高性能蝶阀密封结构的设计
浅谈超高温烟气蝶阀结构设计
119中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.05 （上）1 概述现有的烟气蝶阀经常由于在高温的原因出现填料烟气泄漏、由于含尘、含易结垢的烟尘进入阀杆与轴套函内导致阀杆与轴套，阀杆与轴套函，阀杆与阀杆孔的大量结垢、板结现象，使得阀杆在一段时间后就无法转动了，导致阀门无法开关、阀门失效、工厂无法正常运行的停工停产的情况。
还有现有的烟气蝶阀很难使用到超过600℃以上的高温，因为阀杆填料都是要使用石墨材质，石墨超过600℃容易高温氧化，所以超高温蝶阀的阀杆动密封也是一个行业技术难题。
也经常出现阀门在高温下无法开关导致工厂停产，停产浅谈超高温烟气蝶阀结构设计粟德（宣达实业集团有限公司，浙江 温州 325105）摘要：高温烟气蝶阀作为高温气体介质流的调节或切断装置，用来实现管路系统通断及流量控制的部件，已在硫磺制酸高温副线、石油、石化、化工、冶金、电站等行业中的高温气体管道、高炉配风、锅炉管道中作为控制调节阀得到极为广泛的应用。
其介质一般都含有二氧化硫、三氧化硫、硫化氢等有害气体，一旦泄漏会对环境造成极大的危害。
本文介绍了超高温烟气蝶阀的阀体结构、高温阀杆密封结构、耐高温的阀杆柔性结构、弹性金属密封圈的组合使用方法、耐高温阀体的内衬、设计及工作原理。
关键词：超高温烟气蝶阀；弹性金属密封；高温防卡阻；防堵塞；柔性阀杆结构中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）05（上）-0119-02后温度降低了后阀门又能灵活开关了，这些在超高温阀门上经常出现。
高温卡阻，轴端结垢卡死打不开关不了，高温导致填料密封泄漏问题。
这是高温烟气蝶阀的一个普遍问题，一直行业内都没有很好的解决。
为了解决行业难题，针对高温烟气蝶阀的结构进行了优化设计，使其更好地满足工况条件及操作要求。
该阀并获得了国家专利，专利号：ZL 2019 2 2170434 7。
三偏心金属密封蝶阀密封原理
三偏心金属密封蝶阀密封原理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封效果，这也就很好的解决了金属阀座泄漏量大的问题，又因接触面压与介质压力是成正比的，所以三偏心蝶阀又有较强的耐高压高温性能。
三偏心金属密封蝶阀密封原理三个偏心第一个偏心：密封面所在平面至阀杆中心线的偏离其次个偏心：阀体中心线到阀杆中心线的距离；第三个偏心：阀体密封面所在锥面的中心线与阀体通道中心线存在一个夹角。
设计蝶阀的实验报告总结
设计蝶阀的实验报告总结
一、简介
1. 背景：蝶阀作为一种常见的控制阀门，在工业领域中起到重要的作用。
2. 目的：本实验旨在通过设计蝶阀，探究其流体控制性能，并对实验结果进行总结和分析。
3. 方法：实验采用了设计制造蝶阀的方式进行，包括选材、结构设计和流体性能测试。
二、材料与设计
1. 材料选择：选择合适的金属材料作为蝶阀主要构件，如不锈钢或铝合金，以兼顾强度和耐腐蚀性。
2. 结构设计：根据实验要求和性能指标，设计出蝶阀的外形尺寸、密封结构和连接方式等关键要素。
3. 制造加工：采用适当的加工工艺和设备，制造出符合设计要求的蝶阀零部件，并进行装配测试。
三、流体性能测试
1. 流量特性：通过在流体系统中安装蝶阀，并调节开度，测量流量随阀门开度的变化情况，获得蝶阀的流量特性曲线。
2. 压力损失：在一定流量条件下，测量入口和出口压力，计算蝶阀的压力损失，并分析其在不同开度时的变化规律。
3. 渗漏测试：对蝶阀进行密封性能测试，测量阀门关闭状态下的渗漏量，评估
蝶阀的密封能力。
四、实验结果与分析
1. 流体控制性能分析：根据实验数据和曲线，评估蝶阀在不同开度下的流体控制性能，并探讨可能存在的问题与改进方向。
2. 其他性能指标：综合考虑蝶阀的耐压性能、使用寿命和可靠性等方面的因素，对蝶阀进行综合评估和分析。
3. 结论与展望：总结实验结果，给出蝶阀设计的优点和不足，提出改进方案，并展望蝶阀在工业应用中的发展前景。
请注意根据实际情况对每个小章节的字数进行适当调整，以确保文章内容的完整性和准确性。
三偏心硬密封蝶阀设计原理
三偏心硬密封蝶阀设计原理哎呀，说起咱们日常生活中那些“默默无闻”的小东西，它们可都是大能手！比如说，那个经常在我们厨房里忙碌的煤气灶，它可是个“火眼金睛”，能精准控制火力，让美食在锅里跳舞。
再比如，那个默默守护我们安全的消防栓，它就像个“忠诚卫士”，时刻准备着保护我们的生命财产安全。
今天，我要给大家介绍一种“隐形英雄”——三偏心硬密封蝶阀。
别看它平时不显山不露水，一旦遇到紧急情况，它就能变身成为我们的“救星”。
咱们得说说这个“三偏心”是怎么来的。
简单来说，就是阀门的三个密封面都有一定的偏心度，这样设计的好处是可以减少摩擦，降低磨损，延长阀门的使用寿命。
