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蝶阀设计与选用

[ 2013-12-20 ]

摘要：对蝶阀设计应注重的流阻、强度、刚度和结构等问题举行了叙述，，，，，对蝶阀选用时应思量的温度、压力、密封及质料等问题提出了建议。。。。

要害词：蝶阀；；；；；；设计；；；；；；选用；；；；；；

1 概述

蝶阀是给水排水管路系统中的一个主要装置随着工业手艺的前进，，，，，对蝶阀的结构及性能提出了差别的要求。。。。因此，，，，，在设计及选用时应凭证工况条件，，，，，对其类型、质料和毗连形式等做出合理的选择。。。。

2 设计

2.1 结构

蝶阀的关闭件（蝶板）在介质中心，，，，，设计时应思量其对流阻的影响。。。。

关于大口径蝶阀蝶板的结构，，，，，AWWA C504（美国给水工程协会标准）划定，，，，，蝶板不应有横向筋，，，，，其厚度不得大于阀杆直径的 2.25 倍。。。。
蝶板的迎水面和出水面应呈流线型。。。。
内部螺钉不可凸出在蝶板外面，，，，，以免增添迎水面积。。。。

外洋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 53171-1999 标准也将国际标准 ISO/TC 153/SC1GT8-37的流阻和流量系数（见《表 1》）列入其中，，，，，这说明流阻是一个主要指标。。。。

《表 1》蝶阀的 C (Kv)、K (ξ) 值
公称通径 DN mm	公称压力 PN/MPa
	小于 16		20.25
	C (Kv)	K (ξ)	C (Kv)	K (ξ)
40	50	64	40	2.56
50	80	1.33	45	2.37
65	150	1.27	120	1.98
80	250	1.05	200	1.64
100	400	1.00	300	1.78
125	650	0.92	450	1.93
150	1000	0.81	800	1.26
200	1900	0.71	1500	1.14
250	3100	0365	2500	1.00
300	4700	0.59	3600	1.00
350	6700	0.53	5400	0.82
400	9000	0.51	7000	0.84
450	11500	0.50	9500	0.73
500	14000	0.50	12000	0.69
600	21000	0.47	18000	0.64
700	30000	0.43	25000	0.61
800	41000	0.39	35000	0.53
900	53000	0.37	46000	0.50
1000	67000	0.35	58000	0.48
1200	100000	0.35	87000	0.44

2.2 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质料制造，，，，，在压制成型时应遵守工艺规程，，，，，不可恣意提高硫化温度，，，，，缩短时间，，，，，不然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，，，，，不然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。。。。

2.3 刚度

刚度是蝶阀设计中的主要问题，，，，，它与蝶板、阀轴及毗连等因素有关。。。。

（1）阀轴尺寸 AWWA C504 中划定了阀轴尺寸。。。。阀轴尺寸达不到要求，，，，，可能泛起刚度不敷，，，，，反向密封走漏，，，，，开启力矩大等征象。。。。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，，，，，一样平常钢材差别不大，，，，，选用好的质料对刚度影响不大。。。。I 是惯性矩，，，，，与轴的截面尺寸有关。。。。阀轴的尺寸一样平常按弯扭合成盘算，，，，，它不但与扭矩有关，，，，，并且主要与弯矩有关，，，，，尤其大口径蝶阀弯矩比扭矩大得多。。。。

（2）轴孔配合 AWWA C504的旧版本中划定，，，，，蝶阀轴是一根直通的整轴。。。。1980 版本以后，，，，，提出可以做成两段短轴。。。。AWWA C504及 GB12238 划定，，，，，轴与孔的嵌入长度应为 1.5d。。。。日本蝶阀轴向尺寸中阀体内边沿与蝶板支承端之间的间隙（C 值）给出划定，，，，，一样平常与口径巨细有关，，，，，在 25~45mm 之间，，，，，也就是只管减小轴支承间的距离（C 值），，，，，从而减小轴的弯矩和变形。。。。

（3）蝶板结构蝶板结构形式与刚度有直接关系，，，，，因此除平板形外多做成锅形或桁架形。。。。总之是为了增大断面的惯性矩，，，，，以提高刚度。。。。

（4）阀体结构大口径蝶阀阀体设计中也保存刚度问题。。。。一样平常有圈筋和横筋，，，，，现实上横筋只是增添稳固性，，，，，不宜太多，，，，，主要是圈筋。。。。若是能加∩形筋则对刚度更有利，，，，，但保存工艺性差的问题。。。。

