蝶阀的优化设计和流场解析

蝶阀的优化设计和流场解析

摘要:伴随城市化进程不断加深、加快，人们生活水平得到进一步的提高，

促进和带动多个行业获得更好的发展。在管道输送当中，蝶阀是非常主要的部分

和结束，其内部结构性能与输送介质管道控制的效果之间都有着紧密的联系和关系。因此，本篇文章主要对蝶阀优化设计以及流场进行认真的研究，以作参考。

关键词:蝶阀；优化设计；流场；

众多的专业工作人员针对于蝶阀进行优化设计，主要应用现代化的方法与手段，将存在的不合理结构设计进行优化，最终真正实现蝶阀的轻量化发展目标，

而且其使用性能也得到了明显的提高。通过对蝶阀进行优化设计，最终的目的就

是为了降低和减少对方结构出现不合理、自重较大等多种问题，从而进一步提高

蝶阀的实际强度，延长其使用的时间。基于此，本文下面主要对蝶阀优化设计以

及流场展开深入的探讨。

1、概况

工业生产过程当中，在众多的阀门当中，蝶阀是非常重要的种类之一，最大

的特点就是体重小、结构特别简单、重量轻、安装尺寸较小的，所以在石油化工、电力、冶金等多个行业当中得到广泛的应用。20世纪30年代左右，美国发明出

了蝶阀是非常重要的，并将其加入到应用过程当中去，之后当时间来到50年代，传入到了日本。20世纪70年代，蝶阀被传入到了我们国家。其最大的特点就是

重量轻、安装空间较小，而且蝶阀的可靠性也非常明显，与各种驱动装置都可以

进行组合使用。

20世纪60年代左右，蝶阀向着高密度性高温的方向发展和前进，尤其是近

年来，蝶阀技术紧随时代发展的脚步，有了明显的进步。现如今国内外相关机构

都针对蝶阀产品非常的关注，并制定了相关的技术标准。虽然说各技术标准表面

都是针对于同一类型的产品，但是是标准有着很大的差异。

2、存在的问题

蝶阀经过长时间的使用，非常容易受到多种因素所带来的影响，出现各种各样的问题，例如：腐蚀问题、密封性不足问题等等。

2.1密封问题

在对阀门进行评价的过程当中，密封性能是非常重要的标准之一，同时，也与蝶阀使用时间的长短之间有密切的联系。之所以蝶阀会出现泄露问题，主要原因包括几个方面，其一:在大口径管网当中，管网的压力在许多的情况之下都非常的大，碟阀在开启和关闭时，所承受的压力自然会很大，水流流态也会因为开启、关闭动作而发生变化的，水流形成的剪切力影响闸板，所以闸板边缘出现被切割的情况，时间一久，就会造成橡胶圈脱落，最终蝶阀密封不严情况的发生。蝶阀在具体使用的过程当中，正常的开启与关闭都会对蝶阀的密封结构带来颇多影响，增加机械磨损出现的可能性，所以其密封性不断的下降。

2.2腐蚀问题

因为蝶阀的工作环境非常特殊，即：长时间处在水流环境当中，所以发生锈蚀的可能性是非常大的。阀门的不同部位，主要的材料也会有很大的差异，所以也非常有可能发生电化学腐蚀现象，例如：金属阀门、水是电解液，电化学腐蚀导致阀体出现渗漏的情况，影响阀门的整体密封性。一些厂家并没有针对阀门的防腐工作加强关注与重视，只是在阀体内涂上一层防锈漆，蝶阀在使用的过程当中会出现较为严重的结构问题，导致其密封性受到诸多的影响。在城市供水官网当中，阀门是非常重要的部分，需要应用科学的方法，切实做好防腐工作，保证密封性不会受到任何因素所带来的影响。而且阀门内衬材料还需要有无毒性质，由于一些厂家因为使用不合格的防锈漆，所以导致阀体会对人们的健康带来威胁和影响。为了能够避免腐蚀问题的出现，需要针对于阀体的内衬材料、阀盖、变速转动箱内外清砂工作结束之后，进行静电喷涂无毒环氧树脂，这样就可以保护人体健康，还可以达到延长使用时间的目的。

3、蝶阀的优化设计

流速会对流量特性产生一定的影响，：两个管道损失系数并不是相同的，那

么即使两个管道所安装的叠阀形式、口径是一致的，但是流量也会有很大的差别。需要保证对方流量完全满足相关的要求，工作人员需要保证所选择的蝶阀口径和

外形合适、恰当，还需要确保接入的管道损失系数控制在一定的范围之中。为

防止蝶阀因背面出现气蚀而出现损坏问题，就应该保证蝶阀的节流幅度处在较低

的使用范围当中，在正常的情况之下为15°外使用。蝶阀开度时，阀体与碟板

前端形成以阀轴为中心点的开口，开口的一侧叠板前端逆流水方向而动，另一侧

顺流水方向而入，所以一侧阀体与碟板形成好比节流孔形状开口，另一侧就形成

了如喷嘴形开口。后者的水流速度与前者相比，要高出许多。在蝶阀设计的过程

当中，需要专业工作人员针对于蝶阀开口控制机制进行仔细的分析，保证蝶阀开

口维度始终保持在一各偏低正常是范围之内，不会出现问题。

众所周知，金属密封与软密封是蝶阀最重要的两种密封形式（金属密封又被

称之为硬密封）。金属密封主要是由金属硬质材料对金属硬质材料构成。软密封

则是不同，是金属硬制材料对非金属硬质材料或者是非金属材质材料对非金属软

质材料的构成。若软密封自身存在一些问题，利用节流时橡胶座会因为气蚀而出

现损伤情况。如果应用的是金属密封，完全能够防止这一问题的出现，因此，在

设计优化的过程中，还需要优先选择金属密封，也就是硬密封，并且开发出噪音

较低、震动幅度小的梳齿形蝶阀。还可以按照工况选择出更加恰当的密封方法，

对于密封柱使用的时间要求较高的，则选择金属密封，如果并没有提出更多的要求，那么就可以使用软密封。金属密封具体的使用时间可以达到40~50年，橡胶

密封座可使用15~20年。

运行管理。阀门想要稳定、良好的运行，那么就必须要保证产品具有极高的

质量，安装恰当、选型合适、还需要专业工作人员进入到维护过程当中去，只有

这样，才能够保证蝶阀的运行更加有序。之所以一些阀门在运行过程当中出现问题，其中有很大部分原因就是因为工作人员对运维工作产生忽视态度所导致的，

错误的操作，必然会对蝶阀产生非常严重的影响。例如：开启度不到位、开关力

度较大等等。因此，相关技术主管部门需要针对阀门维修工作人员进行专业的培训，帮助他们学习和掌握更多专业的知识和技能，降低和减少操作失误问题发生