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，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，故對閥門關(guān)閉時閥座密封圈的變形控制要求很高。針對密封圈變形導(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，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)壓差較低時形成可靠密封。如DN250 的蝶閥進(jìn)行壓力試驗(yàn)時，當(dāng)介質(zhì)流向?yàn)檎?，介質(zhì)壓差大于0.3MPa 時，閥門即產(chǎn)生明顯的可見泄漏。當(dāng)介質(zhì)流向?yàn)榉聪颍橘|(zhì)壓差大于0.8MPa 時，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，不易產(chǎn)生抖動現(xiàn)象，全關(guān)時，能有效的阻止密封圈的過度變形，防止損壞整個密封圈導(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、電動、渦輪等不同的驅(qū)動方式。

我公司吸收，消化國內(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*的偏心角β（請見圖二），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(此時閥桿相當(dāng)于簡支梁) ，當(dāng)介質(zhì)壓力正向作用在蝶板上時，蝶板所受到的力會傳遞到閥桿上，此時閥桿會產(chǎn)生彈性變形。同時蝶板由于介質(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，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，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，即使流動介質(zhì)壓力增大，也可以取得很好的密封效果。相對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)正向流動時，在介質(zhì)的壓力作用下，閥座長圓弧段產(chǎn)生一個繞閥座根部的旋轉(zhuǎn)力矩，由于新型閥座的力臂較長，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)反向流動時，介質(zhì)使蝶板產(chǎn)生彈性變形，此時蝶板壓緊閥座長圓弧段，閥座長圓弧段在蝶板和介質(zhì)的壓力作用下，會繞閥座根部向前旋轉(zhuǎn)移動，閥座長圓弧段的前端會頂住端蓋溝槽，同時會產(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，對試制的PN40-DN250蝶閥進(jìn)行了泄漏量檢測(表1) 。測試結(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)疲勞測試，測試后對蝶閥進(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)動帶有擦拭性能和刀形切口的多層次密封圈與閥體上移動閥座之間具有清掃作用,非常有效把結(jié)晶在移動閥座密封面上的顆粒狀晶體、污垢、纖維等物質(zhì);移動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)閥時蝶板密封面隨著三維偏心位移只有在后一刻才靠向移動閥座密封面，而不會產(chǎn)生磨擦。開閥時, 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。
自動補(bǔ)償雙向壓：（請見圖三）按圖從左往右施壓時，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，移動閥座在受壓力的推力和彈簧推力時，移動閥座自動向蝶板推緊，當(dāng)壓力越高移動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，移動閥座密封和蝶板密封如有磨損或損傷，在彈簧作用下移動閥座自動向蝶板推進(jìn)，在反向受壓時蝶板會向箭頭移動，這時則移動閥座在彈簧和壓力的作用它也會跟著前移，從而得到良好的自動補(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、無噪音。
壽命長開關(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閥座的密封面*脫離，做無磨擦轉(zhuǎn)動，扭矩小，閥門的自動補(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)了一個可調(diào)節(jié)壓板，在維修時只需拆下可調(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)長度和總體高度較小，開啟和關(guān)閉速度快，在*開啟時，具有較小的流體阻力，當(dāng)開啟到大約5°至80°之間時，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)場合；適用于閥門結(jié)構(gòu)長度短的場合；適用于啟閉速度快的場合；適用于閥門關(guān)閉后介質(zhì)的回流壓力不能泄漏的場合下。
   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，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