蝶閥的家族可謂龐大,單就偏心密封蝶閥來(lái)說(shuō),就可以分為各種不同的種類。下面著重介紹印證蝶閥發(fā)展史的單偏心密封蝶閥、雙偏心密封蝶閥以及三偏心密封蝶閥。另外,對(duì)于法蘭蝶閥和彈性金屬硬密封蝶閥的特點(diǎn)也有一定的介紹。
一、單偏心密封蝶閥特點(diǎn)
為解決同心蝶閥的蝶板與閥座的擠壓?jiǎn)栴}、由此產(chǎn)生了單偏心蝶閥、其結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心偏離了蝶板中心、從而使蝶板上下端不再成為回轉(zhuǎn)軸心、分散、減輕了蝶板上下端與閥座的過(guò)度擠壓。但由于單偏心構(gòu)造在蝶閥的整個(gè)開(kāi)關(guān)過(guò)程中蝶板與閥座的刮擦現(xiàn)象并未消失、在應(yīng)用范圍上和同心蝶閥大同小異、故采用不多。單偏心密封蝶閥具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1 .具有性能可靠,壽命長(zhǎng)久的密封結(jié)構(gòu)。
2 .具有流阻小,剛性好,壓力損失小的桁架式結(jié)構(gòu)。
3 .閥板密封圈易于更換,便于維修。
4 .閥板密封圈采用“ T ”形結(jié)構(gòu),密封副呈線性密封。
5 .蝶閥底端采用雙金屬止推墊片,止推性能優(yōu)良。
6 .蝶閥既可立式安裝,也可臥式安裝,適用性好。
7 .該類蝶閥推薦單向使用,在反向密封要求不嚴(yán)格時(shí),可雙向使用。
8 .蝶閥完全關(guān)閉時(shí),密封試驗(yàn)泄漏量為零。
9 .更換閥板密封圈、 O 形圈、閥體、閥板、轉(zhuǎn)軸等材質(zhì),可適用多種介質(zhì)和不同溫度。
二、雙偏心密封蝶閥特點(diǎn)
在單偏心蝶閥的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改良成型的就是目前應(yīng)用最廣泛的雙偏心蝶閥。其結(jié)構(gòu)特征為在閥桿軸心既偏離蝶板中心、也偏離本體中心。雙偏心的效果使蝶閥被開(kāi)啟后蝶板能迅即脫離閥座、大幅度地消除了蝶板與閥座的不必要的過(guò)度擠壓、刮擦現(xiàn)象、減輕了開(kāi)啟阻距、降低了磨損、提高了閥座壽命。刮擦的大幅度降低、同時(shí)還使得雙偏心蝶閥也可以采用金屬閥座、提高了蝶閥在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用。但因?yàn)槠涿芊庠韺傥恢妹芊鈽?gòu)造、即蝶板與閥座的密封面為線接觸、通過(guò)蝶板擠壓閥座所造成的彈性變形產(chǎn)生密封效果、故對(duì)關(guān)閉位置要求很高(特別是金屬閥座)、承壓能力低、這就是為什么傳統(tǒng)上人們認(rèn)為蝶閥不耐高壓、泄漏量大的原因。 其特點(diǎn)如下:
1. 采用全流量設(shè)計(jì),不受雜質(zhì)卡阻影響,兩端的聯(lián)體“ O ” 型密封線使管道安裝無(wú)須墊片而保持可靠密封,并可根據(jù)不同使用要求選用不同材質(zhì)。
2. 蝶板材料采用流線型設(shè)計(jì),可雙向使用,流阻小,流量特性優(yōu)異。
3. 軸銷采用退銷結(jié)構(gòu),可將蝶板閥桿緊密結(jié)合在一起,不致削弱軸的強(qiáng)度且具有良好的互換性。
4. 閥體連接可適用于 ANSI125/150 , DIN2501 PN10/16 , JISB2210 10K , JIS G5527 7.5K 標(biāo)準(zhǔn)。
三、三偏心密封蝶閥的特點(diǎn)
