第一部分 蝶閥的分類
30 年代，美國人發(fā)明了蝶閥， 50 年代蝶閥傳入日本，而蝶閥在我國推廣則是 70 年代后的事了。目前世界上在 DN300 毫米以上的蝶閥已逐漸代替了閘閥。蝶閥與閘閥相比具有開閉時間短，操作為矩小，安裝空間小和重量輕的優(yōu)點。
作為蝶閥中的一個“大家族”，蝶閥在我國的應用范圍正在不斷擴大，需求量年年增長，越來越受到重視。本文就蝶閥的結構、性能和基本知識做一介紹，對蝶閥未來的發(fā)展方向做簡要綜述。
走近蝶閥
蝶閥自發(fā)明以來，被越來越廣泛的應用于生活、工作的各個領域，發(fā)揮著不可替代的作用。從中心密封蝶閥到單偏心密封蝶閥再到雙偏心密封蝶閥，最后是現(xiàn)在被廣泛應用的三偏心密封蝶閥。蝶閥技術的歷史傳承印證了蝶閥技術的不斷進步。
一、蝶閥的基本知識
蝶閥啟閉件是一個圓盤形的蝶板，在閥體內繞其自身的軸線旋轉，從而達到啟閉或調節(jié)。蝶閥全開到全關通常小于 900 ，蝶閥和蝶桿本身沒有自鎖有力，為了蝶板的定位，要在閥桿上加裝蝸輪減速器。采用蝸輪減速器，不僅可以使蝶板具有自鎖能力，使蝶板停止在任意位置上，還能改善蝶閥的操作性能。工業(yè)專用蝶閥的特點是能耐高溫，適用壓力范圍也較高，蝶閥公稱通徑大，閥體采用碳鋼制造，閥板的密封圈采用金屬環(huán)代替橡膠環(huán)。大型高溫蝶閥采用鋼板焊接制造，主要用于高溫介質的煙風道和煤氣管道。
（一）蝶閥的優(yōu)點如下：
1 、啟閉方便迅速、省力、流體阻力小，可以經常操作。
2 、結構簡單，體積小，重量輕。
3 、可以運送泥漿，在管道口積存液體最少。
4 、低壓下，可以實現(xiàn)良好的密封。
5 、調節(jié)性
（二）蝶閥的缺點如下：
1 、使用壓力和工作溫度范圍小。
2 、密封性較差。
（三）蝶閥的安裝與維護應注意以下事項：
在安裝時，閥瓣要停在關閉的位置上；開啟位置應按蝶板的旋轉角度來確定； 帶有旁通閥的蝶閥，開啟前應先打開旁通閥；應按制造廠的安裝說明書進行安裝，重量大的蝶閥，應設置牢固的基礎。
二、蝶閥的分類
1、蝶閥按結構形式可分為：偏置板式、垂直板式、斜板式和杠桿式
2、按密封形式可分為：
軟密封型：一般采用橡膠環(huán)密封；
硬密封型：通常采用金屬環(huán)密封。
3、按連接型式可分為法蘭連接和對夾式連接；
4、按傳動方式可分為手動、齒輪傳動、氣動、液動和電動幾種。
5、蝶閥按密封結構形式分類：
a、中心密封蝶閥
b 、單偏心密封煤閥
c 、雙偏心密封蝶閥
d 、三偏心密封蝶閥
6、蝶閥按密封面材質分類
a、軟密封蝶閥。
（ 1 ）密封副由非金屬軟質材料對非金屬軟質材料構成。
（ 2 ）密封副由金屬硬質材料對非金屬軟質材料構成。
b、金屬硬密封蝶閥。密封副由金屬硬質材料對金屬硬質材料構成。
7、蝶閥按密封形式分類
a、強制密封蝶閥
（ 1 ）彈性密封蝶閥。密封比壓由蝶閥關閉時閥板擠壓閥座，閥座或閥板的彈性產生。
（ 2 ）外加轉矩密封蝶閥。密封比壓由外加于蝶閥軸上的轉矩產生。
b、充壓密封蝶閥。密封比壓由閥座或閥板上的彈件密封元件充壓產生。
c 、自動密封蝶閥。密封比壓由介質壓力自動產生。
8、蝶閥按工作壓力分類
a、真空蝶閥。工作壓力低于標堆大氣壓的蝶閥。
b、低壓蝶閥。公稱壓力 PN ＜ 1.6MPa 的蝶閥。
c、中壓蝶閥。公稱壓力 PN 為 2.5MPa-6.4MPa 的蝶閥。
d、高壓蝶閥。公稱壓力 PN 為 10.0MPa-80.0MPa 的蝶閥。
e、超高壓蝶閥。公稱壓力 PN ＞ 100MPa 的蝶閥。
