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关于三偏心调节蝶阀的发展及应用

在不同的工况中为满足其需要,调节蝶阀随着其自身不断地演变、发展得到广泛的关注和应用,蝶阀先后经历了从同心向单偏心、双偏心和三偏心的演变。碟阀的演变过程及三偏心碟阀的发展和应用简单介绍如下。

1 蝶阀分类

1.1 同心蝶阀

该种蝶阀的结构特征为阀杆轴心、蝶板中心、本体中心在同一位置上。结构简单、制造方便。常见的衬胶蝶阀即属于此类。缺点是由于蝶板与阀座始终处于挤压、刮擦状态、阻距大、磨损快。为克服挤压、刮擦、保证密封性能、阀座基本上采用橡胶或聚四氟乙烯等弹性材料、但也因而在使用上受到温度的限制、这就是为什么传统上人们认为蝶阀不耐高温的原因。

1.2 单偏心蝶阀

为解决同心蝶阀的蝶板与阀座的挤压问题,由此产生了单偏心蝶阀、其结构特征为阀杆轴心偏离了蝶板中心、从而使蝶板上下端不再成为回转轴心、分散、减轻了蝶板上下端与阀座的过度挤压。但由于单偏心构造在调节阀的整个开关过程中蝶板与阀座的刮擦现象并未消失、在应用范围上和同心蝶阀大同小异、故采用不多。

1.3 双偏心蝶阀

在单偏心蝶阀的基础上进一步改良成型的就是目前应用最广泛的双偏心蝶阀。其结构特征为在阀杆轴心既偏离蝶板中心、也偏离本体中心。双偏心的效果使阀门被开启后蝶板能迅即脱离阀座、大幅度地消除了蝶板与阀座的不必要的过度挤压、刮擦现象、减轻了开启阻距、降低了磨损、提高了阀座寿命。刮擦的大幅度降低,同时还使得双偏心蝶阀也可以采用金属阀座,提高了蝶阀在高温领域的应用。但因为其密封原理属位置密封构造,即蝶板与阀座的密封面为线接触,通过蝶板挤压阀座所造成的弹性变形产生密封效果,故对关闭位置要求很高(特别是金属阀座),承压能力低,这就是为什么传统上人们认为蝶阀不耐高压、泄漏量大的原因。

1.4 三偏心蝶阀

要耐高温,必须使用硬密封,但泄漏量大;要零泄漏,必须使用软密封,却不耐高温。为克服双偏心蝶阀这一矛盾,又对蝶阀进行了第三次偏心。其结构特征为在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时,使蝶板密封面的圆锥型轴线偏斜于本体圆柱轴线,也就是说,经过第三次偏心后,蝶板的密封断面不再是真圆,而是椭圆,其密封面形状也因此而不对称,一边倾斜于本体中心线,另一边则平行于本体中心线。

这第三次偏心的最大特点就是从根本上改变了密封构造,不再是位置密封,而是扭力密封,即不是依靠阀座的弹性变形,而是完全依靠阀座的接触面压来达到密封效果。因此一举解决了金属阀座零泄漏这一难题,并因接触面压与介质压力是成正比的,耐高压高温也迎刃而解。

2 三偏心蝶阀的发展

三偏心碟阀自问世以来,为满足日益严酷的工况要求,其本身也经历着自我完善和不断发展的过程。即便最基本的零泄漏,理论上三偏心碟阀都可以做到,但实际上还是有赖于周密的设计,精密的制造。三偏心蝶阀在设计制造过程中应注意以下几点:

2.1 遵守相关规格

API609已经成为工业重要管线上用阀门的国际规格。在设计制造时应严格按照API 609规格设计、制造。同时要兼顾BS 5155 ANSI B16.34、ASME SEC V III等规格,这样就保证了三偏心蝶阀在多领域的应用。

2.2 无死区设计

在设计过程中应特别考虑蝶阀在调控领域中的应用问题,充分利用三偏心蝶阀的密封原理,做到了阀门开关时蝶板不刮擦阀座,阀杆的扭矩通过蝶板直接传递至密封面,也就是说蝶板与阀座间几乎无磨擦现象发生,从而杜绝了打开普通阀门是所常见的跳跃现象,根除了阀门的低开度范围内因磨擦等各种不安定因素所造成的调控不稳定的现象,即根除了死区。这样阀门就可以在0~90°范围内使用。

2.3 阀体阀座结构

三偏心蝶阀的阀座安装构造有两种,一种是安装在阀板上,另一种是安装在阀体上。将阀座安装在本体上,其优点是与蝶板阀座相比,大大减少了阀座直接接触介质的机会,从而降低了阀座受冲蚀的程度,延长了阀座的使用寿命。

2.4 薄层片阀座结构

阀座应由不锈钢薄片与石墨薄片层叠而成,这种结构可以有效地防止介质中的微小固形物的影响和热膨胀所可能引起的密封面咬合,即使出现微小的损伤,也不会产生泄漏。目前已经有很多制造商采用这种阀座。

2.5 可更换式密封副

密封副是阀门的关键所在,所以阀座要可以更换,有些产品蝶板密封面与蝶板是独立的,蝶板密封面也可以更换,也就是说当蝶板密封面受损时,不必再兴师动众地运回制造厂或大举分解阀门、只需调换蝶板密封面即可,这不但大大降低了保养成本,还大大减少了维修工时和检修强度与难度。

综上所述、三偏心蝶阀作为阀门最新科技的结晶、扬各种阀门之长、避各种阀门之短、必将越来越受到广大用户和设计人员的重视,在各种工况中得到广泛适用。