三偏心蝶閥自問(wèn)世以來(lái),為滿足日益嚴(yán)酷的工況要求,其本身也經(jīng)歷著自我完善和不斷發(fā)展的過(guò)程。即便要求最高的零泄漏,三偏心蝶閥理論上都可以做到,但實(shí)際上其還是要依賴于周密的設(shè)計(jì),精密的制造。以世界著名的巴蝶蝶閥株式會(huì)社為例,該公司在吸取、總結(jié)其他品牌三偏心蝶閥的長(zhǎng)短處的基礎(chǔ)上,推出了三偏心蝶閥Tritec ,其特點(diǎn)如下 ∶
(一) API 規(guī)格
眾所周知, API609 事實(shí)上 已成為工業(yè)重要管線上用蝶閥的國(guó)際規(guī)格。而 Tritec 正是全面嚴(yán)格按照 API609 規(guī)格的 1997 年最新版設(shè)計(jì),制造的。三偏心蝶閥的基本設(shè)計(jì)不僅僅局限于 API 一個(gè)規(guī)格, 而是 BS5155 ANSI B 16.34 , ASME SEC VIII 等各大規(guī)格都能對(duì)應(yīng),這保證了三偏心蝶閥在所有的工業(yè)領(lǐng)域都有用武之地。
(二)雙重安全構(gòu)造
三偏心蝶閥嚴(yán)格按照 API609的規(guī)格要求,為防止因受流體壓力、溫度的影響而引起的蝶板變形、閥桿錯(cuò)位、密封面咬合等現(xiàn)象的發(fā)生,在蝶板上下側(cè)分別裝有兩個(gè)各自獨(dú)立的止推環(huán),從而保證了蝶閥在任何工況下都能正常工作; 同時(shí),為防止未知原因所引起的閥桿破損、飛出而造成的突發(fā)事故,在蝶閥下端內(nèi)外兩處設(shè)計(jì)了各自獨(dú)立的閥桿飛出防止機(jī)構(gòu)。
(三)無(wú)死區(qū)設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)過(guò)程中,特別考慮了在調(diào)控領(lǐng)域中的應(yīng)用問(wèn)題,充分利用三偏心蝶閥的密封原理,做到了蝶閥開(kāi)關(guān)時(shí)蝶板不刮擦閥座,閥桿的扭矩通過(guò)蝶板直接傳遞至密封面,也就是說(shuō)蝶板與閥座間幾乎無(wú)磨擦現(xiàn)象發(fā)生,從而杜絕了打開(kāi)普通蝶閥時(shí)所常見(jiàn)的跳躍現(xiàn)象,根除了蝶閥的低開(kāi)度范圍內(nèi)因磨擦等各種不安定因素而造成的調(diào)控不能現(xiàn)象,即根除了死區(qū)(不感帶)。這意味著三偏心蝶閥幾乎可以從 0 開(kāi)度開(kāi)始即進(jìn)入可調(diào)控區(qū)域,直至 90 開(kāi)度,其正常調(diào)控比是一般蝶閥的 2 倍以上,調(diào)控比最高可高達(dá) 100:1 以上。這為三偏心蝶閥作為調(diào)控閥使用創(chuàng)造了良好的條件,特別是在大口徑時(shí),截止閥的成本極高,另外,截止閥無(wú)法實(shí)現(xiàn)零泄漏,在需要緊急關(guān)斷的工況中,必須在截止閥的旁側(cè)加裝關(guān)斷閥,而三偏心蝶閥集調(diào)控與關(guān)斷于一身,其經(jīng)濟(jì)效益是極其可觀的。
(四)本體閥座構(gòu)造
三偏心蝶閥的閥座安裝構(gòu)造有兩種,大多數(shù)是為圖方便而安裝在蝶板上,但三偏心蝶閥則采用了本體閥座構(gòu)造,將閥座安裝在本體上。其優(yōu)點(diǎn)是與蝶板閥座相比,大大減少了閥座直接接觸介質(zhì)的機(jī)會(huì),從而降低了閥座受沖蝕的程度,延長(zhǎng)了閥座的使用壽命。