9、蝶閥按工作溫度分類
a、高溫蝶閥。 t ＞ 450 ℃ 的蝶閥
b、中溫蝶閥。 120 ℃ ＜ t ＜ 450 ℃ 的蝶閥
c、常溫蝶閥。 -40 ℃ ＜ t ＜； 120 ℃ 的蝶閥
d、低溫蝶閥。 -100 ℃ ＜ t ＜ -40 ℃ 的蝶閥
e、超低溫蝶閥。 t ＜ -100 ℃ 的蝶閥
10、蝶閥按連接方式分類
a、對夾式蝶閥。
b、法蘭式蝶閥。
c、支耳式蝶閥。
d、焊接式蝶閥。
第二部分 偏心密封蝶閥及其它蝶閥的基本知識
蝶閥的家族可謂龐大，單就偏心密封蝶閥來說，就可以分為各種不同的種類。下面著重介紹印證蝶閥發(fā)展史的單偏心密封蝶閥、雙偏心密封蝶閥以及三偏心密封蝶閥。另外，對于法蘭蝶閥和彈性金屬硬密封蝶閥的特點也有一定的介紹。
一、單偏心密封蝶閥特點
為解決同心蝶閥的蝶板與閥座的擠壓問題、由此產生了單偏心蝶閥、其結構特征為閥桿軸心偏離了蝶板中心、從而使蝶板上下端不再成為回轉軸心、分散、減輕了蝶板上下端與閥座的過度擠壓。但由于單偏心構造在蝶閥的整個開關過程中蝶板與閥座的刮擦現(xiàn)象并未消失、在應用范圍上和同心蝶閥大同小異、故采用不多。單偏心密封蝶閥具有以下幾個特點：
1 ．具有性能可靠，壽命長久的密封結構。
2 ．具有流阻小，剛性好，壓力損失小的桁架式結構。
3 ．閥板密封圈易于更換，便于維修。
4 ．閥板密封圈采用“ T ”形結構，密封副呈線性密封。
5 ．蝶閥底端采用雙金屬止推墊片，止推性能優(yōu)良。
6 ．蝶閥既可立式安裝，也可臥式安裝，適用性好。
7 ．該類蝶閥推薦單向使用，在反向密封要求不嚴格時，可雙向使用。
8 ．蝶閥完全關閉時，密封試驗泄漏量為零。
9 ．更換閥板密封圈、 O 形圈、閥體、閥板、轉軸等材質，可適用多種介質和不同溫度。
二、雙偏心密封蝶閥特點
在單偏心蝶閥的基礎上進一步改良成型的就是目前應用最廣泛的雙偏心蝶閥。其結構特征為在閥桿軸心既偏離蝶板中心、也偏離本體中心。雙偏心的效果使蝶閥被開啟后蝶板能迅即脫離閥座、大幅度地消除了蝶板與閥座的不必要的過度擠壓、刮擦現(xiàn)象、減輕了開啟阻距、降低了磨損、提高了閥座壽命。刮擦的大幅度降低、同時還使得雙偏心蝶閥也可以采用金屬閥座、提高了蝶閥在高溫領域的應用。但因為其密封原理屬位置密封構造、即蝶板與閥座的密封面為線接觸、通過蝶板擠壓閥座所造成的彈性變形產生密封效果、故對關閉位置要求很高（特別是金屬閥座）、承壓能力低、這就是為什么傳統(tǒng)上人們認為蝶閥不耐高壓、泄漏量大的原因。 其特點如下：
1. 采用全流量設計，不受雜質卡阻影響，兩端的聯(lián)體“ O ” 型密封線使管道安裝無須墊片而保持可靠密封，并可根據(jù)不同使用要求選用不同材質。
2. 蝶板材料采用流線型設計，可雙向使用，流阻小，流量特性優(yōu)異。
3. 軸銷采用退銷結構，可將蝶板閥桿緊密結合在一起，不致削弱軸的強度且具有良好的互換性。
4. 閥體連接可適用于 ANSI125/150 ， DIN2501 PN10/16 ， JISB2210 10K ， JIS G5527 7.5K 標準。
三、三偏心密封蝶閥的特點
三偏心蝶閥自問世以來，為滿足日益嚴酷的工況要求，其本身也經歷著自我完善和不斷發(fā)展的過程。即便要求最高的零泄漏，三偏心蝶閥理論上都可以做到，但實際上其還是要依賴于周密的設計，精密的制造。以世界著名的巴蝶蝶閥株式會社為例，該公司在吸取、總結其他品牌三偏心蝶閥的長短處的基礎上，推出了三偏心蝶閥Tritec ，其特點如下 ∶
