蝶閥工作原理
蝶閥是用圓形蝶板作開關(guān)件并隨閥桿轉(zhuǎn)動來開啟、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直徑的方向。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,閥門則處于全開狀態(tài)。
蝶閥的發(fā)展歷史
30年代,美國發(fā)明了蝶閥,50年代傳入日本,到60年代才在日本普遍使用,而在中國推廣則是70年代后的事了。目前世界上一般在dn300毫米以上閘閥已經(jīng)被蝶閥取代了。蝶閥與閘閥相比有開閉時間短,操作為矩小,安裝空間小和重量輕。以dn1000為例,蝶閥約2噸,而閘閥約3.5噸,且蝶閥容易與各種驅(qū)動裝置形成組合,有良好的耐久性和可靠性。 橡膠軟密封蝶閥缺點是作節(jié)流使用時,由于使用不當會產(chǎn)生氣蝕,使橡膠座剝落、損傷等情況發(fā)生。為此,現(xiàn)在國際上又開發(fā)金屬硬密封蝶閥,氣蝕區(qū)減小,近幾年我國也開發(fā)了金屬硬密封蝶閥,在日本近年來還開發(fā)新一代耐氣蝕、低振動、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。
蝶閥處于中開度時,閥體與蝶板前端形成的開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,另一側(cè)逆流水方向而動,因此,一側(cè)閥體與閥板形成似噴嘴形開口,另一側(cè)類似節(jié)流孔形開口,噴嘴側(cè)比節(jié)流側(cè)流速快的多,而節(jié)流側(cè)閥門下面會產(chǎn)生負壓,往往會出現(xiàn)橡膠密封件脫落。
蝶閥和蝶桿本身沒有自鎖能力,為了蝶板的定位,要在閥桿上加裝蝸輪減速器。采用蝸輪減速器,不僅可以使蝶板具有自鎖能力,使蝶板停止在任意位置上,還能改善閥門的操作性能。
蝶閥操作力矩,因開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,閥門進口側(cè)裝置彎頭時,形成偏流,力矩會有增加。閥門處于中間開度時,由于水流動力矩起作用,操作機構(gòu)需要自鎖。
蝶閥結(jié)構(gòu)簡單,只由少數(shù)幾個零件組成,材料耗用??;體積小、重量輕、安裝尺寸小,驅(qū)動力矩小,操作簡便、迅速,只需旋轉(zhuǎn)90°即可快速啟閉;并且還同時具有良好的流量調(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,蝶閥是主導的閥門形式。蝶閥處于開啟位置時,蝶板厚度是介質(zhì)流經(jīng)閥體時的阻力,因此通過該閥門所產(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,但很難做到密封。金屬密封能適應較高的工作溫度,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)上得到廣泛應用,而且還應用于熱電站的冷卻水系統(tǒng)?!〕S玫牡y有對夾式蝶閥和法蘭式蝶閥兩種。對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)壓的機械產(chǎn)品,因而必須具有足夠的強度和剛度,以保證長期使用而不發(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,金屬硬密封蝶閥發(fā)展迅速,隨著耐高溫、耐低溫、耐強腐蝕、耐強沖蝕、高強度合金材料在蝶閥中的應用,使金屬硬密封蝶閥在高溫、低溫、強沖蝕等工況條件下得到廣泛的應用,并部分取代了截止閥、閘閥和球閥。
蝶閥的結(jié)構(gòu)特點:
蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、材料耗用省,安裝尺寸小,開關(guān)迅速、90°往復回轉(zhuǎn),驅(qū)動力矩小等特點,用于截斷、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。
蝶閥可以運送泥漿,在管道口積存液體最少。 低壓下,可以實現(xiàn)良好的密封。 調(diào)節(jié)性能好。
蝶板的流線形設(shè)計,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)過調(diào)質(zhì)處理,有良好的綜合力學性能和抗腐蝕性,抗擦傷性。蝶閥啟閉時閥桿只作旋轉(zhuǎn)運動而不作升降運行,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,以免在閥桿與蝶板連接處意外斷裂時閥桿崩出。
連接方式有法蘭連接、對夾連接、對焊連接及凸耳對夾連接。
驅(qū)動形式有手動、蝸輪傳動、電動、 氣動、液動、電液聯(lián)動等執(zhí)行機構(gòu),可實現(xiàn)遠距離控制和自動化操作。該產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)、石油化工、流體控制、家庭住宅、和環(huán)境保護等領(lǐng)域。