力學(xué)性能的平衡形結(jié)構(gòu)流道設(shè)計(jì)，在閥門全開時(shí)阻力系數(shù)≤0.15。

二、【雙向壓蝶閥的技術(shù)規(guī)范描述】

1、蝶閥為雙向承壓，雙向不銹鋼金屬硬密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、重量輕、操作方便，性能可靠，功能齊全，造型美觀大方，便于維修。
2、蝶板密封圈在蝶閥安裝后，在閥體內(nèi)均可容易更換和調(diào)整。
3、蝶閥蝶板采用的是平衡形結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)剛度好，過流面積大，流阻小，這樣在閥門全開時(shí)，不易產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，全關(guān)時(shí)，能有效的阻止密封圈的過度變形，防止損壞整個(gè)密封圈導(dǎo)致閥門泄漏。
4、閥體密封面采用不銹鋼密封，不銹鋼閥座材料具有良好的抗擦傷性，抗氣蝕性和硬度穩(wěn)定性，試驗(yàn)證明在2.5Mpa壓力狀態(tài)下，閥門連續(xù)開啟25000次，未見有擦傷現(xiàn)象）大大提高了閥門的使用壽命。
5、在軸承與體腔內(nèi)接觸部位加有2道編織型密封圈，可防止泥沙等顆粒狀介質(zhì)進(jìn)入軸承中，造成卡死現(xiàn)象。
6、雙偏心雙向金屬硬密封蝶閥可采用液控、氣動(dòng)、電動(dòng)、渦輪等不同的驅(qū)動(dòng)方式。

我公司吸收，消化國(guó)內(nèi)外的技術(shù)。在多層次三偏心金屬硬密封蝶閥的基礎(chǔ)上，不僅柔中有剛,而且有非常良好的彈性與移動(dòng)閥座密封圈保持密合，因此本蝶閥不論正向或反向受壓，均能在全額壓差下達(dá)到99%泄漏量為零。本閥的大特點(diǎn)是雙向受壓、維修方便。通常的雙偏心蝶閥像b（偏離管道中心）和a（偏離密封面中心）所示的那樣（請(qǐng)見圖二），目的是減少閥座與密封件之間大約5°行程磨擦。我公增加了一個(gè)*的偏心角β（請(qǐng)見圖二），傾斜錐形不僅克服了閥門啟閉中密封件和閥座之間的所有磨擦，從而增加了使用壽命，而且通過外加力矩的改變可任意調(diào)整其密封比壓，使其密封可靠，絕不出現(xiàn)關(guān)過頭現(xiàn)象。

圖1 雙偏心蝶閥密封結(jié)構(gòu)

上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥對(duì)蝶閥高壓差下出現(xiàn)密封泄漏的問題進(jìn)行分析。由于蝶板安裝在閥桿上(此時(shí)閥桿相當(dāng)于簡(jiǎn)支梁) ，當(dāng)介質(zhì)壓力正向作用在蝶板上時(shí)，蝶板所受到的力會(huì)傳遞到閥桿上，此時(shí)閥桿會(huì)產(chǎn)生彈性變形。同時(shí)蝶板由于介質(zhì)壓力的作用也產(chǎn)生彈性變形，而閥座產(chǎn)生的彈性變形量比蝶板和閥桿共同產(chǎn)生的彈性變形量小，導(dǎo)致蝶板與閥座之間形成的密封比壓減小。當(dāng)實(shí)際密封比壓小于必須密封比壓時(shí)，蝶閥無法實(shí)現(xiàn)密封。當(dāng)介質(zhì)壓力反向作用在蝶板上時(shí)，蝶板和閥桿共同產(chǎn)生的彈性變形量大于閥座的彈性變形量極限。此時(shí)實(shí)際密封比壓大于許用密封比壓，導(dǎo)致閥座產(chǎn)生了塑性變形。