（一） API 規(guī)格
眾所周知， API609 事實上 已成為工業(yè)重要管線上用蝶閥的國際規(guī)格。而 Tritec 正是全面嚴格按照 API609 規(guī)格的 1997 年最新版設計，制造的。三偏心蝶閥的基本設計不僅僅局限于 API 一個規(guī)格， 而是 BS5155 ANSI B 16.34 ， ASME SEC VIII 等各大規(guī)格都能對應，這保證了三偏心蝶閥在所有的工業(yè)領域都有用武之地。
（二）雙重安全構造
三偏心蝶閥嚴格按照 API609的規(guī)格要求，為防止因受流體壓力、溫度的影響而引起的蝶板變形、閥桿錯位、密封面咬合等現(xiàn)象的發(fā)生，在蝶板上下側分別裝有兩個各自獨立的止推環(huán)，從而保證了蝶閥在任何工況下都能正常工作； 同時，為防止未知原因所引起的閥桿破損、飛出而造成的突發(fā)事故，在蝶閥下端內外兩處設計了各自獨立的閥桿飛出防止機構。
（三）無死區(qū)設計
在設計過程中，特別考慮了在調控領域中的應用問題，充分利用三偏心蝶閥的密封原理，做到了蝶閥開關時蝶板不刮擦閥座，閥桿的扭矩通過蝶板直接傳遞至密封面，也就是說蝶板與閥座間幾乎無磨擦現(xiàn)象發(fā)生，從而杜絕了打開普通蝶閥時所常見的跳躍現(xiàn)象，根除了蝶閥的低開度范圍內因磨擦等各種不安定因素而造成的調控不能現(xiàn)象，即根除了死區(qū)（不感帶）。這意味著三偏心蝶閥幾乎可以從 0 開度開始即進入可調控區(qū)域，直至 90 開度，其正常調控比是一般蝶閥的 2 倍以上，調控比最高可高達 100:1 以上。這為三偏心蝶閥作為調控閥使用創(chuàng)造了良好的條件，特別是在大口徑時，截止閥的成本極高，另外，截止閥無法實現(xiàn)零泄漏，在需要緊急關斷的工況中，必須在截止閥的旁側加裝關斷閥，而三偏心蝶閥集調控與關斷于一身，其經濟效益是極其可觀的。
（四）本體閥座構造
三偏心蝶閥的閥座安裝構造有兩種，大多數(shù)是為圖方便而安裝在蝶板上，但三偏心蝶閥則采用了本體閥座構造，將閥座安裝在本體上。其優(yōu)點是與蝶板閥座相比，大大減少了閥座直接接觸介質的機會，從而降低了閥座受沖蝕的程度，延長了閥座的使用壽命。
（五）薄層片閥座結構
閥座由不銹鋼薄片與石墨薄片層疊而成，這種結構可以有效地防止介質中的微小固形物的影響和熱膨脹所可能引起的密封面咬合，即使出現(xiàn)微小的損傷，也不會產生泄漏，而這對于雙偏心蝶閥來說是不可想像的。
（六）可更換式密封副
密封副可謂獨樹一幟，不但本體閥座可以更換，而且由于蝶板密封面與蝶板是獨立的，蝶板密封面也可以更換，也就是說當?shù)迕芊饷媸軗p時，不必再興師動眾地運回制造廠或大舉分解蝶閥，只需調換蝶板密封面即可，這不但大大降低了保養(yǎng)成本，還大大減少了維修工時和檢修強度與難度。
（七）均衡固定結構
從三偏心蝶閥的密封面形狀特點出發(fā)，密封副固定方式采用了螺栓橢圓形分布固定，不但定位精確，而且還使每個螺栓都均衡受力，杜絕了因應力分布不均而產生的密封副松動，泄漏。
（八）本質耐火構造
很多蝶閥都聲稱具有耐火構造，但其中極大部分蝶閥為了減少泄漏量而采用了軟硬雙重閥座構造，其實這很危險。因為火災時軟密封閥座的不完全燃燒會使金屬支持閥座產生應力，溫差變形，從而導致耐火機能失靈。所以，目前歐美正在逐漸排除這類名不副實的耐火閥。 Tritrc 因為是零泄漏，所以不需要軟密封的介助，屬名副其實的本質耐火構造，并獲有 API607 ， API6FA 和 BS6755Part2 的耐火檢驗合格認可證書。這保證了 Tritec 可以被應用于石油，石化等各種危險區(qū)域。
