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        蝶閥結構原理及適用分析

          蝶閥結構原理及適用分析


          蝶閥(又稱作翻板閥)是一種關閉件為圓形閥瓣或碟板的調節閥門,主要由閥體、閥桿、蝶板和密封圈組成。閥體呈圓筒形,軸向長度短,內置蝶板。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,閥門則牌全開狀態。


          蝶閥結構簡單、體積小、重量輕,只由少數幾個零件組成。而且只需旋轉90°即可快速啟閉,操作簡單,同時該閥門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,因此通過該閥門所產生的壓力降很小,故具有較好的流量控制特性。蝶閥有彈密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門,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。金屬密封蝶閥能適應較高的工作溫度,彈性密封蝶閥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,主要的是正確選擇閥門的尺寸和類型。蝶閥的結構原理尤其適合制作大口徑閥門。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業上得到廣泛應用,而且還應用于熱電站的冷卻水系統。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閥門連接在兩管道法蘭之間,法蘭式蝶閥是閥門上帶有法蘭,用螺栓將閥門上兩端法蘭連接在管道法蘭上。


          蝶閥的分類與特點


          蝶閥又稱碟閥,啟閉件為盤形碟板并能繞閥體內軸線旋轉的一種閥門。主要由閥體、閥桿、碟板和密封圈組成。閥體呈圓筒形,軸向長度短,內置碟板。碟板由閥桿帶動,若轉過90°,便能完成一次啟閉。改變碟板的偏轉角度,即可控制介質的流量。主要密封件是密封圈,其材料根據用途和介質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閥門連接在兩管道法蘭之間,法蘭式蝶閥是閥門上帶有法蘭,用螺栓將閥門上兩端法蘭連接在管道法蘭上。


          蝶閥適用于發生爐、煤氣、天然氣、液化石油氣、城市煤氣、冷熱空氣、化工冶煉和發電環保等工程系統中輸送各種腐蝕性、非腐蝕性流體介質的管道上,用于調節和截斷介質的流動。蝶閥是指關閉件(閥瓣或蝶板)為圓盤,圍繞閥軸旋轉來達到開啟與關閉的一種閥,在管道上主要起切斷和節流作用。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的目的。蝶閥全開到全關通常是小于90°,蝶閥和蝶桿本身沒有自鎖能力,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,還能改善閥門的操作性能。


          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,如兩條管道安裝閥門口徑、形式等全相同,而管道損失系數不同,閥門的流量差別也會很大。如果閥門處于節流幅度較大狀態,閥板的背面容易發生氣蝕,有損壞閥門的可能,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,兩側形成完成不同的狀態,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,另一側類似節流孔形開口,噴嘴側比節流側流速快的多,而節流側閥門下面會產生負壓,往往會出現橡膠密封件脫落。


          蝶閥操作力矩,因開度及閥門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,閥門進口側裝置彎頭時,形成偏流,力矩會有增加。閥門處于中間開度時,由于水流動力矩起作用,操作機構需要自鎖。


          蝶閥的分類

          1.按結構形式分類

          (1)中心密封蝶閥

          (2)單偏心密封蝶閥

          (3)雙偏心密封蝶閥

          (4)三偏心密封蝶閥

          2.按密封面材質分類

          (1)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。

          (2)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。

          3.按密封形式分類

          (1)強制密封蝶閥

          1)彈性密封蝶閥。密封比壓由閥門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。密封比壓由外加于閥門軸上的轉矩產生。

          (2)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.

          (3)自動密封蝶閥。密封比壓由介質壓力自動產生。

          4.按工作壓力分類

          (1)真空蝶閥。工作壓力低于標堆大氣歷的蝶閥。

          (2)低壓蝶閥。公稱壓力PN<1.6MPa的蝶閥。

          (3)中壓蝶閥。公稱壓力PN為2.5~6.4MPa的蝶閥。

          (4)高壓蝶閥。公稱壓力PN為10.0~80.0MPa的蝶閥。

          (5)超高壓蝶閥。公稱壓力PN>100MPa的蝶閥。

          5.按工作溫度分類

          (1)高溫蝶閥。t>450℃的蝶閥

          (2)中溫蝶閥。120℃<t<450℃的蝶閥。

          (3)常溫蝶閥。-40℃<t<120℃的蝶閥。

          (4)低溫蝶閥。-100℃<t<-40℃的蝶閥。

          (5)超低溫蝶閥。t<-100℃的蝶閥。

          6.按連接方式分類

          (1)對夾式蝶閥。

          對夾式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,閥門則牌全開狀態。

          對夾式蝶閥結構簡單、體積小、重量輕,只由少數幾個零件組成。而且只需旋轉90°即可快速啟閉,操作簡單,同時該閥門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,因此通過該閥門所產生的壓力降很小,故具有較好的流量控制特性。蝶閥有彈密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門,密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。