2.4 自润滑轴承

蝶板上所受介质压力大部或所有（反向）是通过轴转达到轴承上去的，，，，，因此轴承起到很是主要的作用。。。。外洋蝶阀有的转动很轻盈，，，，，小口径阀门一个手指都能转动，，，，，而国产蝶阀有的转动却很极重，，，，，这除了与同轴度、对称度、加工精度、光洁度和填料的质量有关之外，，，，，很主要的一个因素就是轴套质料的润滑性。。。。AWWA C504 标准提出，，，，，阀体中装置的轴套或轴承应属于自润滑质料，，，，，轴套保存减磨润滑问题，，，，，不允许锈蚀。。。。没有轴套，，，，，纵然阀轴是不锈钢，，，，，阀体也有锈蚀及胶合粘着问题。。。。接纳轴套还可以增添刚性。。。。

2.5 轴与蝶板的毗连

小口径蝶阀的轴与蝶板接纳键或花键毗连为宜，，，，，也可以接纳多边形轴毗连或销钉毗连，，，，，大口径蝶阀的轴与蝶板多接纳键或锥销等毗连。。。。现在轴与蝶板接纳销连接的较量多。。。。在卑劣的工况条件下毗连销有损坏征象，，，，，这主要是由于制造的缘故原由，，，，，其中吻合精度欠好，，，，，销子尺寸选择不对适，，，，，销子硬度不敷或接纳质料不对适等应引起注重。。。。大型蝶阀的轴与蝶板可接纳特殊的要领举行毗连。。。。

2.6 结构长度

蝶阀的结构长度向短系列生长，，，，，但这样的做法要稳重。。。。由于结构长度太短对强度有影响。。。。国际标准对法兰蝶阀短系列结构长度做出了划定，，，，，可是压力较高的阀门结构长度不宜改短，，，，，不然会出问题，，，，，尤其是铸铁等脆性子料。。。。

3 选用

3.1 类型

蝶阀有单偏心、斜板式、中线型、双偏心和三偏心等差别结构。。。。介质压力通过蝶板作用在阀轴及轴承上，，，，，因此在高压小口径流阻很大时，，，，，其轴径和蝶板厚度都响应增添，，，，，若是接纳闸阀和球阀或阻止阀，，，，，从密封及流阻等方面剖析比接纳蝶阀合适。。。。

近几年来，，，，，在水系统中软密封闸阀的泛起改善了闸阀容易沉淀泥沙的弱点，，，，，其流阻较量小，，，，，可以在线维修，，，，，用于中小口径很是合适，，，，，因此逐渐获得了应用。。。。

3.2 密封副

金属密封蝶阀的主要优点是密封可靠、寿命长、耐高温，，，，，不易损坏和撕裂，，，，，承压能力高。。。。因此近些年来应用较多，，，，，尤其用于工程系统的要害部位。。。。橡胶软密封蝶阀若是设计制造优良可以获得很好的密封，，，，，并且大口径容易做到在线换圈。。。。可是橡胶保存老化问题，，，，，只能用于温度不高的工况条件下，，，，，因此普遍应用在自来水及供水系统。。。。

外洋金属密封蝶阀也用于火电厂的泵站、凝汽器、抽汽系统及换热系统，，，，，核电站还用于压力壳隔离、喷淋系统及盐水等，，，，，石油精练系统中的储油隔离、蒸汽供应阀、脱硫系统和尾气处置惩罚、热裂解及催化单位中。。。。�；；；；Ｉ杏惺突こА⑸罾洹⒔汉驮熘降认低�。。。。

关于中温中压工况选用金属密封蝶阀较好。。。。关于要求阀门可靠性高，，，，，寿命长，，，，，恒久不宜替换的地方，，，，，也应该选用金属密封蝶阀。。。。

对用于常温水的阀门，，，，，若是不是要求很高，，，，，恒久不替换或替换不利便的地方，，，，，则宜接纳软密封结构的蝶阀。。。。若是橡胶质量能够包管，，，，，水用大口径蝶阀仍应以橡胶阀座蝶阀为主。。。。