三偏心蝶阀结构分析

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三偏心金属密封蝶阀密封原理

在传统的观念中蝶阀只能用于常温、低压和密封性要求不高的场合。随着现代工艺技术和材料工业的不断进展，蝶阀的应用范围已

远远超出过去，几乎可以取代大部分的传统阀门，广泛适用于工业

的各个领域。特殊是三偏心金属密封蝶阀更引人注目。

由于三偏心蝶阀的关闭和闸阀关闭一样，是靠扭矩来完成的，阀

门关闭的扭矩越大，阀座的密封性越好，故有人称三偏心蝶阀为90

旋转闸阀。在工厂的大检修中越来越多的三偏心蝶阀替代了闸阀，

为此某些三偏心蝶阀的制造厂特地生产了一种长度和闸阀相同的三

偏心蝶阀，并将这种三偏心金属密封蝶阀称为三偏心闸阀。

1 三偏心金属密封蝶阀密封原理的分类

蝶阀若按偏心分类，即以阀杆和阀板的位置来分，可分为四种。三偏心蝶阀是目前在工业管道中性能突出的一种蝶阀，根据密封形式，三偏心蝶阀属于硬密封蝶阀的范畴。所以，三偏心蝶阀的具备

了硬密封蝶阀的特点，耐高温、耐冲蚀、拥有较长的使用寿命。又

由于三偏心蝶阀是将耐高温腐蚀的合金材料直接堆焊在阀座表面，

所以该阀门还同时具备了像软密封蝶阀一样优秀的密封性能。那么

三偏心蝶阀原理是什么？三偏心的三个偏心指的是什么？

三偏心蝶阀的密封面是一个斜锥面，阀体的阀座与蝶板密封圈为

面接触，其工作原理是通过靠操作传动装置带动蝶板的运动，蝶板

在运动过程中，其密封圈与阀座得到充分的接触，由于弹性变形来

实现密封。

三偏心蝶阀有一个突出的特点就是转变了阀门的密封构造，不再

是传统的位置密封，而是扭力密封，也就是说不是依靠阀座的弹性

变形来实现密封，而是依靠蝶板密封面与阀座的接触面压来达到密

角度可调式三偏心蝶阀结构设计及优化分析

角度可调式三偏心蝶阀结构设计及优化

分析

3. 惠州力量知识产权代理有限公司

摘要：蝶阀是管道中的重要元件，在石油输送控制系统中有非常重要的作用。本项目研发的“面向石油化工企业的角度可调式三偏心蝶阀”，通过对结构

进行改进、优化、工装设计等方面进行研究，将促进惠州市石化工行业工装技术

的发展。对角度进行调整，使阀体锥形密封面与密封座密封面保持紧密配合，延

长使用寿命，同时能保证阀体的角度、偏心距离很好地满足工的艺需要，通过优

化三偏心蝶阀阀体的加工工序，提升了阀体的加工精度，从而提高产品的质量，

提高生产效率，满足了市场的需求。

关键词：角度可调式；三偏心蝶阀；结构设计；优化分析

0引言

蝶阀是一种简单结构的调节阀，通常用于低压管道介质的开关控制的蝶阀，

是指关闭件为圆盘，围绕阀轴旋转来实现开关的一种阀。随着技术，对蝶阀的要

求也提升，传统的中线蝶阀的阀板始终和阀座处于挤压、刮擦状态、阻距在、磨

损快，为解决挤压问题，对原有结构进行优化，设计了单偏心蝶阀，从而使它的

阀杆轴心偏离了蝶板中心，回转轴心从而使不再是蝶板上下端，解决了过度挤压。

1 三偏心蝶阀的结构

蝶阀要满足耐高温的要求，就要使用硬密封材料，但是泄漏量较大；如果要

达到零泄漏、就用使用软密封材料，而软材料是不耐高温的。为了能解决这一问题，在之前双偏心的基础上，又进行了第三次偏心。经过第三次偏心后，密封断

面由真圆变成椭圆，密封面形状也变得不对称，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，

形成扭力密封，不再是位置密封，不再依靠阀座的弹性变形，而是完全依靠阀座

三偏心硬密封蝶阀原理

三偏心硬密封蝶阀是一种常见的流体控制设备，常用于工业管道中进行流量、压力和温度控制。其原理是通过旋转阀盘来控制管道中的流量，同时利用三偏心设计实现可靠的密封。

具体来说，三偏心硬密封蝶阀的阀盘底部呈现偏心形状，同时阀盘与阀座之间的密封面也呈现偏心形状。这种设计使得阀盘转动时能够自动调整密封面的接触区域，从而实现更加可靠的密封效果。

