三偏心蝶阀设计方案

◆三偏心蝶阀技术设计方案

一、产品介绍

该阀是我企业技术人员经优化设计高性能金属密封蝶阀。采取了“斜置椭圆蝶板径向动平衡密封系统”，能可靠地实现蝶阀密封零泄漏，是真正含有国际领先水平高科技新产品。该产品成批投产后发明了良好经济效益和社会效益，并作为以国代进产品，被中国外各企业大量选择，深受广大新老用户欢迎，是值得您高度信赖优质产品。

该阀蝶板在启闭过程中，实现了蝶板密封圈和阀座密封面之间无滑动摩擦、卡挤，密封面上压力角大于摩擦角，采取“径向动平衡密封系统”设计，使蝶板开启阻力极低。启闭过程中蝶板密封面沿 360°圆角各点能够瞬间快速完成，逐点接触和逐点脱离。开启密封即分离，快速正确实现关闭接触自动相吻合密封动作。

该种阀因为采取多重密封，经过高精度机械加工成椭圆型截面密封环，它和阀座金属密封面组成密封副。这种密封结构，在高压工况下不产生塑性变形，在高温或低温工况下，不存在冲压应力、焊接应力、弹性退火或咬坏脆裂现象，根本处理了传统蝶阀密封结构不合理引发泄漏弊病，大大提升了阀门密封可靠性。保温蝶阀也称夹套蝶阀，是在一般三偏心金属硬密封蝶阀基础上在阀体外部焊装了金属夹套，在保温蝶阀阀体两侧装有夹套接口，可涵入蒸汽或其它过热气体，以预防介质在常温状态下凝固或结晶。保温蝶阀法兰较一般金属硬密封蝶阀要大一到两个规格，关键用于石油、化工、冶金、制药等各类系统。

二、适用范围

本阀适适用于高、中、低压，高温、低温管路中作闭路密封装置、节流装置和调整装置。广泛适适用于石油、化工、冶金、矿山、电力、能源、交通、农田、水力、环境保护、建筑、医药、生物等行业。尤其适用密封要求较严格工况，如煤气管道上，也适用水、蒸气、油品、空气、尘气、硝酸等腐蚀性介质。

使用温度-196℃—600℃，工作压力 PN0.25—10Mpa 或 150—600 磅级。本阀完全能够替换粗笨、价高闸阀、截止阀、球阀、节流阀，并作为以国代进产品。

三、阀门结构特征和工作原理

3.1 三偏心硬密封蝶阀结构特征

蝶板回转中心（即阀门轴中心）和蝶板密封面形成一个尺寸 a 偏置，并和阀体中心线形

成 1 个 b 偏置，阀体密封面中心线和阀座中心线（阀体中心线）形成一个角度为β角偏置。

启瞬间立即脱离阀座密封面。在其 90~0 度关闭时，只有在关闭瞬间，其阀板密封面才会接触并压紧阀座密封面。因为θ1、θ2 角形成，使蝶阀关闭时，其密封副两密封面之间密封比压能够由外加驱动转矩产生，不仅消除了常规蝶阀中弹性座作弹性老化，冷流，弹性失效等原因造成两密封面之间密封比压降低和消失，而且能够经过对外加驱动转矩改变，实现对其密封比压任意调整，从而使其密封性能大大提升。

3.3 结构特点

3.3.1 无摩擦运动。独特三偏心结构使蝶板在启闭过程中实现全行程无摩擦转动，消除了密封件和阀座之间全部接触摩擦，延长了阀门使用寿命。而双偏心结构硬密封蝶阀在启闭过程中即使也有一定减摩功效，但在 20°左右启闭范围内，两轴端密封件和阀座之间摩擦不可避免，一旦因为密封面磨损使密封件达成必需密封比压所要求弹性变形量不能确保时，阀门将产生泄漏。

3.3.2 由扭矩产生弹性密封。蝶板密封圈由靠护圈（压板）镶嵌定位在蝶板上，但没有固定死，它能在径向自由移动，密封圈这种特殊形状使它含有很大弹性。依靠关闭力矩使弹性密封圈紧压在阀座锥面上，并使密封圈产生一定向蝶板中心弹性变形，因为该弹性变形使蝶板无须依靠管道介质压力就能确保可靠密封。

3.3.3 倾斜锥面设计确保均匀密封接触。三偏心蝶阀尤其选定锥形角，使弹性密封圈以一定接触角和阀座接触。这个接触角均匀地围绕其圆周面，确保阀杆处密封圈和阀座间完全接触，这种几何形状使得密封圈密封应力完全均匀分布，确保了整个密封面密封。

3.3.4 阀板密封圈为多层不锈钢 316(OR 316L)夹 PTFE(OR 柔性石墨)，阀座密封面堆不锈钢。因为阀座密封面向上升起这种结构，固体物不易在那里积聚，可长久保持阀门密封性能。（详见下图）

3.3.5 阀门采取蜗轮蜗杆手动操作，在蜗轮箱盖上设置有指针，能随蝶板运动同时显示阀门开启或关闭状态。

3.3.6 蝶阀默认采取通轴式结构，也可采取段轴式结构。下轴为内置式，采取阀盖端面静密封；上轴采取V 型填料密封，经过调整填料压盖压紧力，可取得良好密封效果。

3.3.7 采取不锈钢硬化轴承，摩擦力矩小，低磨损，耐腐蚀。

3.3.8 结构优异，优化创新高科技。

3.3.9 克服了高温高压工况下，水刀切割损伤。

3.3.10 阀门密封付间无滑动摩擦卡挤，阻力小，扭矩低，操作启闭轻松自由。

3.3.11 密封付无擦伤，且有赔偿调整功效，使用寿命长。

3.3.12 适用高温、高压工况，且尤其适用要求高密封性能工况，如煤气管道等。

四、蝶阀使用标准及设计依据

1.设计标准

弹性阀座蝶阀设计应符合 GB/T 12238 要求。

金属复合密封蝶阀设计应符合 JB/T 8527 要求。

美标蝶阀设计应符合 API 609 要求。

2. 压力温度额定值

2.1 阀门压力温度额定值按 ASME B16.34、ASME B16.42、GB/T12224或GB/T 17241.7标准要求。

2.2 对于非金属蝶阀密封圈等非金属件，其适用温度范围和压力温度额定值低于阀门壳体压力温度额定值时，需在质量证实文件和铭牌上注明。

3. 结构长度

3.1 美标系列

美标系列蝶阀结构长度按 API609 或 ASME B16.10 要求。

(1) 钢制双法兰式蝶阀结构长度按短型系列。

(2) 凸耳和对夹式蝶阀法兰连接孔能够是通孔或螺纹孔，螺纹孔旋合深度最少等于公称螺栓直径，不过靠近阀杆螺纹孔旋合深度可为公称螺栓直径 67%，定位法兰螺栓由我企业配套。

3.2 国家标准系列

国家标准系列蝶阀，其结构长度标准根据 GB/T 12221 标准要求。

(1) 双法兰连接蝶阀按 GB/T 12221-20XX 表 10 短型系列。

(2) 凸耳和对夹式连接蝶阀按 GB/T 12221-20XX 表 10 要求。其中偏心蝶阀按长型系列，其它按短型系列。

(3) 凸耳和对夹式蝶阀法兰连接孔能够是通孔或螺纹孔，螺纹孔旋合深度最少等于公称螺栓直径，不过