3、改進(jìn)
針對(duì)蝶閥無法用于介質(zhì)壓差為中等壓力的情況，將閥座設(shè)計(jì)成具有高回彈性的結(jié)構(gòu)(圖2) ，提高了蝶板與閥座的密封性能，即使流動(dòng)介質(zhì)壓力增大，也可以取得很好的密封效果。相對(duì)三偏心蝶閥該閥制作加工成本較低，經(jīng)濟(jì)效益良好，具有雙向密封功能。當(dāng)介質(zhì)正向流動(dòng)時(shí)，在介質(zhì)的壓力作用下，閥座長(zhǎng)圓弧段產(chǎn)生一個(gè)繞閥座根部的旋轉(zhuǎn)力矩，由于新型閥座的力臂較長(zhǎng)，可產(chǎn)生較大的彈性變形，加大了與蝶板之間的貼合面積與貼合力，提高了閥座與蝶板之間的密封性能。介質(zhì)壓力越大，閥座與蝶板之間產(chǎn)生的密封比壓越大，密封性能越好。當(dāng)介質(zhì)反向流動(dòng)時(shí)，介質(zhì)使蝶板產(chǎn)生彈性變形，此時(shí)蝶板壓緊閥座長(zhǎng)圓弧段，閥座長(zhǎng)圓弧段在蝶板和介質(zhì)的壓力作用下，會(huì)繞閥座根部向前旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，閥座長(zhǎng)圓弧段的前端會(huì)頂住端蓋溝槽，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的彈性變形，增大了閥座的彈性變形范圍，提高了閥座與蝶板之間的密封性能。

閥座采用可更換設(shè)計(jì)，即閥體與蝶板不變，通過更換閥座與端蓋，即可實(shí)現(xiàn)軟密封、金屬密封與防火結(jié)構(gòu)蝶閥轉(zhuǎn)換。解決了軟密封、金屬密封、防火結(jié)構(gòu)蝶閥的閥體等部件不通用的問題，降低了產(chǎn)品的制作成本。

4、試驗(yàn)
按照GB/T 4213 - 2008 的泄漏量試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)試制的PN40-DN250蝶閥進(jìn)行了泄漏量檢測(cè)(表1) 。測(cè)試結(jié)果顯示，密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的蝶閥能夠承受閥門的多種壓差而不產(chǎn)生可見泄漏，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。蝶閥進(jìn)行了5 萬次開關(guān)疲勞測(cè)試，測(cè)試后對(duì)蝶閥進(jìn)行泄漏量試驗(yàn)，未出現(xiàn)可見泄漏。蝶閥性能可靠，能夠達(dá)到工況要求。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