          (2)法蘭式蝶閥。

          法蘭式蝶閥為垂直板式結構,閥桿為整體式金屬硬密封閥門的密封圈為柔性石墨板與不銹鋼板復合式結構,安裝在閥體上,蝶板密封面堆焊不銹鋼。軟密封閥門的密封圈為丁腈橡膠材質,是安裝在蝶板上的。

          (3)支耳式蝶閥。

          (4)焊接式蝶閥。

          焊接式蝶閥是一種非密閉型蝶閥,廣泛適用于建材、冶金、礦山、電力等生產過程種介質溫度≤300℃公稱壓力為0.1Mpa的管道上,用以連通、啟閉或調節介質量。

          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。按密封形式可分為軟密封型和硬密封型兩種。軟密封型一般采用橡膠環密封,硬密封型通常采用金屬環密封。

          按連接型式可分為法蘭連接和對夾式連接;按傳動方式可分為手動、齒輪傳動、氣動、液動和電動幾種。

          工業專用蝶閥的特點能耐高溫,適用壓力范圍也較高,閥門公稱通徑大,閥體采用碳鋼制造,閥板的密封圈采用金屬環代替橡膠環。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。


          結構特點

          1、蝶閥具有結構簡單、體積小、重量輕、材料耗用省,安裝尺寸小,開關迅速、90°往復回轉,驅動力矩小等特點,用于截斷、接通、調節管路中的介質,具有良好的流體控制特性和關閉密封性能。

          2、蝶閥可以運送泥漿,在管道口積存液體最少。低壓下,可以實現良好的密封。調節性能好。

          3、蝶板的流線形設計,使流體阻力損失小,可謂是一種節能型產品。

          4、閥桿為通桿結構,經過調質處理,有良好的綜合力學性能和抗腐蝕性,抗擦傷性。蝶閥啟閉時閥桿只作旋轉運動而不作升降運行,閥桿的填料不易破壞,密封可靠。與蝶板錐銷固定,外伸端為防沖出型設計,以免在閥桿與蝶板連接處意外斷裂時閥桿崩出。

          5、連接方式有法蘭連接、對夾連接、對焊連接及凸耳對夾連接。驅動形式有手動、蝸輪傳動、電動、氣動、液動、電液聯動等執行機構,可實現遠距離控制和自動化操作。

          優點

          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,可以實現良好的密封。

          5、調節性能好。

          缺點

          1、使用壓力和工作溫度范圍小。

          2、密封性較差。

          安裝與維護

          1、在安裝時,閥瓣要停在關閉的位置上。

          2、開啟位置應按蝶板的旋轉角度來確定。

          3、帶有旁通閥的蝶閥,開啟前應先打開旁通閥。

          4、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。

          適用場合

          蝶閥適用于流量調節。由于蝶閥在管路中的壓力損失比較大,大約是閘閥的三倍,因此在選擇蝶閥時,應充分考慮管路系統受壓力損失的影響,還應考慮關閉時蝶板承受管道介質壓力的堅固性。此外,還必須考慮在高溫下彈性閥座材料所承受工作溫度的限制。蝶閥的結構長度和總體高度較小,開啟和關閉速度快,且具有良好的流體控制特性,蝶閥的結構原理最適合制作大口徑閥門。當要求蝶閥作控制流量使用時,最重要的是正確選擇蝶閥的尺寸和類型,使之能恰當地、有效地工作。

          通常,在節流、調節控制與泥漿介質中,要求結構長度短,啟閉速度快(1/4轉)。低壓截止(壓差小),推薦選用蝶閥。

          在雙位調節、縮口地通道、低噪聲、有氣穴和氣化現象,向大氣少量滲漏,具有磨蝕性介質時,可以選用蝶閥。

          在特殊工況條件下節流調節,或要求密封嚴格,或磨損嚴重、低溫(深冷)等工況條件下使用蝶閥時,需使用特殊設計金屬密封帶調節裝置地三偏心或雙偏心地專用蝶閥。

          中線蝶閥適用于要求達到完全密封、氣體試驗泄漏為零、壽命要求較高、工作溫度在-10度~150度的淡水、污水、海水、鹽水、蒸汽、天然氣、食品、藥品、油品和各種酸堿及其他管路上。

          軟密封偏心蝶閥適用于通風除塵管路的雙向啟閉及調節;金屬對金屬線密封雙偏心蝶閥適用于城市供熱、供氣、;金屬對金屬面密封三偏心蝶閥除作為大型變壓吸附(PSA)氣體分離裝置程序控制閥使用外,還可廣泛用于石油、石化、化工、冶金、電力等領域,時閘閥、截止閥的良好替代產品。


          


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