此外，三偏心硬密封蝶阀还采用了硬质合金材料制作阀盘和阀座，使得其具有较强的耐磨性和耐腐蚀性，能够适应多种工作环境。

总的来说，三偏心硬密封蝶阀的原理是通过三偏心设计和硬质合金材料的运用，实现了可靠的流量和密封控制。这种阀门在工业管道中得到了广泛的应用。

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三偏心蝶阀结构原理

三偏心蝶阀是一种常用于工业管道中的阀门，其结构原理可以简单概括为三个偏心点。本文将详细介绍三偏心蝶阀的结构原理及其工作原理。

一、结构原理

三偏心蝶阀的结构主要由阀体、阀盘、阀杆和密封圈等部分组成。

1. 阀体：阀体是三偏心蝶阀的主要外壳，一般采用铸铁、不锈钢等材质制成。阀体内部设有阀座，用于支撑阀盘和安装密封圈。

2. 阀盘：阀盘是三偏心蝶阀的关键部件，一般由不锈钢制成。它的形状类似于蝴蝶，因此得名蝶阀。阀盘上有三个偏心点，分别是阀轴中心、阀盘中心和密封圈中心。这三个偏心点使得阀盘在开启和关闭过程中能够实现偏心旋转。

3. 阀杆：阀杆是用于控制阀盘开启和关闭的部件，一般由不锈钢制成。阀杆通过与阀盘连接，当阀杆旋转时，阀盘也会跟随旋转。

4. 密封圈：密封圈是用于保证阀门的密封性能的重要部件。它位于阀体和阀盘之间，当阀盘关闭时，密封圈能够完全贴合阀座，从而防止介质泄漏。

二、工作原理

三偏心蝶阀的工作原理可以分为开启和关闭两个过程。

1. 开启过程：当需要开启阀门时，通过旋转阀杆，阀盘同时也会旋转。由于阀盘上的三个偏心点的存在，阀盘在旋转的过程中，首先会与阀座分离，然后才会开始开启。这样的结构设计使得开启过程中的摩擦力较小，能够减少能量消耗。

2. 关闭过程：当需要关闭阀门时，再次通过旋转阀杆，阀盘也会跟随旋转。阀盘上的偏心点使得阀盘在旋转过程中，先与阀座接触，然后再实现完全密封。这样的结构设计保证了阀门的密封性能。

三、优点与应用领域

三偏心蝶阀相比于其他类型的阀门，具有以下优点：

1. 低压降：由于阀盘的特殊结构设计，使得阀门的压降较小，能够减少管道系统的能量损失。

三偏心蝶阀的结构特点及相关设计分析

作者：龚忠华

来源：《科学之友》2010年第14期

摘要:三偏心结构蝶阀是蝶阀发展、演化过程中最新的—种,三偏心蝶阀具有诸多优点,因而应用广泛。文章在分析三偏心蝶阀结构基础上,重点对三偏心金属密封蝶阀的主要技术特征进行分析,还利用商业软件对三偏心蝶阀的流体动力特性进行分析,得到相关有用结论。

关键词:三偏心蝶阀;结构特点;结构优化;数值模拟

中图分类号:TH134 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)21-0029-02

1引言

三偏心蝶阀作为一种直角旋转阀,具有优良的关断特性:频繁操作条件下,长周期的循环使用寿命和良好的双向服务功能。作为经济各领域中成套设备的关键产品,大直径、高温、高压三偏心金属硬密封蝶阀是国家重点攻关新产品,本文主要就三偏心蝶阀的结构相关问题进行探讨。

