密封蝶閥及單、雙、三偏心蝶閥結構簡介

蝶閥是用盤形關閉件（可以是圓形或矩形等）轉動90°或90°左右來啟閉閥門的一種旋轉閥。蝶閥是一種古老的閥門，早期由于密封性能不良，只能作調節用，例如煙道閥便是一種調節蝶閥。隨著合成橡膠等彈性密封材料的出現，以及密封機構的深入研究， 出現了密封式的蝶閥。彈性金屬閥座及新的結構形式的出現，使蝶閥在高溫、低溫環境中也逐漸被采用。 目前蝶閥的發展趨勢是既可作調節用，又可作密封用。

蝶閥具有結構簡單，不易產生熱變形、重量輕、占據空間位置小、阻力相對小、啟閉迅速，啟閉功率小、密封性好、壽命較長等優點，故得到廣泛應用，尤其在低壓大口徑閥門中的應用日益擴大。總之密封蝶閥在水系統、氣系統得到廣泛應用。如市政工程的給、排水系統，火力發電廠、核電站各種供水系統、熱力管網及污水處理系統，水電站大型水輪機的進水閥，電力、化工、石油、冶金、船舶、造紙、城市燃氣、下水道、食品工業以至原子能和*中，都相釆用蝶閥，而且有向高中壓發展的趨勢。蝶閥能輸送和控制的介質有水、凝結水、污水、海水等各種液體及空氣、煤氣等氣體及蒸汽、干燥粉末、泥漿、果漿及帶懸浮物的混合物。目前已有Class600?1500的蝶閥。

在20世紀70?80年代，我國也曾制造過PN40的蝶閥，目前我國已能制造PiVlOO乃至更高壓力的蝶閥。世界上zui大的蝶閥尺寸為32ft C9. 75m） .閥門的密封機理是靠作用在密封面上有一定的密封比壓而達到的，蝶閥也不例外。蝶閥的密封總的來看有三種形式：①靠過盈量產生比壓壓緊。②靠直接壓力或力矩將密封副壓緊，如雙偏心、三偏心蝶閥， 密封環內充氣充液。③靠泊松效應利用介質壓在密封圈上。由圖4-1可知，上下游壓差越大則越易密封。 有時還利用“肘節效應”的彈性體，該彈性體中間斷 面薄于外徑或內徑，當壓力作用時，結構允許閥座外徑撓曲而使接觸表面密封。

蝶閥可以按多種方法進行分類，例如蝶閥按用途和作用分，可分為截斷型和調節型；按結構形式分為中線型、單偏心、雙偏心和三偏心蝶閥；按密封材料分，可以分為橡膠密封蝶閥、四氟密封蝶閥和金屬密封蝶閥。

密封蝶閥的密封副有金屬對金屬的硬密封，也有 金屬對橡膠或塑料的軟密封。密封圈可以放在蝶板上，也可以放在閥體上。下面是幾個典型的密封蝶閥結構。根據蝶板在閥中的放置位置，蝶閥又可做成中心對稱的（I型）、偏置（H型）的（單偏心、雙偏心和三偏心）或斜置（Z型）的（圖4-2）。

（1） 中線蝶閥

中線蝶閥（圖4-3）閥桿軸心線與蝶板中心平面在同一個平面內并與閥體管道中心線垂直相交，且蝶板兩邊面積對于閥桿軸線對稱。中線蝶閥一般制成襯膠的形式，由于結構簡單，中心對稱（I型）雙向密封效果一樣，并且流阻較小，開關力矩也小，因此在中、小型蝶閥上廣泛應用。但軸頭由于經常處于摩擦狀態，比其他部位磨損快，容易在此處泄漏，因此襯膠蝶閥中有時在軸頭襯有四氟薄膜以減少摩擦或增加彈簧以補償磨損等，見圖4-4。顯然，中線型如做成金屬對金屬，要密封有些困難，斜置板和偏置板蝶閥軸頭沒有磨擦，但它們的流阻和密封力矩都比中心對稱蝶板要大。

（2） 單偏心蝶閥

單偏心蝶閥（圖4-5）閥軸偏離了蝶板中心平面 產生了一次偏心，從而蝶板靠閥軸的上下端不成為回轉軸心，消除了上下軸端的摩擦磨損產生泄漏。 密封效果更好，不過兩個方向密封效果不一致，一般正向（從閥軸流向密封面）易于密封，反向則由于沒

有密封面的支承作用，易于泄漏。但采用橡膠軟密封，利用其彈性，可以很好地實現雙向密封。由于其密封接觸機理屬于“球在圓錐里”（ball in cone）,因此蝶板在各開度下總有兩點不能脫離接觸，當用于調節時，此兩點將比其他部位磨損更多一些，對密封將產生不利影響。如果做成金屬硬密封，兩個正錐配合，在轉動蝶板時，密封面將產生干涉，開關有困難。

（3）雙偏心蝶閥

雙偏心蝶閥（圖4-6），為了改善單偏心的情況， 將閥軸偏移一個距離e，使軸心與密封點的連線和密封面成鈍角（大于90°），這樣，密封時便不產生干涉，而且越關越緊，產生更大的密封面壓緊力。雙偏心的特點是當閥門開啟時蝶板密封面能迅速與閥座脫

離，接觸刮擦作用大幅度降低，同時可以做成金屬密封閥。

雙偏心蝶閥可以設計成橡膠、聚四氟和金屬硬密封的形式。例如c形、0形或U形屬密封環等形式。 如果要制成錐面對錐面金屬硬密封而不至于產生干涉，有時二次偏心要做得很大，造成需要很大的偏心力矩，以致開閥力矩過大，為減少偏心距，又推出三 偏心蝶閥。

（4） 三偏心蝶閥

三偏心蝶閥（圖4-7）是將正錐角旋轉一個角度， 改為斜錐角，這樣偏心e可以減小，開啟力矩也隨之減小。當然這只是直觀地理解，實際軸心應設置在什么地方還是應該采用三維做運動分析，判斷密封副是 否會產生干涉。值得指出的是三偏心蝶閥的密封圈不但可以設計成多層次式，也可以做成像Neles那樣的U形或0形圈，有些時候甚至可以采用橡膠、四氟等非金屬材料，但是采用非金屬彈性密封材料，是否有必要做成三偏心值得商榷（雙偏心即可）。 

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