想象一下，如果阀门的密封面都是正对着，那得多“费力”啊！而有了偏心设计，就像是给阀门穿上了一双“防滑鞋”，让它在各种复杂环境中都能稳稳当当。
再说说这个“硬密封”，这可是咱们阀门界的“铁汉柔情”。
硬密封蝶阀采用硬质材料制造，密封性能超强，即使面对高温、高压、强腐蚀等恶劣工况，也能稳如泰山。
想象一下，要是阀门像豆腐一样一碰就碎，那还怎么保证管道的安全呢？而硬密封蝶阀就像是经过严格训练的战士，无论多么严峻的环境，都能坚守岗位，保护我们的“生命线”。
再来说说这个“蝶阀”，这可是阀门家族中的“颜值担当”。
别看它外表平平，内里却是大有玄机。
蝶阀的结构紧凑，体积小巧，安装方便，而且操作灵活，可以根据需要轻松调整开度。
想象一下，要是阀门像只大笨熊一样，怎么也搬不动，那还怎么发挥它的“威力”呢？而蝶阀就像是一只轻盈的蝴蝶，能在狭窄的空间里翩翩起舞，为我们节省宝贵的空间资源。
这个三偏心硬密封蝶阀在实际应用中又是如何发挥作用的呢？想象一下，当某个地方发生泄漏或者需要紧急切断时，这个“隐形英雄”就会迅速启动，通过精确的调节和强大的密封性能，迅速堵住漏洞，防止更大的损失。
由于它的结构简单、操作方便，即使是没有专业知识的人也能轻松应对。
三偏心硬密封蝶阀就像是我们生活中的“万能钥匙”，无论是家庭用水、工业排放还是消防系统，都能发挥出它独特的作用。
蝶阀密封结构创新设计：河北工业大学创新设计研究所
蝶阀是大口径管道流体 控制的阀门，具有切断、调 节和止回的功能。近年来蝶 阀逐渐被广泛用于各行业。 且高性能蝶阀已经应用到低 温、高温、高压、真空、泥 浆等条件恶劣工况。随着工 业的发展，不同行业对设备 性能要求越来越严格，所以 蝶阀密封结构设计一直是重 要的研究课题。
1.1 密封原理
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虚拟设计
5. 技术开发
移动阀座式蝶阀三维虚拟装配图
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谢 谢！
蝶阀实现密封功能的关键结构部分包括阀 杆、阀板、阀座、阀体。驱动装置带动阀杆、 阀板旋转来启闭阀门，关闭时依靠安装在阀板 边缘的密封圈与阀座的互相挤压实现密封。
Shaft
1.2 问题分析
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由于阀板启闭时，阀板围绕阀杆轴心旋转 运动，密封圈与阀座间存在着摩擦，频繁启闭 就会造成密封圈的磨损，时间长久会使蝶阀密 封性能下降，甚至发生泄漏。
4. 产品开发新设想产生
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结合两方案，结构示 意简图如右图所示： 阀门开启时，阀座在驱 动装置下先与阀板脱离， 阀板再旋转打开。 阀门关闭时，阀板先旋 转关闭，然后阀座在弹簧 作用下与阀板贴紧密闭， 实现密封。
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New Idea 1:
基于“动态性”路线：目 前发展水平“多个绞接”可以 对目前的三杆阀技术进行优化。 以减少密封面之间的摩擦，提 高通道内有效通流面积。
4. 产品开发新设想产生
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一种新型金属硬密封蝶阀的设计
一种新型金属硬密封蝶阀的设计3王翼清(天津国际机械有限公司,天津 300300)摘要:针对金属硬密封蝶阀的双向密封问题,基于液压元件设计中的油缸活塞原理,设计了一种在动水作用下带移动密封不锈钢圈的新型金属硬密封蝶阀。
对基本结构进行了分析,确定了采用双偏心结构的设计;对正向承压比压、反向承压比压、金属密封圈的移动距离进行了计算,有效地解决了双偏心金属硬密封蝶阀的反向承压问题;对密封副材料选择进行了分析,有效地保证了密封效果和比压要求。
关键词:移动密封;硬密封;设计计算中图分类号:TH138 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2009)10-0067-03 蝶阀以其结构简单、整体产品质量轻、占地面积小、操作简单和启闭迅速被广泛应用于中、低压管路中。
随着国民经济的发展,以及工业技术革命的进步,对蝶阀的要求越来越高。
适用于高压、高温、磨损及腐蚀工况下的金属硬密封蝶阀的发展迅速,市场需求逐年增大。
文中介绍了为某城市管网供水所设计的一种新型的金属硬密封蝶阀。
1 密封副的设计金属硬密封蝶阀的密封副结构是产品设计的关键。
阀门关闭时,阀板密封面与弹性阀座相吻合,密封副在介质压力作用下产生微小的弹性变形,从而实现密封。
所以对密封副的基本要求是:密封性能好、操作灵活和转矩小。
为满足对密封副的基本要求,所设计的蝶阀采用双偏心结构,如图1所示。