2三偏心蝶阀结构概述

由于在双偏心的基础上,将阀座中心线与蝶板密封面中心线形成一个角度为α的偏置,当三偏心密封蝶阀处于完全开启状态时,蝶板密封面会完全脱离阀座密封面,由于α角偏置的形成会使长、短半径的蝶板变化,蝶板密封面转动轨迹的切线与阀座密封面形成两个夹角。因为这两个夹角的存在,蝶阀开启时,蝶板密封面会在开启的瞬间立即脱离阀座密封面;在关闭时,只有在关闭的瞬间,蝶板的密封面才会接触并压紧阀座密封面,从而彻底消除了蝶板启闭时蝶板密封副两密封面之间的机械磨损和擦伤。而在蝶阀关闭时,其密封副两密封面之间的密封比压可以由外加于蝶板转轴的驱动转矩产生,不仅消除了常规蝶阀中弹性阀座弹性材料的老化、冷流、弹性失效等原因造成的密封副两密封面之间的密封比压降低和消失,而且可以通过对外加驱动转矩的改变实现对其密封比压的任意调整,从而使三偏心密封蝶阀的密封性能和使用寿命得到大大的提高。由于三偏心金属密封蝶阀具有诸多优点,近年来逐步应用于发电厂、钢铁厂、炼油厂、化工厂等,其流体介质包括蒸汽、水、油类和其他腐蚀介质等。[1]另外,三偏心金属密封蝶阀的参数主要有轴向偏心、径向偏心、角偏心、蝶板锥度、蝶板密封厚度、蝶板厚度等。

三偏心蝶阀结构标准

三偏心蝶阀的结构标准主要体现在以下几个方面：

1. 阀杆轴心、蝶板中心和本体中心不在同一位置上，蝶板周边外侧加工成外斜锥面，密封阀座内侧加工成内斜锥面。这种结构使得蝶阀的密封断面变成了椭圆形，蝶板密封面的形状也因此上下不对称。

2. 由于密封面为斜锥形，被阀杆轴分隔为偏大的一侧蝶板沿着大倾斜曲面向上方压向阀座，偏小的一侧蝶板沿着小倾斜曲面向下方压向阀座。

3. 蝶板密封圈与阀座间的密封不是靠阀座的弹性变形，而是完全依靠接触面的压紧实现密封。

在制造和测试方面，三偏心蝶阀的标准也非常高。例如，填料部所受磨损程度很低，相对地使用寿命很长。在防止外部泄漏构造上，采取了最高标准设计，从而可以在按照特定规格下进行外部泄漏测试时，保证标准密封性能在一定ppm以下。其适用范围已可以耐压高达特定磅级、耐温低至特定温度、高达特定温度、密封达到0泄漏、调控比高达100:1以上。

以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅最新的三偏心蝶阀结构标准。

单偏心双偏心三偏心蝶阀结构原理(图)

偏心密封蝶阀有着不同的种类，应用的领域以及各自的特点自然也不尽相同。但从根本而言，偏心密封蝶阀的基本原理却有着异曲同工之妙。

单偏心蝶阀结构原理图

单偏心蝶阀结构特征：

1，碟板的回转中心（即阀门轴中心）位于阀体的中心线上，且于阀板密封截面形成一个A尺寸偏置。单偏心蝶阀是碟板的回转中心在阀体的中心线上，阀板相对于密封面偏离一个距离，适宜软密封。

2，阀门关闭时，阀座和阀板密封面处在有相对过盈的接触状态，要达到密封主要是靠压紧密封圈使其在周边方向上膨胀产生密封比压和管道压力对阀板的力，使其达到密封，所以只能单向密封。