耐顆粒磨損：雙向金屬硬密封蝶閥蝶板的運(yùn)動(dòng)帶有擦拭性能和刀形切口的多層次密封圈與閥體上移動(dòng)閥座之間具有清掃作用,非常有效把結(jié)晶在移動(dòng)閥座密封面上的顆粒狀晶體、污垢、纖維等物質(zhì);移動(dòng)閥座密封圈采用高韌性耐磨不銹鋼,經(jīng)過特殊處理耐磨性強(qiáng)和有良好的綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性，非?？共羵?
開關(guān)無磨擦：利用三維偏心的原理,關(guān)閥時(shí)蝶板密封面隨著三維偏心位移只有在后一刻才靠向移動(dòng)閥座密封面，而不會(huì)產(chǎn)生磨擦。開閥時(shí), 在偏心的作用下蝶板只需轉(zhuǎn)過很小的角度（2°～5°）, 蝶板的密封面與閥體的密封面就*脫離開, 蝶板的密封面與閥體的密封面不會(huì)產(chǎn)生摩擦,本蝶閥的使用壽命提高數(shù)倍。
不受介質(zhì)溫度影響：且蝶板上的密封環(huán)采用耐磨彈性石棉膠板與高韌性不銹鋼組成多層次結(jié)構(gòu)，而形成硬軟結(jié)合，具有金屬密封和彈性密封的雙重優(yōu)點(diǎn)，不易磨損，不易被沖刷，無論在低溫和高溫的情況下，均有良好的密封性能。
自動(dòng)補(bǔ)償雙向壓：（請(qǐng)見圖三）按圖從左往右施壓時(shí)，利用信偏心的原理，蝶板與閥體越關(guān)越緊，從而得到良好的密封；按圖從右往左施壓時(shí)，移動(dòng)閥座在受壓力的推力和彈簧推力時(shí)，移動(dòng)閥座自動(dòng)向蝶板推緊，當(dāng)壓力越高移動(dòng)閥座向蝶板越推越緊，從而得到良好的密封；因此本閥屬于雙向金屬硬密封蝶閥蝶，雙向壓也能達(dá)到99%的零泄漏；在的使用下，移動(dòng)閥座密封和蝶板密封如有磨損或損傷，在彈簧作用下移動(dòng)閥座自動(dòng)向蝶板推進(jìn)，在反向受壓時(shí)蝶板會(huì)向箭頭移動(dòng)，這時(shí)則移動(dòng)閥座在彈簧和壓力的作用它也會(huì)跟著前移，從而得到良好的自動(dòng)補(bǔ)償功能。
適合向流速介質(zhì)；堅(jiān)固的一軸式使之高流速的介質(zhì)中且無振動(dòng)、無噪音。
壽命長(zhǎng)開關(guān)輕松：有效合理的減小偏心,因此本閥的扭矩大大的減小;無易損部件，由于偏心的作用，閥門啟閉過程中蝶板與移動(dòng)閥座的密封面*脫離，做無磨擦轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩小，閥門的自動(dòng)補(bǔ)償功能，大大的提高了閥門的壽命，操作輕巧。
維修方便：該閥門的一端設(shè)計(jì)了一個(gè)可調(diào)節(jié)壓板，在維修時(shí)只需拆下可調(diào)節(jié)壓板，即可進(jìn)行維修密封環(huán)及其他配件，如其他配件都是完好的，但是密封還漏的情況下，也無須把其他配件拆卸下來，直接拆卸調(diào)節(jié)壓板做少許加工即可；也解決了以前的拆卸困難的問題。
適用工況

   由于雙向金屬硬密封蝶閥蝶板的運(yùn)動(dòng)帶有擦拭性能，可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)，跟據(jù)密封件的強(qiáng)度也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)。
   雙向金屬硬密封蝶閥的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度較小，開啟和關(guān)閉速度快，在*開啟時(shí)，具有較小的流體阻力，當(dāng)開啟到大約5°至80°之間時(shí)，又能進(jìn)行靈敏的流量控制，在要求節(jié)流、調(diào)節(jié)控制流量。
   主要適用于泥漿介質(zhì)及含固體顆粒介質(zhì)場(chǎng)合；適用于閥門結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短的場(chǎng)合；適用于啟閉速度快的場(chǎng)合；適用于閥門關(guān)閉后介質(zhì)的回流壓力不能泄漏的場(chǎng)合下。
   在雙位調(diào)節(jié)、縮口的通道、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象，向大氣少量滲漏，有磨蝕性介質(zhì)時(shí)，使用雙向壓金屬硬密封蝶閥。
   在特殊工況條件下節(jié)流調(diào)節(jié)或要求密封嚴(yán)格，或磨損嚴(yán)重、低溫（深冷）等工況條件下使用雙向壓金屬硬密封蝶閥。
   雙向軟密封蝶閥適用于通風(fēng)除塵管路的雙向啟閉及調(diào)節(jié)，冶金、輕工、電力、石油化工系統(tǒng)的煤氣管道及水道等。
   雙向金屬硬密封蝶閥適用于供熱、供汽、供水及煤氣、油品、酸堿等管路，作為調(diào)節(jié)和截流裝置。 
   雙向金屬硬密封蝶閥除作為大型變壓吸附氣體分離控制閥外，還可廣泛用于石油、化工、冶金、電力、食品、醫(yī)藥、給排水、氣體輸送等領(lǐng)域。

雙偏心金屬密封蝶閥密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

圖2 改進(jìn)的蝶閥密封結(jié)構(gòu)

表1 測(cè)試結(jié)果

雙偏心金屬密封蝶閥密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

5、結(jié)語
密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)的蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，適用性廣，經(jīng)用戶使用，密封性能良好，滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：球閥密封面密封比壓的計(jì)算方法