结构特征为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速脱离阀座,大幅度消除蝶板与阀座的不必要的过度挤压、刮擦现象,减轻了开启阻矩,降低了磨损,提高了阀座寿命。
刮擦的大幅度降低,使得双偏心蝶阀也可以采用金属阀座,扩大了蝶阀在高磨损介质领域的应用。
但以往的金属硬密封蝶阀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,特别是阀门需双向承压时反向承压很难达到正向的承压要求[1]。
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。
高性能蝶阀结构和原理
高性能蝶阀结构和原理高性能衬胶蝶阀高性能衬胶蝶阀是一种结构精巧的衬胶蝶阀,特别适用于各种自来水、工业水、污水、空气、暖通空调、城市煤气、液化石油气的流量和压力的调节或开关控制。
关闭时,阀门为零泄漏。
1.其阀座结构采用获得世界性专利的COS曲线密封结构，减少了阀板与阀座的磨擦,降低了执行机构扭矩,延长了座环的寿命。
其密封过程相当于双偏心阀门。
2.该蝶阀的阀板密封面为球面，这样在密封时,接触相当平滑,特别是轴问密封处的摩擦减小了。
使座环的寿命大大延长。
3.座环内的金属嵌入环可以在阀杆受不平衡力作用而倾斜时,自动封闭阀杆与座环间的缝隙,消除轴向泄露的可能性。
COS曲线COS曲线密封结构,使阀板在密闭前无扭矩的增加,当密闭时阀板与座环在360度的圆周上同时接触,由此减小了摩擦,降低了扭矩,延长了座环的寿命，保证了蝶阀可以长时间的保持零泄露。
同时因为减小了摩擦,降低了扭矩,可以使用小功率的驱动器，从而降低了用户的成本。
球形加工的阀板阀板是按一个完整的球形加工而成,密封面的每一部分都是球面的一部分,阀板与阀环是以同一球面加工的,两者之间间隙小,无摩擦,阀板平稳地旋转,即使是阀板的上、下顶端处的轴向密封面处也不例外,这样的密封面在密封时,尽管有接触,却是相当平滑,所以力矩减小了,密封性能改善了。
高性能衬特氟隆蝶阀高性能衬特氟隆蝶阀是一种阀体内腔全衬特氟隆的蝶阀,广泛适用于具有卫生要求的食品、生物医药、电子行业的各种流体的流量和压力的调节或开关控制,以及化工领域各种强酸、强碱、强腐蚀性气体的控制,具有超群的耐久性、优良的密封性能、优异的抗腐蚀能力,阀关闭时能达到零泄漏。
最大口径600mm,最高工作压力10Kgf/cm2，最高适用温度200℃。
全衬特氟隆的阀板和阀座阀内所有接触流体的部位都衬有特氟隆,包括阀杆上下两端都包有特氟隆,以防止流体沿阀杆渗出。
分离型密封设计密封环设计是橡胶和特氟隆各自独立的,却又相辅相成地增强了密封性能,橡胶使用使密封件具有了弹性,并使橡胶的用量减少,消除了由于温升而使橡胶膨胀将阀板卡死在关闭的位置的可能性。
双偏心软密封防火蝶阀设计
双偏心软密封防火蝶阀设计摘要：蝶阀被大量使用于管道控制系统,，其独有之处是其他把持阀类难以满足的大口径管道把持系统。
大部分,蝶阀的阀座为固定式，其材质有高份子聚合物和金属两类，聚合物阀座首要实用于温度不高的工况。
金属密封阀座蝶阀固然能满足较低的温度和压力工况，但金属阀座的弹性较聚合物阀座低，密封功能不强。
本文主要介绍了蝶阀的主要分类及其特点，并阐明了双偏心软密封防火蝶阀的结构及优势，该蝶阀启闭无摩擦、密封性能好、结构简单，在各工业领域被广泛应用，经过对比几种蝶阀的性能及优势，发现双偏心软密封防火蝶阀更具有市场前景，在此基础上提出了设计的思路，以更好推广双偏心软密封防火蝶阀在生产生活中的运用。
关键词：双偏心；软密封；防火蝶阀引言：蝶阀的结构很简单，它的体积小，重量很轻，其设计简单、操作简便，结构原理适合制作大口径阀门，可以较好的限制流量，因而在石油化工、冶金炼钢、水处置、电力等行业中有了普遍的使用。
近年来，工业技术不断发展，蝶阀成为发展最为迅速的阀门种类之一，其适用范围越来越广泛，设计出的种类和数量也在不断扩大，并向着耐高温和高压、密封性强、寿命长等多功能的方向发展。
双偏心蝶阀也叫作高性能蝶阀，特别用于在水厂、电厂、钢厂冶炼、化工、水源泉工程、环境设施的建立等系统排水用,特别水道管路上有着关键的作用，作为调节和截流设备运用。
蝶阀结构随着技术的发展与人们需求的变化而发展变化，在实践的探索中也克服了弊端，不断完善，有较大的市场前景。
一、蝶阀概述从蝶阀从设计开始到蝶阀被普遍应用经过了很长的时间，优点在于价格比同类设备低，在各类严格、关键的过程的控制管线上、不管是开关阀还是调控阀，只需选型妥当，就可以安心的使用蝶阀。
由于市场需求不同，蝶阀的结构和功能不断优化，自身也在不断演变和发展。
蝶阀的分类方法有多种，我们按阀门结构可分为中线密封蝶阀、单偏心蝶阀、双三偏心蝶阀和三偏心蝶阀；按密封构造可分为金属密封和衬橡胶或衬氟塑料的软密封，除此之外，金属密封可采用多层密封构造或弹性密封构造，以下是蝶阀的基本分类。
蝶阀的设计与选用
