蝶閥又叫翻板閥,是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)閥,同時(shí)也可用于低壓管道介質(zhì)的開(kāi)關(guān)控制。
蝶閥
(英文:butterfly valve)是指關(guān)閉件(閥瓣或蝶板)為圓盤(pán),圍繞閥軸旋轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到開(kāi)啟與關(guān)閉的一種閥,在管道上主要起切斷和節(jié)流用。蝶閥啟閉件是一個(gè)圓盤(pán)形的蝶板,在閥體內(nèi)繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn),從而達(dá)到啟閉或調(diào)節(jié)的目的。蝶閥全開(kāi)到全關(guān)通常是小于90° ,蝶閥和蝶桿本身沒(méi)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(mén)的操作性能。
工業(yè)專用蝶閥的特點(diǎn)能耐高溫,適用壓力范圍也較高,閥門(mén)公稱通徑大,閥體采用碳鋼制造,閥板的密封圈采用金屬環(huán)代替橡膠環(huán)。大型高溫蝶閥采用鋼板焊接制造,主要用于高溫介質(zhì)的煙風(fēng)道和煤氣管道。
蝶閥在運(yùn)用過(guò)程中的知識(shí)論述
30年代,美國(guó)發(fā)明了蝶閥,50年代傳入日本,到60年代才在日本普遍采用,而在我國(guó)推廣則是70年代后的事了。目前世界上一般在DN300毫米以上蝶閥已逐漸代替了閘閥。蝶閥與閘閥相比有開(kāi)閉時(shí)間短,操作力矩小,安裝空間小和重量輕。以DN1000為例,蝶閥約2T,而閘閥約3.5T,且蝶閥易與各種驅(qū)動(dòng)裝置組合,有良好的耐久性和可靠性。
橡膠密封蝶閥缺點(diǎn)是作節(jié)流使用時(shí),由于使用不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生氣蝕,使橡膠座剝落、損傷等情況發(fā)生。為此,現(xiàn)在國(guó)際上又開(kāi)發(fā)金屬密封蝶閥,氣蝕區(qū)減小,近幾年我國(guó)也開(kāi)發(fā)了金屬密封蝶閥,在日本近年來(lái)還開(kāi)發(fā)耐氣蝕、低振動(dòng)、低噪聲的梳齒形蝶閥。
一般密封座的壽命在正常情況下,橡膠15年-20年,金屬的80年-90年。但如何正確選用則要根據(jù)工況要求。
蝶閥的開(kāi)度與流量之間的關(guān)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(guān)系,如兩條管道安裝閥門(mén)口徑、形式等全相同,而管道損失系數(shù)不同,閥門(mén)的流量差別也會(huì)很大。
如果閥門(mén)處于節(jié)流幅度較大狀態(tài),閥板的背面容易發(fā)生氣蝕,有損壞閥門(mén)的可能,一般均在15°外使用。
蝶閥處于中開(kāi)度時(shí),閥體與蝶板前端形成的開(kāi)口形狀以閥軸為中心,兩側(cè)形成完成不同的狀態(tài),一側(cè)的蝶板前端順流水方向而動(dòng),另一側(cè)逆流水方向而動(dòng),因此,一側(cè)閥體與閥板形成似噴嘴形開(kāi)口,另一側(cè)類似節(jié)流孔形開(kāi)口,噴嘴側(cè)比節(jié)流側(cè)流速快的多,而節(jié)流側(cè)閥門(mén)下面會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓,往往會(huì)出現(xiàn)橡膠密封件脫落。
蝶閥操作力矩,因開(kāi)度及閥門(mén)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(chǎn)生的力矩也不容忽視。另外,閥門(mén)進(jìn)口側(cè)裝置彎頭時(shí),形成偏流,力矩會(huì)有增加。閥門(mén)處于中間開(kāi)度時(shí),由于水流動(dòng)力矩起作用,操作機(jī)構(gòu)需要自鎖.