3，当阀门开启时，阀板和阀座的接触到一面脱离阀座，另一面始终是沿半圆周的轴向方向的二点接触，反复启闭密封圈容易受损，影响密封性能，更不可能实现金属密封。

4，从几何的角度可以很明显的看出，上图中X是不存在的，反过来还有一定的过盈。

双偏心蝶阀结构原理图

双偏心蝶阀结构特征：

阀板回转中心（即阀门轴中心）于阀板密封截面形成一个尺寸A偏置，并与阀体中心形成一个尺寸B偏置。

三偏心蝶阀结构原理图

三偏心蝶阀结构特征：

阀板回转中心（即阀门轴中心）于阀板密封截面形成一个A偏置，并与阀体中心形成一个b偏置；阀体密封面中心线与阀座中心线（即阀体中心线）形成一个角度为β的角偏置。

三偏心金属硬密封蝶阀标准

摘要：

I.简介

- 介绍三偏心金属硬密封蝶阀

II.设计特点

- 解释三偏心设计

- 介绍金属硬密封技术

- 说明阀门结构

III.应用领域

- 列举阀门的使用介质

- 介绍阀门的操作方式

- 描述阀门的连接方式

IV.产品规格

- 详述产品型号和尺寸范围

- 说明压力等级和壳体材料

V.设计特色

- 阐述三偏心无摩擦关闭

- 介绍防吹出式阀杆

- 说明ISO 5211 顶法兰

VI.可选特性

- 描述可选加长阀杆

- 说明可选硬质合金阀座

VII.结束语

- 总结三偏心金属硬密封蝶阀的优势

正文：

三偏心金属硬密封蝶阀是一种先进的阀门，采用三偏心设计，具有金属硬密封技术。这种阀门结构独特，能够提供可靠的密封性能，因此在许多工业领域中得到了广泛的应用。

三偏心设计是一种创新的技术，可以大大提高阀门的密封性能。通过三个偏心的组合，阀门关闭时，密封面之间的接触面积更大，从而确保了阀门的密封性能。

金属硬密封技术是另一种重要的技术，它采用金属材料制作密封件，可以承受高压和高温，从而确保了阀门的可靠性和稳定性。

阀门的连接方式包括对夹和法兰连接，可以满足不同工程的需求。此外，阀门的操作方式包括手动、气动和电动，可以满足不同场合的需要。

三偏心金属硬密封蝶阀的产品规格包括产品型号、尺寸范围、压力等级和壳体材料。产品型号包括D343H、D643H、D943H、D373H 和D673H，尺寸范围从DN50 到DN1000，压力等级从1.6MPa 到4.0MPa，壳体材料包括碳钢、不锈钢和高温钢。

此外，三偏心金属硬密封蝶阀的设计特色还包括三偏心无摩擦关闭、防吹出式阀杆和ISO 5211 顶法兰。三偏心无摩擦关闭可以减少阀门的磨损，延长阀门的使用寿命；防吹出式阀杆可以防止介质在阀门关闭时从阀杆处吹出；ISO 5211 顶法兰可以方便地与其他设备连接。

三偏心蝶阀说明

三偏心蝶阀

三偏心蝶阀自问世以来，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、理论上三偏心蝶阀都可以做到、但实际上还是有赖于周密的设计和合理的工艺保证。

三偏心密封原理

三偏心密封又称斜锥面密封，它是在双偏心的基础上将中心线斜置，形成一个偏心角，密封面由斜置的圆锥体形成，密封副是一对相应的几何形状来配合而实现密封的。蝶板在开关的转动过程中，两密封面之间无任何摩擦现象存在，阀门关闭后，由外加于阀轴上的扭矩力使两密封面之间产生一个合适的密封比压而保证了阀门的严密关闭。