对蝶阀设计应注意的流阻、强度、刚度和结构等问题进行了论述, 对蝶阀选用时应考虑的温度、压力、密封及材料等问题提出了建议。
1 概述蝶阀是给水排水管路系统中的一个重要装置,随着工业技术的进步, 对蝶阀的结构及性能提出了不同的要求。
因此, 在设计及选用时应根据工况条件, 对其类型、材料和连接形式等做出合理的选择。
2. 设计2.1.1 结构蝶阀的关闭件(蝶板) 在介质中间, 设计时应考虑其对流阻的影响。
①关于大口径蝶阀蝶板的结构, AWWA C504(美国给水工程协会标准) 规定, 蝶板不应有横向筋, 其厚度不得大于阀杆直径的2125 倍。
②蝶板的迎水面和出水面应呈流线型。
③内部螺钉不能凸出在蝶板外面, 以免增加迎水面积。
国外某公司生产的蝶阀为了减小流阻将蝶板做成铁饼形, 也有公司将小型蝶阀蝶板做得很薄, 而水电管网上用的蝶阀在全开位置时蝶板有导流件,都是为了减小流阻。
我国JB/ T 5317121999 标准也将国际标准ISO/ TC 153/ SC1GT 8237 的流阻和流量系数(表1) 列入其中, 这说明流阻是一个重要指标。
2.1.2 橡胶密封圈有时橡胶蝶阀使用寿命较短, 这与橡胶质量及密封面宽度有关。
橡胶密封蝶阀的密封圈应选用优质的橡胶材料制造, 在压制成型时应遵守工艺规程, 不能任意提高硫化温度, 缩短时间, 否则容易造成密封圈老化和开裂。
与橡胶密封圈配合的金属密封面应有足够的宽度, 否则橡胶密封圈不易嵌入。
另外, 阀体及蝶板的形位公差、对称度、精度、光洁度、密封圈的压弹量等也影响橡胶密封圈的使用寿命。
2.1.3 刚度刚度是蝶阀设计中的重要问题, 它与蝶板、阀轴及连接等因素有关。
(1) 阀轴尺寸AWWA C504 中规定了阀轴尺寸。
阀轴尺寸达不到要求, 可能出现刚度不够, 反向密封泄漏, 开启力矩大等现象。
轴的刚度与1/EI 有关, 也就是说要提高刚度减小变形问题应该从提高EI 着手。
E 是弹性模量, 一般钢材差别不大, 选用好的材料对刚度影响不大。
三偏心蝶阀的设计
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。
三偏心蝶阀设计及方案
三偏心蝶阀设计及方案偏心蝶阀是一种常见的阀门类型，其特点是阀盘的轴心不在阀座的中心位置，而是偏离一定的距离。
这种设计使得阀盘在开启和关闭过程中，不仅能够提供较大的流量通道，还能够减小阀门开启和关闭的力矩，延长阀门的使用寿命。
以下是三偏心蝶阀的设计和方案：1.阀体材质选择：根据使用环境和介质的性质，可选择合适的材质。
常见的材质有碳钢、不锈钢、合金钢等。
要考虑阀门在高温、低温、高压等恶劣条件下的工作性能。
2.阀盘和阀座设计：阀盘的形状和材质的选择对阀门的性能有重要影响。
偏心蝶阀的阀盘通常采用双偏心结构，可以减小阀门的闭合力矩。
3.密封结构设计：偏心蝶阀通常采用金属密封和弹性密封结构。
金属密封可以适用于高温和高压的工作环境，而弹性密封可以适用于常温和一般介质的工作环境。
密封结构的设计需考虑到阀门的使用寿命和密封性能。
4.驱动装置选型：偏心蝶阀一般采用手动、电动、气动和液动等方式进行驱动。
根据现场实际情况和控制要求，选择合适的驱动装置。
5.流量特性设计：根据使用要求，设计阀门的开度特性和调节性能。
可以通过改变阀盘的偏心距离和阀座的形状，实现不同的流量特性曲线。
6.阀门的安装和维护：要考虑阀门的安装和维护便捷性。
可通过设计检修孔或使用可拆卸式阀盘，方便对阀门内部进行维护和更换。
7.阀门的标准和认证：设计和制造的阀门需符合相关的国家标准和认证要求，如GB、API、ANSI等标准。
进行相关认证，如ISO9001等，以确保产品的质量和可靠性。
以上是关于三偏心蝶阀设计和方案的简要说明。
具体的设计方案需根据实际使用要求和工作环境进行具体分析和优化设计。
在设计过程中，需要考虑阀门的性能、可靠性、安全性、经济性等方面的要求，以满足用户的需求。
高温蝶阀设计方案
高温蝶阀设计方案高温蝶阀是一种用于高温环境下控制流体的阀门，它具有体积小、重量轻、结构简单等特点。
为了满足高温环境下的工作需求，设计方案应考虑以下几个方面：一、材料选择：由于高温环境下，材料容易受到腐蚀和热膨胀等影响，所以材料的选择非常重要。
一般而言，高温蝶阀的主要部件应采用耐高温、耐腐蚀的合金材料，如不锈钢、镍基合金等。
二、结构设计：高温蝶阀的结构设计应尽量简单，以减少零部件的数量和复杂性。
主要的结构包括阀体、阀盘、轴心和密封部分等。
阀体通常采用单片或双片式设计，材料为耐高温合金钢，以确保在高温环境下能够正常工作。
阀盘采用双偏心或三偏心结构，以降低摩擦和磨损。
轴心的设计应考虑到高温下的膨胀问题，采用扩散焊或其他方式来解决膨胀与传递力矩的问题。
密封部分采用耐高温、耐腐蚀的密封材料。
三、密封技术：由于高温蝶阀的工作条件较为苛刻，所以对密封技术要求较高。
采用金属与金属的密封方式，如金属密封或波纹管密封，能够保证在高温环境下的严密性。