（九）高密封填料構造
在蝶閥的泄漏問題上，傳統(tǒng)上往往都集中于閥座的泄漏，即內漏，而忽略了填料部的泄漏，即外漏。而實際上，在目前環(huán)境問題被日益重視的當代社會，外漏危害性遠大于內漏已成為不爭的事實。三偏心蝶閥屬回轉型蝶閥，其閥桿動作僅為 90 °回轉，這與閘閥，截止閥等閥桿動作為螺旋多回轉往復運動相比，其填料部所受磨損程度很低，相對地使用壽命很長，更由于 Tritec 在填料密封等防止外部泄漏構造上，采取了最高標準設計，從而可以在按照 EPA21 規(guī)格下進行外部泄漏測試時，標準密封性能保證在100ppm 以下。而實際上，在現(xiàn)有的測試成績中，在勞埃德的監(jiān)測情況下，外部泄漏值低至 7ppm 。這些指標都意味著 Tritec 可以在化工等各種領域中的有毒，有害介質管線中大顯身手。
四、法蘭式蝶閥的特點
法蘭蝶閥引進了自密封設計理念，其中閥瓣與閥軸的連接采用了專利設計退拔銷結構。該蝶閥的主要特點是密封可靠，可雙向密封，并且連接緊密，不致松動，使蝶閥使用長久。其特點如下：
（一）雙向密封
通常傳統(tǒng)蝶閥，由于其結構上的原因，在反方向（不利于密封方向）工作壓力下，不能很好的密封，目前國家相關標準也未有雙向密封的強制規(guī)定。這是由于：
1. 采用自密封設計理念
閥瓣密封圈用橡膠直接以鋸齒狀嵌入閥瓣，無須使用壓圈或螺栓固定，從而避免了采用傳統(tǒng)螺栓壓板型密封而導致的密封圈受力不均，使螺栓脫落以及密封圈過早損壞的問題。密封圈在反方向工作壓力的作用下，產生自密封力，使密封比壓增加，密封圈壓緊閥座，反方向工作壓力愈大，則自密封力也愈大，從而使密封圈與閥座結合緊密，達到雙向密封的效果。
2. 閥瓣剛性好，不易變形 蝶閥 DN300 以上的閥瓣為雙平板桁架流通式結構，流阻小，剛性好，在反方向工作壓力下，不易產生變形，使密封圈不會隨著閥瓣變形而脫離閥座最佳密封點，從而保證了密封圈的密封效果。
3. 橡膠密封圈壽命長
（ 1 ）由于采用了自密封的設計理念，橡膠圈與不銹鋼閥座之間的較小過盈量只是維持初始密封，故密封需要的比壓是隨著系統(tǒng)壓力的增加而增加。
（ 2 ）另外，在鋸齒狀凹槽內留有供橡膠彈性退讓的所謂“呼吸”槽，使橡膠在受到壓力時有一定的伸縮空間，這樣在長期工作中就不致于產生彈性疲乏，故密封圈的壽命較傳統(tǒng)型式大大增加。
（二）專利設計退拔銷結構
通常蝶閥在使用過程中，由于采用傳統(tǒng)銷連接，銷從閥軸中心穿過，不僅降低了閥軸的強度，而且在長期使用過程中與閥軸之間產生間隙，從而在開關蝶閥時產生沖擊載荷，這種載荷遠遠大于正常情況下擠壓應力和剪切應力所產生的載荷，常常在使用過程中發(fā)生銷嚴重變形或斷裂的現(xiàn)象，使蝶閥關閉不嚴或失效，并且大大降低了蝶閥的使用壽命。若新生產的蝶閥采用了美國專利設計退拔銷結構取代軸與閥瓣間的銷連接結構，退拔銷不穿過閥軸的中心，不僅不會削弱軸的強度，而且還與閥軸的貼合面大大增加，通過擰緊退拔銷螺母，使退拔銷和閥軸結合面間產生預緊力，從而使閥瓣閥軸緊密結合在一起而無間隙，在開啟和關閉蝶閥時不會產生沖擊載荷，使閥瓣轉動平穩(wěn)，從而實現(xiàn)密封可靠。
