蝶閥概述
蝶閥的發(fā)展歷史
30年代,美國(guó)發(fā)明了蝶閥,50年代傳入日本,到60年代才在日本普遍采用,而在我國(guó)推廣則是70年代后的事了。目前世界上一般在DN300毫米以上蝶閥已逐漸代替了閘閥。蝶閥與閘閥相比有開(kāi)閉時(shí)間短,操作為矩小,安裝空間小和重量輕。以DN1000為例,蝶閥約2T,而閘閥約3.5T,且蝶閥易與各種驅(qū)動(dòng)裝置組合,有良好的耐久性和可*性。
橡膠密封蝶閥缺點(diǎn)是作節(jié)流使用時(shí),由于使用不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生氣蝕,使橡膠座剝落、損傷等情況發(fā)生。為此,現(xiàn)在上又開(kāi)發(fā)金屬密封蝶閥,氣蝕區(qū)減小,近幾年我國(guó)也開(kāi)發(fā)了金屬密封蝶閥,在日本近年來(lái)還開(kāi)發(fā)耐氣蝕、低振動(dòng)、低噪聲的梳齒形蝶閥。
一般密封座的壽命在正常情況下,橡膠15年-20年,金屬的80年-90年。但如何正確選用則要根據(jù)工況要求。
蝶閥的開(kāi)度與流量之間的關(guān)系,基本上呈線性比例變化。如果用于控制流量,其流量特性與配管的流阻也有密切關(guān)系,如兩條管道安裝閥門口徑、形式等全相同,而管道損失系數(shù)不同,閥門的流量差別也會(huì)很大。
如果閥門處于節(jié)流幅度較大狀態(tài),閥板的背面容易發(fā)生氣蝕,有損壞閥門的可能,一般均在15°外使用。
蝶閥處于中開(kāi)度時(shí),閥體與蝶板前端形成的開(kāi)口形狀以閥軸為中心,兩側(cè)形成完成不同的狀態(tài),一側(cè)的蝶板前端順流水方向而動(dòng),另一側(cè)逆流水方向而動(dòng),因此,一側(cè)閥體與閥板形成似噴嘴形開(kāi)口,另一側(cè)類似節(jié)流孔形開(kāi)口,噴嘴側(cè)比節(jié)流側(cè)流速快的多,而節(jié)流側(cè)閥門下面會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓,往往會(huì)出現(xiàn)橡膠密封件脫落。
蝶閥操作力矩,因開(kāi)度及閥門啟閉方向不同其值各異,臥式蝶閥,特別是大口徑閥,由于水深,閥軸上、下水頭差所產(chǎn)生的力矩也不容忽視。另外,閥門進(jìn)口側(cè)裝置彎頭時(shí),形成偏流,力矩會(huì)有增加。閥門處于中間開(kāi)度時(shí),由于水流動(dòng)力矩起作用,操作機(jī)構(gòu)需要自鎖。
蝶閥是用圓形蝶板作啟閉件并隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng) 來(lái)開(kāi)啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道的一種閥門。蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi),圓盤形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)角度為0°~90°之間,旋轉(zhuǎn)到90°時(shí),閥門則牌全開(kāi)狀態(tài)。
蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只由少數(shù)幾個(gè)零件組成,材料耗用?。惑w積小、重量輕、安裝尺寸小,驅(qū)動(dòng)力矩小,操作簡(jiǎn)便、迅速,只需旋轉(zhuǎn)90°即可快速啟閉;并且還同時(shí)具有良好的流量調(diào)節(jié)功能和關(guān)閉密封特性,在大中口徑、中低壓力的使用領(lǐng)域,蝶閥是主導(dǎo)的閥門形式。蝶閥處于*開(kāi)啟位置時(shí),蝶板厚度是介質(zhì)流經(jīng)閥體時(shí)*的阻力,因此通過(guò)該閥門所產(chǎn)生的壓力降很小,故具有較好的流量控制特性。蝶閥有彈密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門,密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。
采用金屬密封的閥門一般比彈性密封的閥門壽命長(zhǎng),但很難做到*密封。金屬密封能適應(yīng)較高的工作溫度,彈性密封則具有受溫度限制的缺陷。 如果要求蝶閥作為流量控制使用,主要的是正確選擇閥門的尺寸和類型。蝶閥的結(jié)構(gòu)原理尤其適合制作大口徑閥門。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用,而且還應(yīng)用于熱電站的冷卻水系統(tǒng)。