三偏心蝶阀性能特点

密封性能好：三偏心蝶阀的密封是通过阀门密封面间挤压来实现的，关

闭扭矩越大，密封级越高，可实现“零泄漏”。

零摩擦：减少了阀门在开关过程中的摩擦现象，使阀门的使用寿命大大增加。

流量大：由于三偏心结构的优越性，使阀门的流通直径增大，阀门有较高

流量。行程短：蝶阀在启闭时，阀轴只需作︒

70间的旋转，缩短了阀门的启

-90

闭时间，可实现快速关闭。

使用范围广：三偏心金属密封蝶阀有宽广的温度和压力适应范围，温度

可从C

10PN

PN（ANSI CL 150~CL900）。

C︒

196，压力从160

︒

-650

使用寿命长：三偏心金属密封蝶阀是金属对金属密封的阀门，耐磨性能

好，长时间工作不变形，另外，在开启瞬间，阀座与密封圈即脱离，无摩擦，故该阀门有极长的使用寿命。

调节性能：三偏心金属密封蝶阀具有调节功能，常作为调节阀使用。

执行标准：设计制造ASME B16.34 JB/T 8527 API609

lotoke三偏心全金属硬密封蝶阀

染。
制药行业
02
用于控制和调节药品生产过程中的流体介质，保证药品质量和
生产安全。
电力工业
03
用于控制蒸汽、水等介质的流量和压力，保证发电厂正常运行。
市政工程
给排水系统
用于控制城市供水、排水系统的流量和压力，保证供水充足、排水顺畅。
污水处理
用于控制污水处理过程中的水流，保证污水处理的效率和效果。
燃气输送
该阀门适用于各种不同的工业领域和流体控制应用，如化工、石油、电力、制药等。
面临的挑战
1 2
高压和高温工况下的密封性能
在高压和高温工况下，Lotoke三偏心全金属硬密封蝶阀的密封性能可能会受到影响，需要采取相应的措施来提高密封性能。
操作和维护要求较高
该阀门结构较为复杂，操作和维护要求较高，需要专业的技术人员进行操作和维护。
产品概述
定义
三偏心全金属硬密封蝶阀是一种阀门类型，其主要特点是采用了三偏心设计以及金属材料的硬密封。
工作原理
通过三偏心设计，使得阀门在开启和关闭过程中，阀板与阀座之间的密封更加紧密。同时，金属材料的硬密封也保证了阀门的高压和高温性能。
应用领域
广泛应用于石油、化工、电力、制药等行业的流体控制系统中，特别是在高压、高温、高腐蚀等恶劣工况下表现出色。
质量控制
严格检验

三偏心蝶阀的设计

一、三偏心蝶阀的结构

二、三偏心蝶阀的工作原理

三、三偏心蝶阀的设计要点

1.阀体和阀盖的设计：阀体和阀盖通常由铸铁，碳钢或不锈钢等材料

制成。为了提高阀门的强度和密封性能，阀体和阀盖通常采用球墨铸铁、

合金钢等高强度材料。同时，通过合理的设计和加工工艺，确保阀体和阀

盖的几何尺寸和表面粗糙度满足要求。

2.阀杆和阀板的设计：阀杆和阀板通常由不锈钢等材料制成。阀杆应

具有足够的强度和刚度，以承受流体的压力和力矩，并保证阀板的正常开

启和关闭。阀板的设计需要考虑流体的流通能力和阀门的密封性能。

3.密封结构的设计：三偏心蝶阀采用多层金属密封结构，通常由两个

金属垫片和一个弹簧组成。金属垫片可以承受流体的高压和高温，保证阀

门的密封性能。弹簧可以保持金属垫片的紧密接触，以实现更好的密封效果。

4.驱动装置的设计：三偏心蝶阀通常使用手动、电动或气动驱动装置。对于大口径和高压力的阀门，通常采用电动或气动驱动装置实现自动控制。驱动装置的设计需要考虑阀门的动作速度和力矩，并保证驱动装置的可靠

性和灵敏性。

5.阀门的安装和维护：在设计三偏心蝶阀时，需要考虑阀门的安装和

维护便利性。阀门通常需要安装在管道中，因此需要设计合适的连接口和

支撑结构。同时，阀门的维护也需要考虑方便性，例如可以方便拆卸和更换阀杆、阀板和密封件等。

四、三偏心蝶阀的应用领域

总结起来，三偏心蝶阀的设计要点包括阀体和阀盖的设计、阀杆和阀板的设计、密封结构的设计、驱动装置的设计以及阀门的安装和维护等。通过合理的设计和制造工艺，可以实现三偏心蝶阀的高性能和可靠性，满足不同领域的流体控制需求。

