上海申弘阀门有限公司
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之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍三偏心金属密封蝶阀结构分析三偏心蝶阀蝶板的空间结构较为复杂,蝶板的力及位移分布情况直接影响到蝶阀的密封以及阀门的启闭。如果蝶板的变形不合理,则会直接影响阀门的密封效果,导致泄露,还有可能发生自锁等情况。 随着现代工业技术的飞速发展 , 蝶阀被广泛应用于管道控制系统, 特别是其他控制阀类难以满足的大口径管道控制系统。为了解决双偏心蝶阀在结构上存在的缺陷, 提高蝶阀性能, 适应工况的更高要求, 经研制开发了三偏心蝶阀, 其特征是以偏心抛物线形密封面取代了球形密封面 , 以浮动金属阀座取代了固定金属阀座。
新型的三偏心蝶阀，它包括有阀体、阀座、阀杆、蝶板、密封圈，其特点是金属密封圈的直角压力角大于材料的摩擦角。本实用新型由于是通过限定密封圈周边的压力角均大于材料的摩擦角，从而保证了密封圈周边上每点受力后变形充分，密封圈的变形位移不会产生自锁情况，从而大大地提高阀门的密封效果。本新型还具有结构简单合理、使用寿命长、应用范围宽等优点。本蝶阀采用的是三维偏心原理设计，使密封面的空间运动轨迹达到理想化，密封面相互之间无磨擦、无干涉，加之密封材料选择得当，从而使蝶阀的密封性、耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性等得到了可靠的保证。其主要特点如下：
1、操作力矩小，操作方便，省力灵巧；
2、三维偏心结构，使蝶板越关越紧，其密封性能可靠，达到零泄漏；
3、耐高压、耐腐蚀、耐磨损、使用寿命长等。
三偏心金属密封蝶阀结构分析三偏心蝶阀结构原理：
一偏心：阀杆旋转中心与阀座中心线偏离，确保阀座与阀板之间的密封。
二偏心：阀杆旋转中心与阀座中心线偏离，阀门开启时，是蝶板密封面迅速脱离阀座密封面。
三偏心：密封面椎体中心与阀门中心线偏离，当阀门开启或关闭时消除蝶板密封面和阀座密封面的干涉及摩擦。
三偏心金属密封蝶阀结构分析三偏心蝶阀主要特点：
1、双流向均可承压，实现无流向限制的安装方式。
2、全金属密封设计，阀座、密封圈采用司太立合金堆焊技术，解决了高温高压、低温等严苛工况下，蝶阀密封性能差的难题；可以耐压高达 2500 磅级，耐温低至 -196 ℃高达 850℃，密封达到 0 泄漏，调控比高达 100:1 以上。
3、阀座和阀体采用分体设计，阀板与密封圈采用分体设计，产品可实现通配互换。不会因为密封磨损问题而导致整台阀门报废，只需更换阀座和密封圈就可以正常使用，从而降低使用成本。
三偏心蝶阀优点：
1、密封性能好，提高了系统的可靠性；
2、摩擦阻力小，启闭省力、灵活；
3、使用寿命长，可以实现反复多次开关；
4、承压及耐高温能力强，适用范围广。
三偏心蝶阀结构分析
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀三偏心蝶阀的密封副通常为斜锥面,其结构如图1所示。图中的蝶板为斜切圆锥所得,O点为参照坐标系原点,O′点为偏心蝶板回转中心,圆锥半角为β,三个偏心分别为:圆锥轴线x′与流道中心线x的角度偏心α、偏心蝶板回转中心O′与流道中心线x轴的径向偏心α以及偏心蝶板回转.中心O′与蝶板中面的轴向偏心e。角度γ为蝶板密封面与流道中心线x轴的夹角,该角度沿着密封面旋转的方位不断变化,在图中蝶板上下两端的γ角分别为γ1和γ2。
三偏心蝶阀自问世以来、为满足日益严格的工况要求、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、精密的制造。在吸取、总结其他品牌三偏心蝶阀的长短处的基础上、推出了自己特色的上海东宝牌三偏心蝶阀，其特点如下∶
三偏心蝶阀的特点
1、API规格
*、API609已事实上成为工业重要管线上用阀门的规格。而三偏心蝶阀则全面严格按照API609规格的新1997年版设计、制造。更可贵的是、三偏心蝶阀基本设计不仅仅局限于API一个规格、BS515NSIB16.34、ASMESECVIII等各大规格都能对应、这保证了三偏心蝶阀在所有的工业领域都有用武之地。
2、均衡固定结构
从三偏心蝶阀的密封面形状特点出发、三偏心蝶阀的密封副固定方式采用了螺栓椭圆形分布固定、不但定位准确、而且还使每个螺栓都均衡受力、杜绝了因应力分布不均而产生的密封副松动、泄漏。