此外，还可以在阀体和阀盘之间增加陶瓷垫圈等材料，以提高密封效果。
四、驱动方式：高温蝶阀的驱动方式可选用手动、气动或电动驱动。
其中，电动驱动方式具有自动化程度高、控制准确等优点，适用于高温环境下的长期运行。
五、安全保护措施：为确保高温蝶阀在高温环境下的安全运行，可以采取一些安全保护措施，如在阀体上设置温度传感器和阀盘位置传感器，通过监测温度和阀盘位置来实现对阀门的监控和保护。
总之，高温蝶阀设计方案应综合考虑材料选择、结构设计、密封技术、驱动方式和安全保护措施等方面，以确保阀门在高温环境下的正常运行和安全性能。
同时，还应根据具体的工作条件和使用要求进行合理的设计和选择。
设计蝶阀的实验报告
一、实验目的1. 了解蝶阀的结构和工作原理；2. 掌握蝶阀设计的基本方法和步骤；3. 培养实际工程应用能力。
二、实验原理蝶阀是一种常用的流体控制阀门，具有结构简单、启闭迅速、流通能力大、调节性能好等特点。
蝶阀的工作原理是利用蝶板的旋转来控制流体的通断。
当蝶板旋转到阀门全开时，流体通过阀门，实现流体流通；当蝶板旋转到阀门全闭时，流体被截断，实现流体关闭。
三、实验内容及步骤1. 确定蝶阀的规格参数根据实验要求，确定蝶阀的公称直径、公称压力、密封面材质等规格参数。
2. 设计蝶阀的结构（1）选择蝶板形状：根据流体特性和阀门使用要求，选择合适的蝶板形状，如圆形、椭圆形等。
（2）确定蝶板厚度：根据蝶板形状和公称直径，计算蝶板厚度。
（3）设计蝶板支撑结构：设计蝶板支撑结构，包括螺栓、螺母等，确保蝶板在旋转过程中的稳定性。
（4）设计阀体结构：根据公称直径和公称压力，设计阀体结构，包括阀体壁厚、法兰连接等。
（5）设计密封结构：根据密封面材质和密封要求，设计密封结构，如O型圈、V 型圈等。
3. 制作蝶阀模型根据设计图纸，使用材料制作蝶阀模型。
4. 进行实验测试（1）测试蝶阀的启闭性能：在实验台上进行蝶阀的启闭操作，记录启闭时间、压力损失等数据。
（2）测试蝶阀的密封性能：在实验台上进行蝶阀的密封性能测试，记录密封压力、泄漏量等数据。
（3）测试蝶阀的流量特性：在实验台上进行蝶阀的流量特性测试，记录不同开启角度下的流量、压力损失等数据。
四、实验结果与分析1. 启闭性能测试结果根据实验数据，蝶阀的启闭时间、压力损失等指标符合设计要求。
2. 密封性能测试结果根据实验数据，蝶阀的密封压力、泄漏量等指标符合设计要求。
3. 流量特性测试结果根据实验数据，蝶阀的流量、压力损失等指标符合设计要求。
五、实验结论通过本次实验，我们成功设计了一款符合实验要求的蝶阀。
实验结果表明，所设计的蝶阀具有良好的启闭性能、密封性能和流量特性，满足实际工程应用需求。
解析蝶阀的几种密封原理
解析蝶阀的几种密封原理蝶阀是一种流体控制设备，常用于流体的截断或调节。
它的密封原理主要有以下几种：1.蝶阀双偏心结构的密封原理：蝶阀的双偏心结构是指阀杆与阀座轴线和阀体轴线不在同一直线上，这样设计可以有效降低摩擦，延长阀门使用寿命。
在密封方面，蝶阀双偏心结构采用金属与金属的密封方式。
当阀门关闭时，阀座上的金属加密套圈与蝶板金属表面接触，形成金属密封，确保阀门的密封性。
2.蝶阀三偏心结构的密封原理：蝶阀的三偏心结构相比双偏心结构，进一步优化了密封性能。
阀杆位于阀座与蝶板之外，蝶板的轴线位置也相对于阀体的轴线有所偏移。
这种设计使得阀门在关闭时，蝶板与阀座与端面形成三点接触，形成三次密封。
蝶板在关闭时，第一次密封主要是通过金属密封实现的，当压力增加时，第二和第三次密封则主要依靠弹性座环与阀座的密封作用。
3.蝶阀硬密封原理：蝶阀的硬密封主要是通过金属密封的方式实现的。
蝶阀的蝶板表面可以通过喷涂或镀覆特殊的金属材料，使其具有良好的耐腐蚀性和耐磨损性。
当阀门关闭时，金属密封表面与阀座进行金属对金属的接触，确保阀门的密封性。
4.蝶阀软密封原理：蝶阀的软密封主要是通过软质密封圈与阀座的密封作用实现的。
蝶阀的阀座常采用橡胶或聚氨酯等弹性材料制成，而蝶板的表面则经过特殊的加工，以确保与阀座密封圈的接触更加紧密。
当阀门关闭时，软质密封圈可以充分适应蝶板和阀座的不规则形状，形成良好的密封，确保阀门的密封性能。
总的来说，蝶阀的密封原理可以通过金属对金属、金属与弹性材料、或者软质密封圈与阀座的接触，来实现阀门的密封。
根据不同的工作要求和流体性质，可以选择适合的蝶阀密封原理，以实现更好的密封性能。
双偏心金属密封蝶阀密封结构的改进设计
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
双偏心金属密封蝶阀密封结构的改进设计
论述了双偏心金属密封蝶阀高压差双向密封的结构特点和工作原理，介绍了蝶阀的测试和使用性能。
1、概述双偏心金属密封蝶阀的两个偏心是指蝶板的旋转中心线与密封线的偏心和蝶板的旋转中心线与通道中心线的偏心。
阀门开启过程中蝶板能够瞬间与阀座脱离，消除了蝶板与阀座由于挤压造成的刮擦现象，同时减小了启闭扭矩，提高了密封性能。