閥門(mén)型號(hào)編制方法、閥門(mén)編號(hào)說(shuō)明
閥門(mén)型號(hào)通常應(yīng)表示閥門(mén)類型、驅(qū)動(dòng)方式、連接形式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、公稱壓力、密封面材料、閥體材料等要素。閥門(mén)型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)閥門(mén)的設(shè)計(jì)、選用、經(jīng)銷(xiāo),提供了方便。當(dāng)今閥門(mén)的類型和材料種類越來(lái)越多,閥門(mén)型號(hào)的編制也愈來(lái)愈復(fù)雜。我國(guó)雖然有閥門(mén)型號(hào)編制的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但逐漸不能適應(yīng)閥門(mén)工業(yè)發(fā)展的需要。目前,閥門(mén)制造廠一般采用統(tǒng)一的編號(hào)方法;不能采用統(tǒng)一編號(hào)方法的,各生產(chǎn)廠可按自己的情況制訂出編號(hào)方法。
一單元 二單元 三單元 四單元 五單元 - 六單元 七單元
閥門(mén)類型 傳動(dòng)方式 連接型式 結(jié)構(gòu)形式 密封副材料 - 公稱壓力 閥體材料
一單元:閥門(mén)類型代號(hào)類型 安全閥 蝶閥 隔膜閥 止回閥
底閥 截止閥 節(jié)流閥 排污閥 球閥 疏水閥 柱塞閥 旋塞閥 減壓閥 閘閥
代號(hào) A D G H J L P Q S U X Y Z
二單元:傳動(dòng)方式代號(hào)
方式 電磁動(dòng) 電磁-液動(dòng) 電-液動(dòng) 蝸輪 正齒輪 傘齒輪 氣動(dòng) 液動(dòng) 氣-液動(dòng) 電動(dòng) 手柄
手輪
代號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 無(wú)代號(hào)
三單元:連接型式連接方式 內(nèi)螺紋 外螺紋 兩不同連接 法蘭 焊接 對(duì)夾 卡箍 卡套
代號(hào) 1 2 3 4 6 7 8 9
五單元: 密封副材料材料 錫基軸承合金
(巴氏合金) 搪 滲氮鋼 18-8系
不銹鋼 氟塑料 玻璃 Cr13
不銹鋼 襯膠 蒙乃爾合金 尼龍塑料 滲硼鋼 襯鉛 Mo2Ti
不銹鋼 塑料 銅合金 橡膠 硬質(zhì)合金 閥體直接加工
代號(hào) B C D E F G H J M N P Q R S T X Y W
當(dāng)密封副的密封面材料不同時(shí),以硬度低的材料代號(hào)表示。
六單元:公稱壓力數(shù)值用阿拉伯?dāng)?shù)字直接表示,它是MPa的10倍
七單元:閥體材料閥體材料 鈦及鈦合金 碳鋼 Cr13系不銹鋼 鉻鉬鋼 可鍛鑄鐵 鋁合金 18-8系不銹鋼 球墨鑄鐵 Mo2Ti系不銹鋼 塑料 銅及銅合金 鉻鉬釩鋼 灰鑄鐵
代號(hào) A C H I K L P Q R S T V Z
灰鑄鐵底壓閥和鋼制中壓省略此項(xiàng)
舉例:Z543H-16C 傘齒輪傳動(dòng)法蘭連接平板閘閥,公稱壓力1.6MPa,閥體材料為碳鋼
閥門(mén)的命名
閥門(mén)的名稱按傳動(dòng)方式、連接形式、結(jié)構(gòu)形式、襯里材料和類型命名。但下面內(nèi)容在命名中均予省略:
(1) 連接形式中:“法蘭”。
(2) 結(jié)構(gòu)形式中:
a:閘閥的“明桿”、“彈性”、“剛性”和“單閘板”;
b:截止閥和節(jié)流閥的“直通式”;
c:球閥的“浮動(dòng)”和“直通式”;
d:蝶閥的“垂直板式”;
e:隔膜閥的“屋脊式”;
f:旋塞閥的“填料”和“直通式”;
g:止回閥的“直通式”和“單瓣式”;
h:安全閥的“不封閉”。
(3) 閥座密封面材料中的材料名稱。
1.按結(jié)構(gòu)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(zhì)分類
(1)軟密封蝶閥。
1)密封副由非金屬軟質(zhì)材料對(duì)非金屬軟質(zhì)材料構(gòu)成。
2)密封副由金屬硬質(zhì)材料對(duì)非金屬軟質(zhì)材料構(gòu)成。
(2)金屬硬密封蝶閥。密封副由金屬硬質(zhì)材料對(duì)金屬硬質(zhì)材料構(gòu)成。
3.按密封形式分類
(1)強(qiáng)制密封蝶閥