三偏心蝶阀的结构特点及相关设计分析

４结束语
综上所述，在路面的施工过程中，每个阶段和环节都要注意采取一定的措施防治。新材料、新工艺的推广使用，提高施工方法的科技含量都可以大大降低公路路面的维护费。
ＲｏｄＳｒａｅＣｏｓｒｃｉｎＯｕｌｙＣｏｔｏｓｕｓｏａｕｆｃｎｔｕｔａｉ．ｏｔｎｒｌｃｓｉｎＤｉ
１引言
三偏心蝶阀作为一种直角旋转阀，具有优良的关断特性：频繁操作条件下，长周期的循环使用寿命和良好的双向服务功能。作为经济各领域中成套设备的关键产品，大直径、高温、高压三偏心金属硬密封蝶阀是国家重点攻关新产品，本文主要就三偏心蝶阀的结构相关问题进行探讨。
科学之友
ＦｉｄｏＳｉｃｍｔｕｓｒｎｆｃｎｅＡａｅｒｅｅ
２１年０００７月
三偏心蝶阀的结构特点及相关设计分析
龚忠华
（江三方控制阀股份有限公司，浙江富阳３１０浙１４０）
摘要：三偏心结构蝶阀是蝶阀发展、演化过程中最新的一种，三偏心蝶阀具有诸多优点，因而应用广泛。文章在分析三偏心蝶阀结构基础上，重点对三偏心金属密封蝶阀的主要技术特征进行分析，还利用商业软件对三偏心蝶阀的流体动力特性进行分析，得到相关有用结论。关键词：三偏心蝶阀；结构特点；结构优化；数值模拟中图分类号：Ｔ３文献标识码：Ａ文章编号：１０Ｈ１４００—８３２１２ —０２１６（００）１０９—０２

三偏心金属密封蝶阀的工作原理

三偏心金属密封蝶阀的结构特点：

三偏心金属密封蝶阀的蝶板回转中心(即阀门轴中心)与蝶板密封面形成一个尺寸A偏置，并与阀体中心线形成一个B偏置；阀体密封面中心线与阀座中心线(即阀体中心线)形成一个角度为β的角位置。

三偏心金属密封蝶阀的工作原理

由于在双偏心密封蝶阀的基础上，将阀座中心线再与阀体中心线形成一个β角位置，其偏置后的结果由下图的A-A剖视图可见，当三偏心硬密封蝶阀处于完全开启状态时，其蝶板密封面会完全脱离阀座密封面，并且在蝶板密封面与阀体密封面之间形成一个与双偏心密封蝶阀相同的间隙Y，而由图可见，由于β角位置的形成会使长、短半径转动的蝶板大、小半圆上，蝶板密封面转动轨迹的切线与阀座密封面形成一个θ1和θ2角。使蝶板启闭时蝶板密封面相对于阀座密封面渐出脱离和渐入压紧，从而彻底消除了蝶板启闭时蝶阀密封副两密封之间的机械磨损和擦伤。该蝶阀从0°~90°开启时，蝶板的密封面会在开启瞬间立即脱离阀座密封面，在其90°~0°关闭时，只有在关闭的瞬间，其蝶板密封面才会接触并压紧阀座密封面。

由图可见，由于θ1、θ2角的形成，使蝶阀关闭时，其密封副两密封面之间的密封比压可以由常规蝶阀的阀座弹性产生改为外加于阀门轴的驱动转矩产生，不仅消除了常规蝶阀中弹性阀座弹性材料老化、冷流、弹性失效等因素造成的密封副两密封面之间的密封比压降低和消失，而且可以通过对外加驱动转矩的改变实现对其密封比压的任意调整，从而使三偏心蝶阀的密封性能和使用寿命得到大大的提高。

三种偏心蝶阀之间的区别

中线蝶阀单偏心双偏心三偏心蝶阀之间的区别

一、中线蝶阀(同心蝶阀)

中线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、但也因密封材料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。

二、单偏心蝶阀

单偏心蝶阀的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，解决了同心蝶阀的蝶板与阀座的挤压问题。但由于单偏心构造在阀门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。

三、双偏心蝶阀

双偏心蝶阀在单偏心蝶阀的基础上进一步改良，应用也是最广泛的。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。