（三）獨特的底部軸向調整鎖緊裝置設計 在 DN300以上規(guī)格的蝶閥中，考慮到蝶板自重密封的可靠性，在制造中通過軸向位置的精密調整及固定，使閥瓣在閥座上的位置處于最佳密封狀態(tài)。對于可能在長期使用過程中引起的閥瓣下垂，也可方便進一步調整鎖定，實現(xiàn)長期使用零泄露。
（四）密封圈更換方便
當密封圈需要更換時，無須拆下閥瓣，只需將蝶閥全開，再將操作裝置中的鍵取出，將操作裝置調至關閉狀態(tài)后依然保持和主閥鍵聯(lián)接，然后朝開啟方向繼續(xù)轉動手輪，直至密封圈位于閥體密封面對側即可更換密封圈。
要達到上述獨特的優(yōu)越性需要精湛的工藝來保證，需花費較高的成本，但為保證蝶閥品質滿足客戶要求，提升國內同類蝶閥的技術水平，我們的產品仍應堅持采用先進的技術、精湛的工藝來制造，力爭在水道用軟密封蝶閥產品上能達到國際先進水平。
五、彈性金屬硬密封蝶閥的結構特點
橡膠密封蝶閥缺點是作節(jié)流使用時，由于使用不當會產生氣蝕，從而使橡膠座剝落、損傷等情況發(fā)生。為此，現(xiàn)在國際上又開發(fā)金屬密封蝶閥，氣蝕區(qū)減小，在日本近年來還開發(fā)耐氣蝕、低振動、低噪聲的梳齒形蝶閥。近幾年我國也開發(fā)了金屬密封蝶閥，彈性金屬密封蝶閥是國家級重點新產品。高性能的彈性金屬密封蝶閥采用了一個雙偏心和一個特殊斜錐橢圓密封結構，解決了傳統(tǒng)偏心蝶閥在啟閉 0 °～ 10 °瞬間密封面仍處于滑動接觸摩擦的弊病，實現(xiàn)蝶板在開啟瞬間密封面即分離，關閉接觸即密封的效果，達到延長使用壽命、密封性能最佳的目的。彈性金屬密封蝶閥具有以下結構特點：
1. 三向偏心的獨特設計使密封面之間無摩擦傳動，延長了蝶閥的使用壽命。
2. 由扭矩產生彈性密封。
3. 巧妙的楔形設計使蝶閥有越關越緊的自動密封功能，密封面之間具有補償性、零泄漏。
4. 體積小、重量輕、操作輕巧、便于安裝。
5. 可根據(jù)用戶要求配置氣動、電動裝置，滿足遙控和程控的需要。
6. 更換零件材質可適用于各種介質，并可進行襯里防腐（襯 F46 、 GXPP 、 PO 等）。
7. 連續(xù)結構多樣化：對夾、法蘭、對焊。
第三部分 偏心密封蝶閥的原理圖及結構特征
偏心密封蝶閥有著不同的種類，應用的領域以及各自的特點自然也不盡相同。但從根本而言，偏心密封蝶閥的基本原理卻有著異曲同工之妙。
一、單偏心密封蝶閥的工作原理圖
1 、結構特征：閥板的回轉中心（即蝶閥軸中心）位于閥體的中心線上，且與閥板密封截面形成一個 a 尺寸偏置。 單偏心蝶閥是閥板的回轉中心在閥體的中心線上，閥板相對于密封面偏離一個距離，適宜軟密封。
2 、蝶閥關閉時，閥座和閥板密封面處在有相對過盈的接觸狀態(tài)，要達到密封主要是靠壓緊密封圈使其在周邊方向上膨脹產生密封比壓和管道壓力對閥板的力，使其達到密封，所以只能單向密封。
3 、當?shù)y開啟時閥板與閥座的接觸到一面脫離閥座，另一面始終是沿半圓周的軸向方向的二點接觸，反復啟閉密封圈容易磨損，影響密封性能，更不可能實現(xiàn)金屬密封。
4 、從幾何的角度可以很明顯的看出，上圖中的 x 是不存在的，反過來還有一定的過盈。
二、雙偏心密封蝶閥的工作原理圖
結構特征：閥板回轉中心（即蝶閥軸中心）與閥板密封截面形成一個尺寸 a 偏置，并與閥體中心形成一個尺寸 b 偏置。
三、三偏心密封蝶閥的工作原理圖
結構特征：閥板回轉中心（即蝶閥軸中心）與閥板密封面形成一個尺寸 a 偏置，并與閥體中心形成一個 b 偏置；閥體密封面中心線與閥座中心線（即閥體中心線）形成一個角度為β的角偏置。
