蝶閥密封結構技術探讨及研究

　　蝶閥以其成本低、體積小、質量輕和壽命長等優勢得到瞭廣泛的應用。随著我國工業的發展, 各行業對設備的性能要求越來越嚴格, 尤其是在一些煤氣管道或其他有害物質的管道中, 要求蝶閥必須達到零洩漏, 所以蝶閥的密封結構設計一直是重要的研究課題。
　　随著現代工業技術的飛速發展, 蝶閥廣泛應用於管道控制系統, 特别是其他控制閥類難以适用的大口徑管道控制系統
。通常, 蝶閥的閥座爲固定式, 其材質有高分子聚合物和金屬兩類, 聚合物閥座主要适用於溫度較低的工況, 金屬密封閥座蝶閥雖然能滿足較高的溫度和壓力工況, 但金屬閥座的彈性較聚合物閥座低, 密封性能較差〔2〕蝶閥各種性能的改善與其不斷改進密切相關。如蝶閥的密封結構技術發展先後經曆瞭普通蝶閥、單偏心蝶閥、雙偏心蝶閥和三偏心蝶閥的演變過程
爲解決普通蝶閥的蝶闆與閥座的擠壓問題産生瞭單偏心蝶閥。單偏心蝶閥的閥杆中心線與密封中心線錯開, 形成不對稱結構, 以便不通過橡膠襯密封面, 造成瞭蝶閥的密封面成爲一個完整連續的圓弧曲面, 這樣對於密封面的加工制造就非常方便,而且蝶闆與閥座還可以進行研磨, 這對於蝶閥的密封性能就有瞭充分的保證。蝶闆上下端不再爲回轉軸心, 分散減輕瞭蝶闆上下端與閥座的過度擠壓,能較快離開密封面, 減小瞭配合面間的摩擦力。但是由於單偏心結構在閥門的整個開關過程中蝶闆與閥座的刮擦現象並未消失, 故採用不多。
　　雙偏心蝶閥的結構特征是閥杆軸心偏離閥座的密封面中心, 也偏離管路和閥門中心線〔3〕。雙偏心的效果使閥門開啓後, 蝶闆能迅速脫離閥座, 大幅度地消除瞭蝶闆與閥座的不必要的過度擠壓和刮擦等現象, 減輕瞭開啓力矩, 降低瞭磨損, 提高瞭閥座壽命。刮擦的大幅度降低, 同時還使得雙偏心蝶閥也可以採用金屬閥座, 提高瞭蝶閥的适用溫度, 但因爲其密封原理屬於位置密封構造, 即蝶闆與閥座的密封面爲線接觸, 通過蝶闆擠壓閥座所造成的彈性變形産生密封效果, 故對關閉位置要求很高(特别是金屬閥座) , 承壓能力較低, 蝶闆或閥體密封面的摩擦現象非常嚴重。
　　三偏心蝶閥是在雙偏心的閥杆軸心位置偏心的同時, 再加上圓錐形密封面中心線相對於閥門中心線偏轉一個角度, 形成第三個偏心。閥座密封形線周長是随角度偏心的增加而增加, 當閥座被磨蝕和損傷時, 隻需向關閉方向改變關閉閥位就可以重新達到密封效果, 即增加瞭角度偏心和閥座的彈性壓縮量。經蝶闆閥座間啓閉磨合, 消除閥座的損傷,而採用浮動性的閥座則可以確保關閉閥位變化後蝶闆與閥座間的最佳密封形位〔4〕。第三個偏心可使閥座與蝶闆在閥門的整個行程中完全脫離, 蝶闆與閥座的接觸隻是在密封時的一瞬間, 因此極大地減少瞭閥座與蝶闆之間在開關過程中的摩擦, 減少瞭磨損, 延長瞭使用壽命。由於其密封是靠閥座與蝶闆上密封圈之間的擠壓實現的, 密封比壓可由閥杆扭矩來施加, 如果閥門結構設計合理, 則可實現極高的密封效果。對第三個偏心的合理設計, 可排除閥門卡死的可能性, 因而提高瞭操作的可靠性。與一般的蝶閥相比, 三偏心蝶閥通常採用金屬硬密封閥座, 解決瞭耐高溫的問題。在蝶闆周邊鑲裝著由不鏽鋼薄闆與石墨薄闆相互交錯層疊而成的多層密封圈, 這種密封具有金屬硬密封和彈性軟密封的雙重優點, 解決瞭洩漏問題。三偏心蝶閥作爲一種高性能閥門, 以其獨特的結構特點和性能優勢成爲調節閥市場中的首選。