1)彈性密封蝶閥。密封比壓由閥門(mén)關(guān)閉時(shí)閥板擠壓閥座,閥座或閥板的彈性產(chǎn)生
2)外加轉(zhuǎn)矩密封蝶閥。密封比壓由外加于閥門(mén)軸上的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)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(chǎn)生
(3)自動(dòng)密封蝶閥。密封比壓由介質(zhì)壓力自動(dòng)產(chǎn)生。
4.按工作壓力分類
(1)真空蝶閥。工作壓力低于標(biāo)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 C的蝶閥
(2)中溫蝶閥。120 C<t<450 ℃的蝶閥
(3)常溫蝶閥。一40C<t<;120 C的蝶閥
(4)低溫蝶閥。一100<t<一40 C的蝶閥
(E)超低溫蝶閥。t<一100 C的蝶閥
6.按連接方式分類
(1)對(duì)夾式蝶閥。
(2)法蘭式蝶閥。
(3)支耳式蝶閥。
(4)焊接式蝶閥。
1、啟閉方便迅速、省力、流體阻力小,可以經(jīng)常操作。
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕。
3、可以運(yùn)送泥漿,在管道口積存液體最少。
4、低壓下,可以實(shí)現(xiàn)良好的密封。
5、調(diào)節(jié)性能好。
1、使用壓力和工作溫度范圍小。
2、密封性較差。
蝶閥按結(jié)構(gòu)形式可分為偏置板式、垂直板式、斜板式和杠桿式。按密封形式可分為較密封型和硬密封型兩種。軟密封型一般采用橡膠環(huán)密封,硬密封型通常采用金屬環(huán)密封。
按連接型式可分為法蘭連接和對(duì)夾式連接;按傳動(dòng)方式可分為手動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)和電動(dòng)幾種。
1、在安裝時(shí),閥瓣要停在關(guān)閉的位置上。
2、開(kāi)啟位置應(yīng)按蝶板的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)確定。
3、帶有旁通閥的蝶閥,開(kāi)啟前應(yīng)先打開(kāi)旁通閥。
4、應(yīng)按制造廠的安裝說(shuō)明書(shū)進(jìn)行安裝,重量大的蝶閥,應(yīng)設(shè)置牢固的基礎(chǔ)。
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(nèi),圓盤(pán)形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)角度為0°-90°之間,旋轉(zhuǎn)到90°時(shí),閥門(mén)則處于全開(kāi)狀態(tài)。
蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕,只由少數(shù)幾個(gè)零件組成。而且只需旋轉(zhuǎn)90°即可快速啟閉,操作簡(jiǎn)單,同時(shí)該閥門(mén)具有良好的流體控制特性。蝶閥處于完全開(kāi)啟位置時(shí),蝶板厚度是介質(zhì)流經(jīng)閥體時(shí)唯一的阻力,因此通過(guò)該閥門(mén)所產(chǎn)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(mén),密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。
采用金屬密封的閥門(mén)一般比彈性密封的閥門(mén)壽命長(zhǎng),但很難做到完全密封。金屬密封能適應(yīng)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(mén)的尺寸和類型。蝶閥的結(jié)構(gòu)原理尤其適合制作大口徑閥門(mén)。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用,而且還應(yīng)用于熱電站的冷卻水系統(tǒng)。
常用的蝶閥有對(duì)夾式蝶閥和法蘭式蝶閥兩種。對(duì)夾式蝶閥是用雙頭螺栓將閥門(mén)連接在兩管道法蘭之間,法蘭式蝶閥是閥門(mén)上帶有法蘭,用螺栓將閥門(mén)上兩端法蘭連接在管道法蘭上。