蝶阀密封副为线接触密封，通过蝶板挤压金属阀座密封圈所造成的弹性变形产生密封效果。
介质压力作用时，假如阀座密封圈变形量不均匀或较小，则可能产生蝶板与阀座脱离或蝶板与阀座密封圈之间的密封比压不足，导致密封失效，故对阀门关闭时阀座密封圈的变形控制要求很高。
针对密封圈变形导致的蝶阀无法实现双向密封的问题，对阀座密封圈结构进行了优化设计。
2、分析双偏心蝶阀的密封原理是当蝶板与阀座之间产生的实际密封比压大于其必须密封比压时，蝶阀即可实现密封。
而密封比压大小是由阀座产生的弹性变形量决定的。
蝶阀的金属密封阀座与蝶板密封处截面形状为圆弧形(对蝶阀高压差下出现密封泄漏的问题进行分析。
由于蝶板安装在阀杆上(此时阀杆相当于简支梁) ，当介质压力正向作用在蝶板上时，蝶板所受到的力会传递到阀杆上，此时阀杆会产生弹性变形。
同时蝶板由于介质压力的作用也产生弹性变形，而阀座产生的弹性变形量比蝶板和阀杆共同产生的弹性变形量小，导致蝶板与阀座之间形成的密封比压减小。
当实际密封比压小于必须密封比压时，蝶阀无法实现密封。
当介质压力反向作用在蝶板上时，蝶板和阀杆共同产生的弹性变形量大于阀座的弹性变形量极限。
此时实际密封比压大于许用密封比压，。
三偏心蝶阀的特点与应用
三偏心蝶阀的特点与应用1.三偏心设计：与传统的蝶阀相比，三偏心蝶阀具有三个偏心结构，即阀杆偏心、阀体偏心和阀座偏心。
这种设计使得阀瓣在开启和关闭时与阀座能够迅速分离，减小摩擦阻力，提高密封性能和寿命。
2.极佳的密封性能：三偏心蝶阀采用金属密封结构，能够有效地阻止介质泄漏，不受介质的颗粒和杂质影响，确保密封性能可靠。
3.耐高温、耐腐蚀性能好：三偏心蝶阀的阀体、阀瓣和密封圈可以根据介质的特殊要求选用不同材质，如不锈钢、铜合金、钛合金等，以确保阀门在高温、腐蚀条件下能够正常运行。
4.流体运行平稳：三偏心蝶阀的阀体、阀瓣和密封圈都采用了流线型设计，减小了流体通过阀门时的阻力，从而减小了阀门运行时的噪音和振动。
5.快速反应能力：三偏心蝶阀的阀瓣采用了轻质材料制造，重量轻，惯性小，能够很快地响应操作信号，实现快速开启和关闭。
6.安装、维护方便：三偏心蝶阀采用法兰连接结构，可根据需要选择不同接口形式，安装方便。
同时，阀体和阀盖的结构设计可以方便拆卸和维修。
1.石油行业：在石油开采、输送和储存过程中，三偏心蝶阀可以用于调节和切断油气介质，如管线输送系统、油罐底阀等。
2.化工行业：在化工生产过程中，三偏心蝶阀可以用于调节和切断各种化工介质，如气体、液体和粉料等。
3.冶金行业：在冶金生产过程中，三偏心蝶阀可以用于调节和切断熔炼、冶炼和矿山等过程中的气体和液体介质。
4.电力行业：在电力发电、输送和供热过程中，三偏心蝶阀可以用于调节和切断各种介质，如水、蒸汽、热媒体等。
5.轻工行业：在纺织、造纸、制药等轻工生产过程中，三偏心蝶阀可以用于调节和切断各种液体和气体介质。
总之，三偏心蝶阀以其优越的特点，如优异的密封性能、耐高温、耐腐蚀性能好、流体运行平稳等，在许多行业中得到广泛的应用。
它不仅可以实现对介质的调节和切断，而且具有安装维护方便等优点，对提高生产效率和保证生产安全具有重要作用。
费希尔 A41 系列高性能蝶阀 说明书
PF51.6:A41（IV ）2004年8月A41型1费希尔A41系列高性能蝶阀目录前言手册内容范围.......................................................1应用场合..............................................................2执行机构..............................................................2附件 (2)选择阀体部件阀体规格..............................................................3阀体结构材质与温度极限 (5)选择执行机构1035型执行机构 (6)选择附件FIELDVUE 数字式阀门控制器............................113710和3720型阀门定位器..............................12其它附件 (12)参考信息流量系数............................................................14其它计算等式的转换.........................................17外形尺寸............................................................18近似重量............................................................21订购信息 (22)前言手册内容范围本产品简介只包括一些比较常用的产品材质、尺寸、选项、以及附件。