3、双重安全构造
三偏心蝶阀严格按照API609的规格要求、为防止因受流体压力、温度的影响而引起的蝶板变形、阀杆错位、密封面咬合、在蝶板上下侧分别装有两个各自独立的止推环、从而保证了阀门在任何工况下的正常工作；
三偏心蝶阀
同时、为防止未知原因所引起的阀杆破损、飞出而造成的突发事故、在阀门下端内外两处设计了各自独立的阀杆飞出防止机构、这也从侧面保证了三偏心蝶阀的压力等级可以做到高达2500磅级。
4、本体阀座构造
三偏心蝶阀的阀座安装构造有两种、大多数是为图方便而安装在蝶板上、但三偏心蝶阀则采用了本体阀座构造、将阀座安装在本体上。其优点是与蝶板阀座相比、大大减少了阀座直接接触介质的机会、从而降低了阀座受冲蚀的程度、延长了阀座的使用寿命。
5、无死区设计
三偏心蝶阀在设计过程中、特别考虑了在调控领域中的应用问题、充分利用三偏心蝶阀的密封原理、做到了阀门开关时蝶板不刮擦阀座、阀杆的扭矩通过蝶板直接传递至密封面、也就是说蝶板与阀座间几乎无磨擦现象发生、从而杜绝了打开普通阀门是所常见的跳跃现象、*了阀门的低开度范围内因磨擦等各种不安定因素所造成的调控不能现象、即*了死区（不感带）、这意味着三偏心蝶阀几乎可以从0开度开始即进入可调控区域、直至90开度、其正常调控比是一般蝶阀的2倍以上、调控比高可高达100:1以上。这为Tritec作为调控阀使用创造了良好的条件、特别是在大口径时、截止阀的成本*、另外、截止阀无法实现零泄漏、在需要紧急关断的工况中、在截止阀的旁侧加装关断阀、而三偏心蝶阀集调控与关断于一身、其经济效益是极其可观的。
6、薄层片阀座结构
三偏心蝶阀的阀座由不锈钢薄片与石墨薄片层叠而成、这种结构可以有效地防止介质中的微小固形物的影响和热膨胀所可能引起的密封面咬合、即使出现微小的损伤、也不会产生泄漏、而这在对双偏心蝶阀或其它三偏心蝶阀来说是不可想像的。
7、本质耐火构造
很多阀门都声称具有耐火构造、但其中极大部分阀门为了减少泄漏量而采用了软硬双重阀座构造、其实这很危险。因为火灾时软密封阀座的不燃烧会使金属支持阀座产生应力、温差变形、从而导致耐火机能失灵。所以、目前欧美正在逐渐排除这类名不副实的耐火阀。三偏心蝶阀因为是零泄漏、所以不需要软密封的介助、属名副其实的本质耐火构造、并获有API607、API6FA和BS6755Part2的耐火检验合格认可证书。这保证了三偏心蝶阀可以被应用于石油、石化等各种危险区域。
8、可更换式密封副
三偏心蝶阀的密封副可谓独树一帜、不但本体阀座可以更换、而且由于蝶板密封面与蝶板是独立的、蝶板密封面可也可以更换、也就是说当蝶板密封面受损时、不必再兴师动众地运回制造厂或大举分解阀门、只需调换蝶板密封面即可、这不但大大降低了保养成本、还大大减少了维修工时和检修强度与难度。
三偏心蝶板结构分析
在工况下,介质压力以及阀杆施加的闭合扭矩对蝶板共同作用,蝶板边缘密封面的支持使蝶板受力达到平衡,阀杆对蝶板也有一定的支撑作用,能抵消一部分介质的压力。三偏心蝶阀中的介质流向分为正流和逆流,介质逆流时,介质压力与阀杆的扭矩会相互削弱,使得蝶板的受力减小;而当介质正流时(沿x轴的正方向 ), 介质压力与阀杆的扭矩会相互叠加,增大了蝶板的受力。所以,应取介质正流时的工况,对蝶板进行分析。
三偏心蝶板受力分析
在正流状态下,蝶板受介质力、阀杆作用力及密封面支撑力的共同作用。蝶板边缘的支持力与形变分布直接影响蝶板密封和启闭性能,所以将对蝶板的力学模型进行适当的简化,对蝶板边缘进行重点分析。如图2所示,蝶板椭圆绕回转中心y′轴旋转,受介质压力和阀杆扭矩的共同作用,与密封面(简化为椭圆线)的支撑力达到平衡。阀杆与蝶板连接部位取在离密封面较远的中心部位,使其对密封面的刚度影响减小。蝶板连接部位的受力可以忽略,重点研究椭圆面上的介质压力与阀杆扭矩的叠加,对作用在密封面上压力的影响。
三偏心蝶板为板状结构,对其中间部位可按照平板问题进行分析。但蝶板边缘空间结构较复杂,边缘上的应力和变形分布对蝶阀的性能影响很大,密封面的贴合程度,启闭时是否顺利都与蝶板边缘的力位移分布有关系。本文以蝶板边缘为分析的重点,对蝶板的荷载情况进行了推导和计算。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀
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