蝶閥的結(jié)構(gòu)和在使用過(guò)程存在的問(wèn)題
目前,蝶閥作為一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)管路系統(tǒng)通斷及流量控制的部件,已在石油、化工、冶金、水電等許多領(lǐng)域中得到極為廣泛地應(yīng)用。在已公知的蝶閥技術(shù)中,其密封形式多采用密封結(jié)構(gòu),密封材料為橡膠、聚四氟乙烯等。由于結(jié)構(gòu)特征的限制,不適應(yīng)耐高溫、高壓及耐腐蝕、抗磨損等行業(yè)。
現(xiàn)有一種比較先進(jìn)的蝶閥是三偏心金屬硬密封蝶閥,閥體和閥座為連體構(gòu)件,閥座密封表面層堆焊耐溫、耐蝕合金材料。多層軟疊式密封圈固定在閥板上,這種蝶閥與傳統(tǒng)蝶閥相比具有耐高溫,操作輕便,啟閉無(wú)磨擦,關(guān)閉時(shí)隨著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的力矩增大來(lái)補(bǔ)償密封,提高了蝶閥的密封性能及延長(zhǎng)使用壽命的優(yōu)點(diǎn)。
但是,這種蝶閥在使用過(guò)程中仍然存在以下問(wèn)題:
一、由于多層軟硬疊式密封圈固定在閥板上,當(dāng)閥板常開(kāi)狀態(tài)時(shí)介質(zhì)對(duì)其密封面形成正面沖刷,金屬片夾層中的軟密封帶受沖刷后,直接影響密封性能。
二、受結(jié)構(gòu)條件的限制該結(jié)構(gòu)不適應(yīng)做通徑DN200以下閥門(mén),原因是閥板整體結(jié)構(gòu)太厚,流阻大。
三、因三偏心結(jié)構(gòu)的原理,閥板的密封面與閥座之間的密封是靠傳動(dòng)裝置的力矩使閥板壓向閥座。正流狀態(tài)時(shí),介質(zhì)壓力越高密封擠壓越緊。當(dāng)流道介質(zhì)逆流時(shí)隨著介質(zhì)壓力的增大閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí),密封開(kāi)始泄漏。
高性能三偏心雙向硬密封蝶閥,其特征在于:所述閥座密封圈由軟性T形密封環(huán)兩側(cè)多層不銹鋼片組成。閥板與閥座的密封面為斜圓錐結(jié)構(gòu),在閥板斜圓錐表面堆焊耐溫、耐蝕合金材料;固定在調(diào)節(jié)環(huán)壓板之間的彈簧與壓板上調(diào)節(jié)螺栓裝配一起的結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)有效地補(bǔ)償了軸套與閥體之間的公差帶及閥桿在介質(zhì)壓力下的彈性變形,解決了閥門(mén)在雙向互換的介質(zhì)輸送過(guò)程中存在的密封問(wèn)題。采用軟性T型兩側(cè)多層不銹鋼片組成密封圈,具有金屬硬密封和軟密封的雙重優(yōu)點(diǎn),無(wú)論在低溫和高溫情況下,均具有零滲漏的密封性能。
試驗(yàn)證明池正流狀態(tài)(介質(zhì)流動(dòng)方向與蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同)時(shí),密封面的壓力是傳動(dòng)裝置的力矩和介質(zhì)壓力對(duì)閥板的作用產(chǎn)生的。正向介質(zhì)壓力增大時(shí)閥板斜圓錐表面與閥座密封面擠壓越緊,密封效果越好。當(dāng)逆流狀態(tài)時(shí),閥板與閥座之間的密封靠驅(qū)動(dòng)裝置的力矩使閥板壓向閥座。隨著反向介質(zhì)壓力的增大,閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí),調(diào)節(jié)環(huán)的彈簧在受載后所儲(chǔ)存的變形能補(bǔ)償閥板與閥座密封面的緊壓力起到自動(dòng)補(bǔ)償作用。因此本實(shí)用新型不像現(xiàn)有的技術(shù)那樣,在閥板上安裝軟硬多層密封圈,而是直接安裝在閥體上,在壓板和閥座中間增設(shè)調(diào)節(jié)環(huán)是十分理想的雙向硬密封方式。它將可取代閘閥、截止閥及球形閥。
蝶閥適用的場(chǎng)合