四、蝶閥結構的適用環(huán)境分析
蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內，圓盤形蝶板繞著軸線旋轉，旋轉角度為 0 °～ 90 ° 之間，旋轉到 90 °時，蝶閥呈全開狀態(tài)。 蝶閥結構簡單、體積小、重量輕，只由少數(shù)幾個零件組成。而且只需旋轉 90 °即可快速啟閉，操作簡單，同時該蝶閥具有良好的流體控制特性。蝶閥處于完全開啟位置時，蝶板厚度是介質流經閥體時唯一的阻力，因此通過該蝶閥所產生的壓力降很小，故具有較好的流量控制特性。蝶閥有彈性密封和金屬密封兩種密封型式。彈性密封蝶閥，密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。
采用金屬密封的蝶閥一般比彈性密封的蝶閥壽命長，但很難做到完全密封。金屬密封能適應較高的工作溫度，彈性密封則具有受溫度限制的缺陷。 如果要求蝶閥作為流量控制使用，主要的是要正確選擇蝶閥的尺寸和類型。蝶閥的結構原理尤其適合制作大口徑蝶閥。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業(yè)上得到廣泛應用，而且還應用于熱電站的冷卻水系統(tǒng)。
常用的蝶閥有對夾式蝶閥和法蘭式蝶閥兩種。對夾式蝶閥是用雙頭螺栓將蝶閥連接在兩管道法蘭之間，法蘭式蝶閥是蝶閥上帶有法蘭，用螺栓將蝶閥上兩端法蘭連接在管道法蘭上。
第四部分 蝶閥的選型與應用
偏心密封蝶閥及其他蝶閥的優(yōu)點非常突出，所以被廣泛的應用于生活工作的方方面面，滿足各種不同的要求。而且隨著偏心密封蝶閥技術的不斷發(fā)展，其被運用的空間也會越來越廣泛。
一、雙偏心密封蝶閥的應用
雙偏心密封蝶閥采用偏心結構設計，其蝶閥主要結構由閥體、蝶板、閥座、閥桿及傳動機構等部件組成，閥座采用可脫卸構造，并可根據(jù)不同介質的物理化學介質特性，選用相應的耐高溫、耐腐蝕、耐光、耐老化材質，可廣泛應用于給排水、污水、建筑、空調、石油、化工、食品、醫(yī)藥、輕紡、造紙、水電、船舶、冶金、能源系統(tǒng)等流體管線上作為調節(jié)和截流裝置來使用。
二、三偏心密封蝶閥的應用
三偏心蝶閥作為蝶閥最新科技的結晶，揚各種蝶閥之長，避各種蝶閥之短，必將越來越受到廣大用戶和設計人員的重視。其最大壓力等級可以到達 2500 磅 級，標準口徑可以做到 48 英寸，而且對夾，凸耳，法蘭，環(huán)接，對接焊，夾套，各種結構長度等都可以對應，由于材料選擇余地很大，高低溫及各種酸，堿等腐蝕性介質也都能對應自如。特別是在大口徑方面，以其零泄漏的優(yōu)勢，在關斷閥上，正在不斷地取代粗大的閘閥和球閥，同樣，以其優(yōu)異的調控機能，在調控閥上，也正在不斷地取代笨重的截止閥。到目前為止，三偏心密封蝶閥被使用在包括中國在內的石油天然氣開采，海上平臺，石油精練，石油化工，無機化工，能源發(fā)電等各大工業(yè)領域的過程控制等各種重要管線上。
三、重錘式蝶閥的應用
（一）重錘式蝶閥技術原理
重錘式蝶閥由蝶閥本體、液壓聯(lián)動旁通閥、重錘、釋放裝置、手動油泵（或電動油泵）、齒條傳動油缸及電子控制等部分組成。由油泵的壓力油輸入齒條傳動油缸，經活塞上齒條推動蝶板主軸上的齒輪旋轉來開啟蝶板，并將同軸上的重錘舉至高點。重錘上的棘爪通過釋放裝置上的鎖錠軸鎖錠；鎖錠軸的固定，由電磁鐵和支托裝置來控制。當事故發(fā)生時，由于電子控制部分的動作，電磁鐵斷電，鎖錠軸失去控制，在重錘的自重作用下脫扣繞軸旋轉，使蝶閥自動關閉。