常用的蝶閥有對(duì)夾式蝶閥和法蘭式蝶閥兩種。對(duì)夾式蝶閥是用雙頭螺栓將閥門連接在兩管道法蘭之間,法蘭式蝶閥是閥門上帶有法蘭,用螺栓將閥門上兩端法蘭連接在管道法蘭上。 閥門的強(qiáng)度性能是指閥門承受介質(zhì)壓力的能力。閥門是承受內(nèi)壓的機(jī)械產(chǎn)品,因而必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度,以保證使用而不發(fā)生破裂或產(chǎn)生變形。
隨著防腐合成橡膠和聚四氟乙烯的應(yīng)用,蝶閥的性能得以提高,并滿足于不同的工況條件。近十幾年來(lái),金屬密封蝶閥發(fā)展迅速,隨著耐高溫、耐低溫、耐強(qiáng)腐蝕、耐強(qiáng)沖蝕、高強(qiáng)度合金材料在蝶閥中的應(yīng)用,使 金屬密封蝶閥在高溫、低溫、強(qiáng)沖蝕等工況條件下得到廣泛的應(yīng)用,并部分取代了截止閥、閘閥和球閥。
蝶閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、材料耗用省,安裝尺寸小,開(kāi)關(guān)迅速、90°往復(fù)回轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)力矩小等特點(diǎn),用于截?cái)?、接通、調(diào)節(jié)管路中的介質(zhì),具有良好的流體控制特性和關(guān)閉密封性能。
蝶板的流線形設(shè)計(jì),使流體阻力損失小,可謂是一種節(jié)能型產(chǎn)品。
閥桿為通桿結(jié)構(gòu),經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理,有良好的綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性,抗擦傷性。蝶閥啟閉時(shí)閥桿只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不作升降運(yùn)行,閥桿的填料不易破壞,密封可靠。與蝶板錐銷固定,外伸端為防沖出型設(shè)計(jì),以免在閥桿與蝶板連接處意外斷裂時(shí)閥桿崩出。
連接方式有法蘭連接、對(duì)夾連接、對(duì)焊連接及凸耳對(duì)夾連接。
驅(qū)動(dòng)形式有手動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、電動(dòng)、 氣動(dòng)、液動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)化操作。
蝶閥的適用場(chǎng)合
由于蝶閥閥板的運(yùn)動(dòng)帶有擦拭性,故大多數(shù)蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì),依據(jù)密封件的強(qiáng)度也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)。
蝶閥的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度較小,開(kāi)啟和關(guān)閉速度快,在*開(kāi)啟時(shí),具有較小的流體阻力,當(dāng)開(kāi)啟到大約15°至70°之間時(shí),又能進(jìn)行靈敏的流量控制,蝶閥的結(jié)構(gòu)原理于制作大口徑閥門。
在下列工況條件下,選用蝶閥:
① 要求節(jié)流、調(diào)節(jié)控制流量;
② 泥漿介質(zhì)及含固體顆粒介質(zhì);
③ 要求閥門結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短的場(chǎng)合;
④ 要求啟閉速度快的場(chǎng)合;
⑤ 壓差較小的場(chǎng)合。
在雙位調(diào)節(jié)、縮口的通道、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象,向大氣少量滲漏,有磨蝕性介質(zhì)時(shí),可以選用蝶閥。
在特殊工況條件下節(jié)流調(diào)節(jié)或要求密封嚴(yán)格,或磨損嚴(yán)重、低溫深冷等工況條件下使用蝶閥時(shí),需使用特殊設(shè)計(jì)金屬密封帶調(diào)節(jié)裝置的三偏心或雙偏心的蝶閥。
軟密封蝶閥適用于通風(fēng)除塵管路的雙向啟閉及調(diào)節(jié),冶金、輕工、電力、石油化工系統(tǒng)的煤氣管道及水道等。
金屬對(duì)金屬線密封雙偏心蝶閥適用于供熱、供汽、供水及煤氣、油品、酸堿等管路,作為調(diào)節(jié)和截流裝置。
金屬對(duì)金屬面密封三偏心蝶閥除作為大型變壓吸附氣體分離控制閥外,還可廣泛用于石油、化工、冶金、電力、食品、醫(yī)藥、給排水、氣體輸送等領(lǐng)域。