蝶 阀

一、概述：

蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转90度左右来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门。

蝶阀的优点：

不仅结构简单，体积小，重量轻，材料耗用省，安装尺寸小，而且驱动力矩小，操作简便、迅速，而且还可同时具有良好的流量流节功能和关闭密封特性。

例如，蝶阀完全开启时，具有较小的流阻，当开启15~70度之间时，又能进行灵敏的流量控制，因而在大口径的调节领域，蝶阀的应用非常普遍，并逐渐成为主导阀型。

此外，由于蝶阀蝶板的运动带有擦拭性，故大多数蝶阀可用于带悬浮固体颗粒的介质。依据密封件的强度可用于粉状和颗粒状介质。

蝶阀是近十几年来发展最快的阀门品种之一，特别是在美、日、德、法、意等工业发达国家，跌法的适用范围非常广泛，七是用的品种和数量不断扩大，并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节特性以及亦阀多功能方向发展，其可靠性及其他性能指标均达到较高水平，并部分取代截止阀、闸阀和球阀。根据国外资料：蝶阀的最高压力可达400M pa，温度为：-96~950℃。

二、蝶阀的分类：

1． 按结构形式分：

中心密封、单偏心密封、双偏心密封、三偏心密封。

2． 按密封面材质分：

（1） 软密封蝶阀：

密封面由非金属软质材料对非金属软质材料

密封面由金属硬质材料对非金属软质材料

（2） 硬密封蝶阀：

密封面由金属硬质材料对金属硬质材料

3． 按工作压力分：

真空蝶阀：工作压力低于标准大气压的蝶阀

低压蝶阀：公称压力PN≤1.6Mpa

中压蝶阀: 公称压力PN2.5~6.4Mpa蝶阀

高压蝶阀: 公称压力PN10~80Mpa蝶阀

超高压蝶阀: 公称压力PN>100Mpa蝶阀

4. 按工作温度分类:

(1) 高温蝶阀t>450度的蝶阀

(2) 中温蝶阀120度<t≤450度的蝶阀

(3) 常温蝶阀-40度<t≤120度的蝶阀

(4) 低温蝶阀-100度<t≤-40度的蝶阀

(5) 超低温蝶阀t≤-100度的蝶阀

5. 连接方式分类：

对夹式、法兰式、支耳式、焊接式

对夹式 法兰式

支耳式 焊接式

三、 中线蝶阀的密封原理：

阀板加工时保证其密封面具有合适的表面粗糙度。合成橡胶阀座在模压成形时形成密封面合适的表面粗糙度。阀门关闭时，通过阀板的转动，阀板的外圆密封面挤压合成橡胶阀座，使合成橡胶阀座产生弹性力作为密封比压保证阀门的密封。

阀座材料：聚四氟乙烯，合成橡胶

聚四氟乙烯，合成橡胶，酚醛树脂

另：阀板用聚四氟乙烯全包覆，使蝶阀具有抗腐蚀性。

以下为各种材料的使用温度范围：

PTFE：40~250℃

VITON:10~275℃

High temp viton:10~400℃

EPDN:-30~225

Buna:10~180

四、单偏心密封蝶阀的密封原理：

1． 结构特征：

阀板的回转中心位于阀体的中心线上，且与阀板密封面形成一个尺寸偏置。

2． 密封原理：

由于阀板的回转中心与阀板密封截面按α偏心设置，使阀板与阀座上的密封面形成一个完整的圆，因而在加工时更易保证阀板与阀座密封面的粗糙度。

此类阀门在开启时，阀板密封面会逐渐脱离阀座密封面。蝶阀处于完全开启状态时，阀板密封面与阀座密封面之间形成一个间隙X。通常的设计，当阀板转至20~25度时阀板密封面即可完全脱离阀座密封面。所以在蝶阀启闭过程中，阀板与阀座的密封面之间相对机械磨损，挤压大为降低，密封性能得以提高。

