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蝶閥<span 宋體;="" mso-ascii-font-family:="" 'times="" new="" roman';="" mso-hansi-font-family:="" roman'="" style="font-size: 9pt; margin: 0px; ">的概述
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。蝶閥處于*開啟位置時,蝶板厚度是介質流經閥體時*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。
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。
蝶閥應用范圍
采用金屬密封的閥門一般比彈性密封的閥門壽命長,但很難做到*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。
工業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。
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性密封元件充壓產生。
(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。工作壓力低于標準大氣壓的蝶閥。
(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.OMPa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℃℃的蝶閥。
(3)常溫蝶閥。-40℃℃的蝶閥。
(4)低溫蝶閥。-100℃℃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
(2)法蘭式蝶閥
(3)支耳式蝶閥
(4)焊接式蝶閥
蝶閥的不同工況場合種類的使用
由于蝶閥閥板的運動帶有擦拭性,故大多數蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質,依據密封件的強度也可用于粉狀和顆粒狀的介質。
蝶閥的結構長度和總體高度較小,開啟和關閉速度快,在*開啟時,具有較小的流體阻力,當開啟到大約15°至70°之間時,又能進行靈敏的流量控制,蝶閥的結構原理于制作大口徑閥門。
在下列工況條件下,*選用蝶閥:
①要求節流、調節控制流量;
②泥漿介質及含固體顆粒介質;
③要求閥門結構長度短的場合;
④要求啟閉速度快的場合;
⑤壓差較小的場合。
在雙位調節、縮口的通道、低噪聲、有氣穴和氣化現象,向大氣少量滲漏,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的三偏心或雙偏心的蝶閥。
軟密封蝶閥適用于通風除塵管路的雙向啟閉及調節,冶金、輕工、電力、石油化工系統的煤氣管道及水道等。
金屬對金屬線密封雙偏心蝶閥適用于供熱、供汽、供水及煤氣、油品、酸堿等管路,作為調節和截流裝置。
金屬對金屬面密封三偏心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、醫藥、給排水、氣體輸送等領域
蝶閥的啟閉
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 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。
金屬密封蝶閥在低溫設備的應用
隨著工業技術的飛躍發展,對閥門行業提出了更加嚴格的要求,尤其是蝶閥在低溫介質中的使用,除了能滿足常溫狀態下一般閥門所具有的性能之外,更重要的是在低溫狀態下閥門密封的可靠性,動作的靈活性以及對低溫閥門的一些其它特殊要求。
因為蝶閥具有結構緊湊、體積小、重量輕(與相同壓力,相同通徑的閘閥相比可減輕40%~50%)流體阻力小、啟閉迅速等一系列優點,因此得到廣泛的使用。但我國在一些低溫裝置,如天燃液化設備、空氣分離設備以及變壓吸附設備等化工行業所采用的閥門有80%以上還是截止閥或閘閥,采用蝶閥的數量很少。其主要原因是金屬密封蝶閥在低溫狀況下密封性能表現不良,以及其它一些因結構不合理等原因造成介質內漏和外漏的現象,嚴重的影響這些低溫設備的安全和正常運行,不能滿足低溫設備的要求。
根據我國低溫裝置的不斷發展,對低溫閥門的要求日益增大,因此對金屬密封蝶閥進行結構上的改進,開發了三偏心純金屬高密封性能的蝶閥,這種蝶閥無論介質是高溫還是低溫均能滿足其需要。現結合其結構特點,僅對低溫性能方面作簡單介紹。
一、對低溫碟閥密封性能的要求:
低溫閥門產生泄漏的原因主要有兩種情況,一是內漏;二是外漏。
1) 閥門產生內漏主要原因是密封副在低溫狀態下產生變形所致。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閥門進行低溫試驗,介質為液氮(-196℃)蝶板材料為1Cr18Ni9Ti(沒經過低溫處理)發現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組成密封副。密封環可在蝶板槽內徑向浮動。當閥門關閉時,彈性密封環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向內推,迫使彈性環再和斜圓錐面的長軸接觸,zui終導致彈性密封環與橢圓密封面全部接觸。它的密封是依靠彈性環產生變形而達到的。因此當閥體或蝶板在低溫下產生變形時,都會被彈性密封環來吸收補償,不會產生泄漏和卡死現象。當閥門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) 閥門的外漏:其一是閥門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產生松弛而導至泄漏。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。一般多數閥門的填料采用F4,因為它的自滑性能好、摩擦系數小(對鋼的摩擦系數f=0.05~0.1),又具有*的化學穩定性,因此得到廣泛應用。但F4也有不足之處,一是冷流傾向大;二是線膨脹系數大,在低溫下產生冷縮導致滲漏,造成閥桿處大量結冰,至使閥門開啟失靈。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、閥體、閥桿軸襯的設計要求:
1) 低溫閥門殼體結構形狀。材料選擇的正確與否對閥門的正常可靠工作有著極其重要的意義。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的稱的,因而熱容量小;予冷量消耗也小;形狀規則又便于對閥門的保冷措施。如新研制的DD363H型碟閥為保證閥門在低溫下的可靠使用,*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:
根據用戶反映,有些低溫閥門在運行當中,閥門的轉動部位發生粘滯,咬合現象時有發生,主要原因是:配對材料選擇不合理,予留冷間隙過小,以及加工精度等原因所致。在研制低溫閥門時,采取了一系列措施,防止出現以上現象。例如:我們對閥桿上、下軸襯選用了具有摩擦系數小及自潤滑性能的SF-1型復合軸承,這樣可以適用于低溫閥門的一些特殊需要。
金屬密封型蝶閥具有的特點是一些普通閥門所不具備的。尤其是流阻小、密封可靠、啟閉迅速、使用壽命長等。本公司研制的三偏心金屬密封蝶閥的密封力來自彈性環的變形達到密封,因而不需要借助介質作用力,故可做雙向密封用。根據蝶閥的一些特點將會被更多的人所重視。今后也會有更多的蝶閥應用到低溫設備中。
*關鍵詞:進口電動法蘭蝶閥
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