四、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。

单偏心双偏心三偏心蝶阀结构原理

单偏心蝶阀是指阀芯与阀座之间偏心排列的蝶阀。它的结构主要包括阀体、阀座、阀芯、阀杆、密封圈等组成。

1.阀体：阀体是单偏心蝶阀的主要承载部件，通常为铸造而成，具有良好的强度和刚度。

2.阀座：阀座是连接在阀体上的零件，具有密封作用，一般由金属材料制成。

3.阀芯：阀芯是单偏心蝶阀的核心部件，由金属材料制成，具有良好的密封性能。

4.阀杆：阀杆连接在阀芯上，并通过螺纹连接在阀门的操作机构上，用于控制阀芯的开启和关闭。

5.密封圈：密封圈是位于阀芯和阀座之间的环形零件，用于实现阀门的密封性能。

单偏心蝶阀的工作原理是通过旋转阀芯来实现流体的控制。当阀芯处于开启状态时，流体可以顺畅地通过阀体和阀座之间的空间。当阀芯处于关闭状态时，阀芯和阀座之间的密封圈将会紧密贴合，阻止流体通过。

双偏心蝶阀是在单偏心蝶阀的基础上进一步改进而成的阀门。它的结构与单偏心蝶阀相似，但有两个偏心构造：阀芯与阀杆的偏心和阀座与阀体的偏心。

1.阀芯与阀杆的偏心：在阀芯和阀杆的连接处存在一个小偏心，通过旋转阀杆可以使阀芯在阀体内旋转，从而实现流体的控制。

2.阀座与阀体的偏心：在阀座和阀体之间存在一个大偏心，通过旋转阀芯可以改变阀芯与阀座之间的接触面积，从而实现流体的控制。

双偏心蝶阀的工作原理是通过旋转阀芯来改变阀座与阀体之间的接触面积，实现流体的调节。当阀芯处于开启状态时，阀芯与阀座之间的接触面积较小，流体可以顺畅地通过。当阀芯处于关闭状态时，阀芯与阀座之间的接触面积较大，从而阻止流体通过。

三偏心蝶阀是在双偏心蝶阀的基础上进一步改进而成的阀门，其主要特点是阀芯、阀座和阀体之间都存在着偏心结构。

三偏心蝶阀的结构设计及优化要点

文章编号：2095－6835（2019）24－0096－01

三偏心蝶阀的结构设计及优化要点

江力

（九牧厨卫股份有限公司，福建厦门361000）

摘要：为了优化三偏心蝶阀结构，通过仿真分析，挖掘三个偏心与流量特性之间不协调问题。针对此问题，采取正交试验方法，设计蝶阀结构优化设计方案。试验及仿真结果表明，在满足蝶阀不泄漏、不干涉要求情况下，角度偏心φ为4.5°，径向偏心b为11mm，轴向偏心a为135mm为最佳结构设计方案。

关键词：三偏心蝶阀；优化分析；结构设计；密封性能

中图分类号：TH134文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.24.041

蝶阀作为管道输送的重要组成部分，其内部结构性能在一定程度上决定了输送介质、管道系统的控制效果，关乎着中国航空航天、医疗器械、石油化工等多个领域的发展[1]。三偏心蝶阀是继双偏心结构之后推出的新型结构，因结构设计方案不成熟，容易发生形变，其结构设计方案仍需进一步完善。本文以三个偏心与流量特性之间不协调问题作为重点研究内容，提出结构优化方案。

1三偏心蝶阀的结构分析

三偏心蝶阀结构是在双偏心结构基础上添加1个倾角，调整各个接触应力，使其均匀分布，并提高密封性能，从而达到改善蝶阀结构性能的目的。

以蝶板中心作为参照，蝶板回转中心H与其形成的轴向偏心距，记为c；以蝶板中心作为参照，蝶板回转中心H与其形成的径向偏心距，记为e；阀体通道轴线与蝶板锥面轴线形成角偏心，记为φ。

虽然三偏心蝶阀存在轴向偏心距离，提高了蝶阀密封面的连续性，降低了设备加工制造难度，但是蝶板密封面回转半径远远超出封面部位设定半径，导致密封表面无法进入阀座，出现了“干涉”情况。为了避免此问题对装置性能造成影响，必须对蝶阀结构进行优化处理。