需要这些产品的选型和计算方面的协助，可联系您最近的销售办事处或代理商。
更加详细的规格可根据要求提供。
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MD =MM +M C +M T 式中 MD ———蝶阀阀杆扭矩 , N·mm
MM ———密封面间摩擦力矩 , N·mm
MM = 4qM RbM fM h2 + R2 qM ———密封面必须比压 , M Pa R———蝶板半径 , mm
表 2 高性能蝶阀扭矩对比表
阀门通径 (N PS )
扭矩计算值 , N·mm 实测值 (最大 /最小 ) ①, N·mm
实际控制扭矩值 ①, N·mm 国外产品扭矩给定值 ②, N·mm
21 /2 50 27 /45 40 33 /50
3 60 36 /63 50 39 /60
4 75 50 /99 80 58 /100
作 ,即使在设计时采用其他的设计准则进行评估 ,如 在 D 级工况下采用 A 级准则 、或 B 级准则 。因此 , 对于非能动阀门 , 只要在设计上满足核电规范如 ASM E III或 RCC - M 的要求 ,即可认为在所有工况 下都能确保压力边界的完整 ,而不必进行样机试验 鉴定 。
8 覆盖原则
bM ———密封面接触宽度 , mm fM ———密封面间摩擦系数 h———阀杆与蝶板中心的偏心距 , mm
M c ———阀杆轴承摩擦力矩 , N·mm
213 护板的紧固 对于高性能蝶阀 , 护板及护板螺钉应设计成当
两端法兰被移走时足以承受最大压差力额定值 。护 板螺钉的载荷校核按如下规定 。因密封圈选用聚四 氟乙烯材质 , 使用温度不超过 200℃, 对螺钉的载 荷只需按常温工况进行校核即可 。
设计符合 AP I 607、AP I 6FA 耐火试验的规定 。 当用户提出防静电要求时 ,阀门应设计静电连
通结构 。蝶板与阀杆之间以及阀杆与阀体之间形成 静电通道 。这样 ,因摩擦而产生的静电便通过阀杆 传到阀体 ,从而通过管道与地接触 ,消除静电积累。
按照 AP I 609中对高性能蝶阀提出了阀杆需设 置防射出机构的要求 ,当阀杆同蝶板连接处或阀杆 内部出现损坏时 ,由于内压作用 ,阀杆任何部分不致 从阀门射出 。此设计不应依赖于驱动装置 (如齿轮 箱 、驱动器 、把手等 )限制阀杆射出 。
面积的表面粗糙度 Ra 值为 018μm , 填料函表面粗 糙度 Ra 值为 312μm 或更光滑〔1〕。对于阀杆及填料 函表面光洁度的问题 , 现在国内很多企业都没有足 够的认识和重视 。阀杆及填料函表面光洁度不够 ,
(下转第 20页 )
— 20 — 阀 门 2009年第 4期
5 115 50 /96 115 86 /140
6 170 90 /142 150 126 /185
8 285 180 /320 295 217 /350
10 420 350 /530 480 318 /650
12 620 420 /560 825 475 /1260
注 : ①江南阀门有限公司产品数据 。 ②国外某公司产品 (样本 ) 。
常温时螺钉的计算载荷 QL Z取 (Q yj + XQ g ) 与 (QD F +Q g ) 两者中的较大值 。 式中 Q yj ———无介质时 , 紧密连接所需的预紧力
Q g ———螺栓的工作载荷 , N QD F ———有介质时 , 垫片上的密封力 , N X———螺栓的外载荷系数 ( X = 012～013)
外 , 阀门最大和最小扭矩差值较大 , 分析其主要原 粗糙度 。为保证阀杆的密封要求 , 阀杆与填料接触
因是阀杆 、密封圈或蝶板加工精度及光洁度不够 、 阀杆与阀体通孔同轴度低或填料压盖的螺栓预紧力 不相均衡 。经实践证明 , 可采用改进阀门加工工艺 和提高零件精度等措施 , 保证阀门具有相应统一的 阀门扭矩 。 ①严格控制阀杆及填料函的加工精度及
1 概述
高性能蝶阀 (H igh Perform ance B utterfly Valve HPB FV )是 20世纪 60年代中期随着聚四氟乙烯作 为阀座材料在蝶阀中的使用而产生的 ,并被列入美 国石油协会标准 (AP I 609 双法兰式 、凸耳式和对夹 式蝶阀 ) 。高性能蝶阀一般为双偏心 、球面密封结 构 ,阀座采用 PTFE /RPTFE (聚四氟乙烯 /增强聚四 氟乙烯 )材质 ,较橡胶密封蝶阀具有摩擦系数小 、扭 矩小 、寿命长 、可在管路终端安装使用等优点 ,可以 用于工作压力 600 lb ( 11M Pa) ,温度 230℃,具有腐 蚀性介质的管路上 ,实现阀门的双向密封和切断介 质或调节流量 ,用途十分广泛 。
3 防火 、防静电 、防射出结构