单偏心密封蝶阀密封结构

当关闭阀门时，通过阀板的转动，阀板的外圆密封面逐渐挤压弹性阀座，时阀座产生弹性变形而形成弹性力作为密封比压保证蝶阀的密封。

合成橡胶、聚四氟乙烯、不锈钢板等都可作为弹性阀座。此外，可采用整体阀座，合成橡胶密封全被置于阀板上。

3. 密封副失效的主要原因：

（1） 蝶阀启用过程中，阀板转动挤压弹性软质阀座时，阀板与阀座发生机械磨损，擦伤。

（2）阀板挤压弹性阀座后，弹性阀板或阀座弹性层发生永久塑变及冷流，弹性失效。

（3）性阀座或阀板弹性层的材质老化失效。

（4）介质气蚀、冲蚀密封面。

4. 特点：

（1）较中线密封蝶阀结构复杂，成本稍高。

（2）密封性能较中线蝶阀更好

（3）使用寿命较中线蝶阀更长，使用压力更高。

五、双偏心密封蝶阀的密封原理：

此类蝶阀通常被称为高性能蝶阀。

1. 结构特征：

阀板回转中心与阀板密封面形成一个尺寸偏差a，并与阀体中心线形成一个尺寸偏差b.

2. 密封原理：

当阀板开启90度时，阀板密封面与阀座密封面的间隙y比单偏心的x大得多。

由于尺寸b偏差的存在，使阀板的转动半径分为长半径和短半径；在长半径转动的轨迹的切线与阀座密封面成一个θ角,使阀板与阀座之间有一个渐出脱离和渐入挤压的作用，从而降低了阀板启闭时蝶阀密封副两密封面之间的机械磨损和擦伤。

此类蝶阀比单偏心更快的脱离阀座密封面。在设计过程中阀板转动8~12度时阀板密封面即可完全脱离阀座密封面。

当关闭蝶发时，通过阀板的转动，阀板的外圆密封面逐渐接近并挤压阀座，，使其产生弹性变形而形成弹性力作为密封比压保证蝶阀密封。此类蝶阀的阀座主要有以下几种：不锈钢制开口金属O型圈密封阀座，不锈钢制金属U型圈密封阀座，聚甲醛密封阀座，聚四氟乙烯、弹簧钢丝符合阀座。

双偏心密封蝶阀密封副结构

双偏心蝶阀开启、关闭原理图

3. 双偏心蝶阀密封面性能失效的原因：

（1） 在蝶阀启闭过程中，阀板转动挤压弹性软质阀座时阀板

与阀座发生机械化磨损，擦伤等现象。

（2） 弹性阀座或阀板弹性层产生永久塑性变形及冷流，弹性

失效等。

（3） 弹性阀座或阀板弹性层的材质老化失效

（4） 介质气蚀、冲蚀密封面。

4. 双偏心密封蝶阀的特点：

（1） 结构较单偏心密封蝶阀复杂，成本稍高。

（2） 密封性能较单偏心密封蝶阀更好

（3） 使用寿命较单偏心密封蝶阀更长，使用压力更高。

六、三偏心密封蝶阀：

1. 结构特征：

除以上两偏心以外阀体中心与阀体密封面中心形成一个角度偏差值β.

三偏心金属密封蝶阀

三偏心技术密封蝶阀开启状态图

三偏心金属密封蝶阀关闭状态图]

三偏心密封蝶阀处于完全开启状态时其阀板密封面会完全脱离阀座密封面，并且在阀板密封面与阀座密封面之间形成一个与双偏心密封蝶阀相同的间隙y。由于β偏置角的形成使长、短半径转动的阀板大、小半圆上，阀板密封面转动轨迹的切线与阀座密封面形成θ1角和θ2角，使阀板启闭时密封面相对于阀座密封面渐出脱离和渐入压紧，从而彻底消除了阀板启闭时密封副两密封面之间的机械磨损各擦伤。

该类蝶阀在0~90度开启时，阀板密封面会在开启的瞬间立即脱离阀座密封面。在其90~0度关闭时，只有在关闭的瞬间，其阀板密封面才会接触并压紧阀座密封面。

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座作弹性老化，冷流，弹性失效等因素造成的两密封面之间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，从而使之偏心密封蝶阀的密封性能和使用得到大大的提高。

2. 失效原因：密封面的气蚀、冲蚀

3. 特点：

（1）密封副设计复杂，制造难度大，成本高

（2）密封性能非常好

（3）使用寿命特别长，使用压力高。

七、蝶阀的驱动方式

蝶阀的驱动方式主要有以下几种：带齿手轮、手动装置、气动、电动等。

八、常用的蝶阀设计标准

API 609 对夹及法兰式连接蝶阀

MSS SP-68-1977 偏心结构的高压蝶阀

GB/T 12238 法兰和对夹连接蝶阀

JB/T 8527 金属密封蝶阀