蝶閥適用于流量調(diào)節(jié)。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(shí),應(yīng)充分考慮管路系統(tǒng)受壓力損失的影響,還應(yīng)考慮關(guān)閉時(shí)蝶板承受管道介質(zhì)壓力的堅(jiān)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(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度較小,開(kāi)啟和關(guān)閉速度快,且具有良好的流體控制特性,蝶閥的結(jié)構(gòu)原理最適合制作大口徑閥門(mén)。當(dāng)要求蝶閥作控制流量使用時(shí),最重要的時(shí)正確選擇蝶閥的尺寸和類型,使之能恰當(dāng)?shù)?、有效地工作?br/>
通常,在節(jié)流、調(diào)節(jié)控制與泥漿介質(zhì)中,要求結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短,啟閉速度快(1/4轉(zhuǎn))。低壓截止(壓差?。?,推薦選用蝶閥。
在雙位調(diào)節(jié)、縮口地通道、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象,向大氣少量滲漏,具有磨蝕性介質(zhì)時(shí),可以選用蝶閥。
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)等工況條件下使用蝶閥時(shí),需使用特殊設(shè)計(jì)金屬密封帶調(diào)節(jié)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(dá)到完全密封、氣體試驗(yàn)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(fēng)除塵管路的雙向啟閉及調(diào)節(jié),廣泛用于冶金、輕工、電力、石油化工系統(tǒng)的煤氣管道及水道等。
金屬對(duì)金屬線密封雙偏心蝶閥適用于城市供熱、供氣、供水等煤氣、油品、酸堿等管路,作為調(diào)節(jié)和節(jié)流裝置。
金屬對(duì)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(lǐng)域,時(shí)閘閥、截止閥的良好替代產(chǎn)品。
[1]蝶閥是用圓形蝶板作啟閉件并隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)開(kāi)啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道的一種閥門(mén)。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(nèi),圓盤(pán)形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)角度為0°~90°之間,旋轉(zhuǎn)到90°時(shí),閥門(mén)則牌全開(kāi)狀態(tài)。
一、產(chǎn)品選用要點(diǎn)
1、蝶閥主要控制參數(shù)為規(guī)格尺寸。
2、蝶閥為單板式風(fēng)閥,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、造價(jià)低廉、操作簡(jiǎn)便,但調(diào)節(jié)精度差,僅適用于通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)中作開(kāi)關(guān)或粗調(diào)節(jié)的場(chǎng)合。
3、可手動(dòng)、電動(dòng)或拉鏈?zhǔn)讲僮鳎?0°范圍任意角度固定。
4、由于單軸單閥板,承受力有限,在大壓差、大流速條件下時(shí)閥門(mén)使用壽命短。該閥有密閉式與普通式之分,保溫和非保溫之分。
5、電動(dòng)式蝶閥僅有雙位式控制,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與多葉閥相同。
二、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
《風(fēng)量調(diào)節(jié)閥》JB/T7228-94
三、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集
《風(fēng)閥選用與安裝》07K120
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