該蝶閥的油壓系統(tǒng)，利用二段節(jié)流來控制蝶閥的關閉速度，開始時關閉速度較快，以減少飛車時間的持續(xù)和速率上升；后階段關閉緩慢以控制水壓上升率。
（二）重錘式蝶閥技術特點
具有整機裝配的手電兩用油壓系統(tǒng)，使整機結構緊湊，操作方便。在沒有外來電源的情況下，能利用重力蓄能自行關機。當機組過速、軸承過熱及發(fā)電機失磁時均能自動關閉，從而對機組進行了自動保護。該蝶閥采用電磁鐵控制的鎖錠機構，既安全可靠、操作力又小。
（三）蝶閥具體應用地點及效果
沃托閥門生產的兩臺 D741X-10 重錘式蝶閥。電站型式為混合式，有壓隧洞 1100m ，洞徑 2.6m ，壓力管長 50m ，管徑 1.2m ，設計水頭 45.5m ，最高水頭 47m ，設計流量 1.8m3 /s ，水輪機 HL220-WJ -50A ，發(fā)電機 SFW-630-6/990 （電抗分流勵磁），額定電壓 400V ，額定容量 630kW ，額定轉速 1000r/min 。 1991 年 1 月 2 日 并入大電網發(fā)電至 1993 年 3 月，兩臺機合計運行 7780h 。重錘閥運行情況良好，評價如下：（ 1 ）設備動作正確，實現(xiàn)了安全生產，兩臺蝶閥開啟 203 次、關閉 203 次，動作正確率 100% ；
（ 2 ）電動開啟平均時間為 55s ，甩負荷時快關時間設定為 5s ，先快利于減少轉速上升率，上升率控制在 40% 之內，慢關時間設定為 20s ，后慢在于減少水壓上升率，上升率控制在 21% 之內；
（ 3 ）在事故停機過程中機組過速，當超過 1.4 倍額定轉速時，由測速裝置發(fā)令，重錘自動脫扣關閉進水閥，避免事故擴大，增加了運行安全感。
四、金屬密封蝶閥在低溫設備中的應用
根據(jù)我國低溫裝置的不斷發(fā)展，對低溫蝶閥的要求日益增大，為適應市場經濟發(fā)展的需要，對金屬密封蝶閥進行結 構上的改進，研制出一種三偏心純金屬高密封性能的蝶閥（現(xiàn)已申報國家專利）無論介質是高溫還是低溫均能滿足其需要�，F(xiàn)結合其結構特點，僅對低溫性能方面作簡單介紹。
（一）對低溫蝶閥密封性能的要求：低溫蝶閥產生泄漏的原因主要有兩種情況，一是內漏；二是外漏。
1 、蝶閥的內漏：
蝶閥產生內漏主要原因是密封副在低溫狀態(tài)下產生變形。當介質溫度下降到使材料產生相變時造成體積變化，使原本研磨精度很高的密封面產生翹曲變形而造成低溫密封不良。我們曾對 DN250 蝶閥進行低溫試驗，介質為液氮（ -196 ℃ ）蝶板材料為 1Cr18Ni9Ti （沒經過低溫處理）發(fā)現(xiàn)密封面翹曲變形量達 0.12mm 左右，這是造成內漏的主要原因。
新研制的蝶閥由平面密封改為錐面密封。閥座是一個斜圓錐橢圓密封面，與嵌裝在蝶板上的正圓形彈性密封環(huán)組成密封副。密封環(huán)可在蝶板槽內徑向浮動。當?shù)y關閉時，彈性密封環(huán)首先和橢圓密封面的短軸接觸，隨著閥桿的轉動逐漸將密封環(huán)向內推，迫使彈性環(huán)再和斜圓錐面的長軸接觸，最終導致彈性密封環(huán)與橢圓密封面全部接觸。它的密封是依靠彈性環(huán)產生變形而達到的。因此當閥體或蝶板在低溫下產生變形時，都會被彈性密封環(huán)吸收補償，不會產生泄漏和卡死現(xiàn)象。當?shù)y打開時這一彈性變形立即消失，在啟閉過程中基本沒有相對磨擦，故使用壽命長。
