蝶形阀

用于排水管路等节流的阀门

蝶形阀（butterfly valve），简称蝶阀，节流阀的一种，是给水排水管路系统中的一个重要装置，随着工业技术的进步, 对蝶阀的结构及性能提出了不同的要求。因此，在设计及选用时应根据工况条件，对其类型、材料和连接形式等做出合理的选择。

基本概念

蝶形阀，简称蝶阀（butterfly valve），是指关闭件（阀瓣或蝶板）为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀，在管道上主要起切断和节流用。蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。蝶阀全开到全关通常是小于90° ，蝶阀和蝶杆本身没有自锁能力，为了蝶板的定位，要在阀杆上加装蜗轮减速器。采用蜗轮减速器，不仅可以使蝶板具有自锁能力，使蝶板停止在任意位置上，还能改善阀门的操作性能。

工业专用蝶阀的特点能耐高温，适用压力范围也较高，阀门公称通径大，阀体采用碳钢制造，阀板的密封圈采用金属环代替橡胶环。大型高温蝶阀采用钢板焊接制造，主要用于高温介质的烟风道和煤气管道。

分类

按结构形式分类

(1)中心密封蝶阀 (2)单偏心密封蝶阀

(3)双偏心密封蝶阀 (4)三偏心密封蝶阀

按密封面材质分类

(1)软密封蝶阀：

1)密封副由非金属软质材料对非金属软质材料构成。

2)密封副由金属硬质材料对非金属软质材料构成。

(2)金属硬密封蝶阀：密封副由金属硬质材料对金属硬质材料构成。

按密封形式分类

(1)强制密封蝶阀

1)弹性密封蝶阀。密封比压由阀门关闭时阀板挤压阀座，阀座或阀板的弹性产生。

2)外加转矩密封蝶阀。密封比压由外加于阀门轴上的转矩产生。

(2)充压密封蝶阀。密封比压由阀座或阀板上的弹件密封元件充压产生。

(3)自动密封蝶阀。密封比压由介质压力自动产生。

按工作压力分类

(1)真空蝶阀。工作压力低于标堆大气历的蝶阀。

(2)低压蝶阀。公称压力PN<1．6MPa的蝶阀。

(3)中压蝶阀。公称压力PN为2．5--6．4MPa的蝶阀。

(4)高压蝶阀。公称压力PN为10。0--80．0MPa的蝶阀。

(5)超高压蝶阀。公称压力PN>100MPa的蝶阀。

按工作温度分类

(1)高温蝶阀。t>450 C的蝶阀

(2)中温蝶阀。120 C

(3)常温蝶阀。一40C

(4)低温蝶阀。一100

(E)超低温蝶阀。t<一100 C的蝶阀。

按连接方式分类

(1)对夹式蝶阀。

对夹式蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蝶阀阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转角度为0°-90°之间，旋转到90°时，阀门则牌全开状态。

对夹式蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成。而且只需旋转90°即可快速启闭，操作简单，同时该阀门具有良好的流体控制特性。蝶阀处于完全开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时唯一的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的流量控制特性。蝶阀有弹密封和金属的密封两种密封型式。弹性密封阀门，密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。

(2)法兰式蝶阀。

法兰式蝶阀为垂直板式结构，阀杆为整体式金属硬密封阀门的密封圈为柔性石墨板与不锈钢板复合式结构，安装在阀体上，蝶板密封面堆焊不锈钢。软密封阀门的密封圈为丁腈橡胶材质，是安装在蝶板上的。

(3)支耳式蝶阀。

(4)焊接式蝶阀。

焊接式蝶阀是一种非密闭型蝶阀，广泛适用于建材、冶金、矿山、电力等生产过程种介质温度≤300℃公称压力为0.1Mpa的管道上，用以连通、启闭或调节介质量。

设计考虑因素

蝶阀功能

设计时要明确蝶阀是用作接通或截断管路中的介质，还是调节、控制管路中介质的流量和压力。不同功能的阀门其密封副设计时考虑的因素有所不同，若阀门是用作接通或截断管路中的介质，则着重考虑阀门的截断能力，即阀门的密封性能，在确保所选材料必须耐腐蚀的前提下，低、中压及常温阀门常采用软密封的结构形式，中、高温及高压阀门则选用硬密封的结构形式；若阀门是用作调节、控制管路中介质的流量和压力时，则着重考虑阀门的固有调节特性及调节比。

工艺条件

设计前首先要充分了解阀门所在工艺系统的工艺条件，包括：介质类型（气、液、固相及双相或多相混合等）、介质温度、介质压力、介质流速（或流量）、动力源及其参数等。

强度与刚度的考虑

蝶阀在设计时除按《阀门设计手册》提供的静态设计计算外，还要考虑因介质压力、流速等产生的动态载荷，特别是中高压管系中蝶阀关闭时产生的水锤能量，还要考虑环境影响的附加载荷以及管道、支座等引起的附加载荷。

压力损失和流通能力

压力损失和流通能力本质上是同一参数，压力损失是流体阻力的量度，是阀门进口压力与出口压力之差值，在给定流量下，其大小主要取决于蝶阀的结构形式、内件的造形及表面粗糙度设计，通常用流阻系数来表示。流通能力与阀门在给定压力差时流过的最大流量有关，通常用流量系数来表示。

通常在设计时要考虑尽量使阀门的压力损失最小和流通能力最大，一般采取的措施有：①阀体通道不缩径，通道中应无任何凸出部分，蝶板造形圆滑过渡。②尽可能减小介质过流部位的表面粗糙度值。③整个通道横截面尽量保持不变或采取平缓过渡结构。

驱动力矩

蝶阀的驱动方式根据用户需要可以是电动、气动、液动、电液动以及气液动等，驱动装置的输出转矩取决于蝶阀所需的输入转矩，蝶阀的输入转矩又受结构形式、密封程度、介质种类、介质压力、工作频度以及控制方式等因素的影响。

介质敏感性

蝶阀适用于输送水、油、气体、水固两相以及气固两相流等多种介质的管路系统作开关或调节装置用，因而蝶阀密封副对介质的敏感性也是设计时需考虑的重要因素之一，设计时主要从材料选择和结构形式上来考虑。例如对介质中含尘量较高的切断蝶阀，则要选用弹性好的橡胶材料作密封圈，或采用具有自清理结构的多层次金属硬密封圈，在密封副相对运动的同时靠密封副本身能清除微粒等污物，或采用吹扫、清洗功能来减轻粉尘对密封副的污染。

寿命

蝶阀正常的失效形式是泄漏，泄漏又包括外泄漏和内泄漏，外漏主要是冲蚀或腐蚀而导致，内漏主要是密封副破损而导致。通常所说的寿命是指密封副的使用时间或动作次数，其主要取决于介质种类、介质温度、介质压力、启闭频率和启闭速度等，从而选择满足工况条件的材料并进行必要的热处理，例如：材料的抗擦伤性能、抗电化学腐蚀性能和疲劳强度等。另外密封副的寿命与结构设计的合理性、制造精度等密切相关。

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