(五)薄層片閥座結(jié)構(gòu)
閥座由不銹鋼薄片與石墨薄片層疊而成,這種結(jié)構(gòu)可以有效地防止介質(zhì)中的微小固形物的影響和熱膨脹所可能引起的密封面咬合,即使出現(xiàn)微小的損傷,也不會(huì)產(chǎn)生泄漏,而這對(duì)于雙偏心蝶閥來(lái)說(shuō)是不可想像的。
(六)可更換式密封副
密封副可謂獨(dú)樹(shù)一幟,不但本體閥座可以更換,而且由于蝶板密封面與蝶板是獨(dú)立的,蝶板密封面也可以更換,也就是說(shuō)當(dāng)?shù)迕芊饷媸軗p時(shí),不必再興師動(dòng)眾地運(yùn)回制造廠或大舉分解蝶閥,只需調(diào)換蝶板密封面即可,這不但大大降低了保養(yǎng)成本,還大大減少了維修工時(shí)和檢修強(qiáng)度與難度。
(七)均衡固定結(jié)構(gòu)
從三偏心蝶閥的密封面形狀特點(diǎn)出發(fā),密封副固定方式采用了螺栓橢圓形分布固定,不但定位精確,而且還使每個(gè)螺栓都均衡受力,杜絕了因應(yīng)力分布不均而產(chǎn)生的密封副松動(dòng),泄漏。
(八)本質(zhì)耐火構(gòu)造
很多蝶閥都聲稱具有耐火構(gòu)造,但其中極大部分蝶閥為了減少泄漏量而采用了軟硬雙重閥座構(gòu)造,其實(shí)這很危險(xiǎn)。因?yàn)榛馂?zāi)時(shí)軟密封閥座的不完全燃燒會(huì)使金屬支持閥座產(chǎn)生應(yīng)力,溫差變形,從而導(dǎo)致耐火機(jī)能失靈。所以,目前歐美正在逐漸排除這類名不副實(shí)的耐火閥。 Tritrc 因?yàn)槭橇阈孤圆恍枰浢芊獾慕橹瑢倜逼鋵?shí)的本質(zhì)耐火構(gòu)造,并獲有 API607 , API6FA 和 BS6755Part2 的耐火檢驗(yàn)合格認(rèn)可證書(shū)。這保證了 Tritec 可以被應(yīng)用于石油,石化等各種危險(xiǎn)區(qū)域。
(九)高密封填料構(gòu)造
在蝶閥的泄漏問(wèn)題上,傳統(tǒng)上往往都集中于閥座的泄漏,即內(nèi)漏,而忽略了填料部的泄漏,即外漏。而實(shí)際上,在目前環(huán)境問(wèn)題被日益重視的當(dāng)代社會(huì),外漏危害性遠(yuǎn)大于內(nèi)漏已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。三偏心蝶閥屬回轉(zhuǎn)型蝶閥,其閥桿動(dòng)作僅為 90 °回轉(zhuǎn),這與閘閥,截止閥等閥桿動(dòng)作為螺旋多回轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)相比,其填料部所受磨損程度很低,相對(duì)地使用壽命很長(zhǎng),更由于 Tritec 在填料密封等防止外部泄漏構(gòu)造上,采取了最高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),從而可以在按照 EPA21 規(guī)格下進(jìn)行外部泄漏測(cè)試時(shí),標(biāo)準(zhǔn)密封性能保證在100ppm 以下。而實(shí)際上,在現(xiàn)有的測(cè)試成績(jī)中,在勞埃德的監(jiān)測(cè)情況下,外部泄漏值低至 7ppm 。這些指標(biāo)都意味著 Tritec 可以在化工等各種領(lǐng)域中的有毒,有害介質(zhì)管線中大顯身手。
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