2 、蝶閥的外漏：
其一是蝶閥與管路采用法蘭連接方式時，由于連接墊料、連接螺栓、以及連接件在低溫下材料之間收縮不同步生松弛而導至泄漏。因此我們把閥體與管路的連接方式由法蘭連接改為焊接結構，避免了低溫泄漏。其二是閥桿與填料處的泄漏。一般多數(shù)蝶閥的填料采用 F4 ，因為它的自滑性能好、摩擦系數(shù)�。▽︿摰哪Σ料禂�(shù) f=0.05 ～ 0.1) ，又具有獨特的化學穩(wěn)定性，因此得到廣泛應用。但 F4 也有不足之處，一是冷流傾向大；二是線膨脹系數(shù)大，在低溫下產生冷縮導致滲漏，造成閥桿處大量結冰，至使蝶閥開啟失靈。為此研制的低溫蝶閥采用自縮密封結構即利用 F4 膨脹系數(shù)大的特點，通過予留的間隙達到常溫、低溫都可以密封的目的。
（二）蝶閥閥體、閥桿軸襯的設計要求：
1、低溫蝶閥殼體結構形狀。材料選擇的正確與否對蝶閥能否正�？煽抗ぷ饔兄鴺O其重要的意蝶閥的結構特點與截止閥、閘閥相比，不但避免了因形狀不規(guī)則，殼體壁厚不均勻，在低溫下產生的冷縮，溫差應力所引起的變形，而且由于蝶閥體積小，閥體形狀左右基本是對稱的，因而熱容量�。挥枥淞肯囊残。恍螤钜�(guī)則又便于對蝶閥的保冷措施。如新研制的 DD363H 型蝶閥為保證蝶閥在低溫下的可靠使用，完全按照低溫閥的特殊性進行設計和制造，如：殼體材料選擇了具有立方晶格的1Cr18Ni9Ti 奧氏體不銹鋼等。
2 、閥桿襯套的選擇： 根據(jù)用戶反映，有些低溫蝶閥在運行當中，蝶閥的轉動部位粘滯，咬合現(xiàn)象時有發(fā)生，主要原因是：配對材料選擇不合理，予留冷間隙過小，以及加工精度不高等原因所致。在研制低溫蝶閥時，采取了一系列措施，防止出現(xiàn)以上現(xiàn)象。例如：我們對閥桿上、下軸襯選用了具有摩擦系數(shù)小及自潤滑性能的 SF-1 型復合軸承，這樣可以適用于低溫蝶閥的一些特殊需要。
金屬密封型蝶閥具有的特點是一些普通蝶閥所不具備的。尤其是流阻小、密封可靠、啟閉迅速、使用壽命長等。三偏心金屬密封蝶閥是靠彈性環(huán)的變形而達到密封，因而不需要借助介質作用力，故可做雙向密封用。蝶閥的這些特點將會被更多的人所重視。今后也會有更多的蝶閥被應用到低溫設備中。
五、蝶閥在運用過程中的應注意的事項
蝶閥的開度與流量之間的關系，基本上呈線性比例變化。如果用于控制流量，其流量特性與配管的流阻也有密切關系，如兩條管道安裝蝶閥口徑、形式等全相同，而管道損失系數(shù)不同，蝶閥的流量差別也會很大。如果蝶閥處于節(jié)流幅度較大狀態(tài)，閥板的背面容易發(fā)生氣蝕，有損壞蝶閥的可能，所以一般均在 15 °外使用。蝶閥處于中開度時，閥體與蝶板前端形成的開口形狀以閥軸為中心，兩側形成完全不同的狀態(tài)，一側的蝶板前端順流水方向而動，另一側逆流水方向而動，因此，一側閥體與閥板形成似噴嘴形開口，另一側類似節(jié)流孔形開口，噴嘴側比節(jié)流側流速快的多，而節(jié)流側蝶閥下面會產生負壓，往往會出現(xiàn)橡膠密封件脫落的現(xiàn)象。 蝶閥操作力矩，因開度及蝶閥啟閉方向不同其值各異，臥式蝶閥，特別是大口徑閥，由于水深，閥軸上、下水頭差所產生的力矩也不容忽視。另外，蝶閥進口側裝置彎頭時，形成偏流，力矩會有增加。蝶閥處于中間開度時，由于水流動力矩起作用，操作機構需要自鎖。 |
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