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關鍵詞：蝶閥；偏心；金屬硬密封；雙向壓

 

近年來，我國金屬硬密封蝶閥發展很快，其主要結構是偏心蝶閥。偏心結構蝶閥的蝶板與閥座之間的密封是靠傳動裝置的力矩使蝶板壓向閥座實現的，閥桿啟閉扭矩越大，閥座的密封性能越好。對于介質雙向受壓密封的管道，當介質正向流動時，介質壓力使密封比壓增大．提高密封性能；介質反向流動時，介質壓力使蝶板與閥座之間的密封比壓減小，有可能發生泄漏，偏心結構金屬硬密封蝶閥不能*保證反向介質流動的密封。隨著我國南水北調工程的開展、長輸管線的不斷建設以及工業環保、水處理、高層建筑、給排水管路改造，對蝶閥的密封性能也提出了更高的要求，既要保證蝶閥在正向狀態能夠密封，也要在反向狀態能夠保證密封，因此，介質雙向流動都能保證密封的雙向壓硬密封蝶閥得到國內閥門行業的關注。本文通過分析偏心蝶閥的密封力和閥桿變形，提出一種雙向壓金屬硬密封蝶閥。

 

1 偏心蝶閥密封力分析

 

1.1 密封力分析

 

偏心蝶閥結構見圖 1，主要由閥體、蝶板、閥桿和填料組成。圖 1 中 L 為閥桿回轉中心與閥體密封面的偏心距離（mm）。偏心蝶閥在介質正向流動實現密封功能時，閥桿扭矩在蝶板密封面施加的必需密封力為 FMF（N）。但由于介質力 FMJ（N）的作用，使密封面的實際密封力增大到 FMZZ，此時，密封面的實際密封力 FMZZ 為必需密封力 FMF和介質力 FMJ 之和，即：

 

FMZZ=FMF+FMJ （1）

 

其中：FMF=qMFA

 

式中，qMF 為為密封面必需密封比壓，MPa；A 為密封面受壓面積，mm2。

 

FMZZ 在密封面形成的密封比壓由下式計算：

 

qz=FMZZ/A>qMF （2）

 

式中，qz 為密封面正向密封比壓，MPa。

 

偏心蝶閥受反向介質力作用時，在同樣的閥桿扭矩和介質力作用下，密封力為：

 

FMZF=FMF-FMJ （3）

 

式中，FMZF 為密封面的反向密封力，N。

 

FMZF 在密封面形成的密封比壓由下式計算：

 

qF=FMZF/A

 

式中，qF 為密封面反向密封比壓，MPa。

 

分析式（2）和式（4）可知，偏心蝶閥在正向介質力作用時，密封面的密封力 FMZZ 是閥桿作用力和正向介質力作用之和，介質正向流動容易實現密封。介質在反向流動時，由于介質力的作用，密封力減小，反向密封比壓 qF 小于正向密封比壓 qZ，且 qZ