随着蝶阀在控制工艺过程中的使用 ,对处理碳 氢化合物以及石油 、石油化工 、化学工业中易燃介质 的高性能蝶阀提出了防火及防静电的要求 ,另外在 很多场合也提出了当管道异常升压时阀杆防射出的 要求 。 防火型的高性能蝶阀用在要求发生火情环境下 仍能可靠密封的场合 。正常工作时 ,弹性阀座与蝶 板接触并保持密封 。当发生火情时 ,一旦四氟密封 圈被烧毁或软化 ,金属层在介质压力作用下推向蝶 板仍能起到密封作用 。待灾情解除后再予修复或更 换 。着火时 ,允许阀座 、阀盖或阀杆有少量的泄漏 。
作者简介 :黄作兴 (1978 - ) ,男 ,高级工程师 ,从事阀门研发和企业管理 。
— 14 — 阀 门 2009年第 4期
将反向变形 , 压向蝶板密封圈形成密封比压阻止介 质泄漏 。
护板用螺钉应采用应变硬化不锈钢螺钉材料 , 并根据相关标准 (如 A S TM A 193 ) 的规定使用 。 另外 , 护板紧定螺钉应凹进或低于护板表面 。 214 阀门扭矩
社 , 1991. 〔5〕 杨源泉. 阀门设计手册 〔M 〕. 北京 :机械工业出版社 , 1992.
(收稿日期 : 2009103108)
(上接第 14页 )
容易导致填料的磨损 ,填料的磨损又会使阀杆在动 作过程中表面光洁度降低 ,形成恶性循环 。长此以 往 ,不仅增大了填料与阀杆间的摩擦力 ,而且容易导 致介质从填料处发生外漏 。 ②严格控制密封圈和蝶 板的加工精度及光洁度 。 ③为保证阀体与阀杆配合 面的同轴度 ,阀体上下通孔应一刀加工 。 改进后 ,阀门最大最小扭矩波动变小 ,一般可以 控制在 10%左右 。
2176
204
0134 0169
0134 0169
1172
232
-
-
-
-
0169
212 密封圈结构 高性能蝶阀的密封圈应设计成使介质压力有利
于密封的结构 。当无压力时 , 阀杆传递过来的扭矩 使蝶板与密封圈间产生足够的密封比压 , 使阀门密 封 。当受到管道中正向介质压力 (图 1) 时 , 能借 助管路中的介质压力使密封圈紧紧压在蝶板密封面 上 , 使密 封 性 能 更 加 可 靠 。当 介 质 反 向 流 动 时 (图 2) , 介质压力作用在密封圈的另一侧 , 密封圈
ANSI B16141的扩展原则为 ①样机压力等级的 扩展原则 90% ～200%。 ②样机口径的扩展原则 50% ～200%。ASM E QM E - 1 的扩展原则按 QVC
- 7420如下的尺寸区间 ,从每一个定义的区间的中 间位置各选一台阀门进行试验 ,或者从较低定义区 间的邻近中间位置选择一台阀门 、从较高定义区间 的邻近上端位置选择一台阀门进行试验 ,即 DN100 及以下 , DN125～500, DN500以上 。
参考文献
〔1〕 ASME QME - 1: 2002,核电厂能动机械设备的鉴定 〔S〕. 〔2〕 ASME第 III卷 2004 , BPVC规范〔S〕. 〔3〕 RCC - M 2000 (R2002) ,压水堆核岛机械设备设计和建造规则
〔S〕. 〔4〕 〔美 〕J. L. 莱昂斯. 阀门技术手册 〔M 〕. 北京 : 机械工业出版
The design of h igh performance butterfly va lve
HUAN G Zuo2x ing
( J iangnan V a lve C o1, L td1Zhejiang W enzhou 325013, C h ina)
Abstract: In troduced the m a tte rs need p ay a tten tion to w hen design ing the h igh p e rfo rm ance bu tte rf ly va lve. Key words: h igh p e rfo rm ance; bu tte rf ly va lve; sea l; design
2009年第 4期 阀 门 — 1 3 —
文章编号 : 100225855 (2009) 0420013202
高性能蝶阀密封结构的设计
黄作兴 (江南阀门有限公司 ,浙江 温州 325013)
摘要 介绍了高性能蝶阀设计时需要注意的一些事项 。 关键词 高性能 ; 蝶阀 ; 密封 ; 设计 中图分类号 : TH134 文献标识码 : A
R PTFE
- 29～38 1197 1197
5110 5110
10120
66
1188 1188
4188 4188
8196
93
1179 1179
3197 4165
6121
121
1169 1169
2193 3165
4183
Hale Waihona Puke 1491159 11592107 2169
3179
177
0197 1148
1121 1172
ASM E QM E - 1取消了 ANSI B16141 关于压力 的扩展原则 ,但要求以最不利条件进行样机的选择 和试验 。
扩展原则必须符合 QVC - 7220的设计相似性 。 满足 QVC - 722011要求的前提下 , ASM E QM E