電動三偏心金屬密封蝶閥密封原理

                               電動三偏心金屬密封蝶閥密封原理

                                   上海申弘閥門有限公司

1、之前介紹水過濾器在恒通環保應用，現在介紹電動三偏心金屬密封蝶閥的工作原理 
典型的三偏心金屬密封蝶閥，除閥桿和閥板有兩個偏心外，閥板和閥座的密封面呈斜圓臺形（這是所謂三偏心的第三個偏心）。閥門關閉時閥板由于偏心的緣故往前推，閥板和閥座在關閉過程中不產生摩擦，閥板直接壓在閥座上，這樣就保證了閥門的使用壽命；另外，由于這種閥門的密封圈（不論裝在閥座上或閥板上）具有一定的彈性，而且彈性圈內的凸臺與彈性圈之間有少量的間隙可使彈性圈稍有位移；在閥門關閉時，受關閉力的作用，彈性體密封圈能自動移至受力均勻的位置；再加上彈性圈的少量變形，使閥座處的密封圈均勻受力，達到密封狀態。三偏心金屬硬密封蝶閥的工作原理：典型的三偏心金屬密封蝶閥，除閥桿和閥板有兩個偏心外，閥板和閥座的密封面呈斜圓臺形（這是所謂三偏心的第三個偏心）。閥門關閉時閥板由于偏心的緣故往前推，閥板和閥座在關閉過程中不產生摩擦，閥板直接壓在閥座上，這樣就保證了閥門的使用壽命；另外，由于這種閥門的密封圈（不論裝在閥座上或閥板上）具有一定的彈性，而且彈性圈內的凸臺與彈性圈之間有少量的間隙可使彈性圈稍有位移；在閥門關閉時，受關閉力的作用，彈性體密封圈能自動移至受力均勻的位置；再加上彈性圈的少量變形，使閥座處的密封圈均勻受力，密封狀態。
不同偏心結構蝶閥的性能變化：閥板偏心數增加，閥板的厚度也加厚，則流體流經三偏心蝶閥的阻力增加；隨著蝶閥偏心數目的增加，閥門的性能也有很大的變化。從四種不同結構蝶閥的比較可看出：三偏心蝶閥可以產生較大的壓力降，可當作調節閥使用；流體流經閥門時的壓力降隨偏心數目的增加而增加；但與其它一些非蝶閥相比，三偏心蝶閥的壓力降還是比較小的。隨著蝶閥偏心數目的變化，閥座密封性能也隨之改變，三偏心蝶閥有的閥座密封性能。偏心數目增大，閥門啟閉時所需的扭矩減小，所以三偏心蝶閥啟閉所需的扭矩比其它型式的蝶閥要小得多。隨偏心數目的變化，蝶閥的溫度壓力等級范圍和適用的溫度范圍也會有較大的變化，三偏心蝶閥的適用溫度和壓力等級的范圍是其它型式蝶閥*的。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥,蒸汽減壓閥三偏心蝶閥的優點：切斷性能好三偏心金屬密封蝶閥利用扭矩切斷閥門，故閥座處有的密封性能，故有人稱為零泄漏閥。介質中帶有的固體顆粒或臟物對三偏心金屬密封蝶閥的切斷性能無明顯影響，因為閥門接近關閉時，介質流速很高，使臟物無法在閥座處積聚。

2、電動三偏心金屬密封蝶閥密封原理不同偏心結構蝶閥的性能變化 
閥板偏心數增加，閥板的厚度也加厚，則流體流經三偏心蝶閥的阻力增加；隨著蝶閥偏心數目的增加，閥門的性能也有很大的變化。從四種不同結構蝶閥的比較可看出：三偏心蝶閥可以產生較大的壓力降，可當作調節閥使用；流體流經閥門時的壓力降隨偏心數目的增加而增加；但與其它一些非蝶閥相比，三偏心蝶閥的壓力降還是比較小的。隨著蝶閥偏心數目的變化，閥座密封性能也隨之改變，三偏心蝶閥有的閥座密封性能。偏心數目增大，閥門啟閉時所需的扭矩減小，所以三偏心蝶閥啟閉所需的扭矩比其它型式的蝶閥要小得多。隨偏心數目的變化，蝶閥的溫度壓力等級范圍和適用的溫度范圍也會有較大的變化，三偏心蝶閥的適用溫度和壓力等級的范圍是其它型式蝶閥*的。2 三偏心蝶閥密封結構探討

2.1 電動三偏心金屬密封蝶閥密封原理密封結構比較與設計
常規的單偏心蝶閥，只有圖2中的偏心（1），它只是蝶板的回轉軸心離開蝶板密封面中心，其特點是避免了密封面縱向出現間隙，造成泄漏。但在蝶板的開啟與關閉過程中，蝶板密封面軸向處與閥座密封面始終有磨擦，易造成密封失效，產生泄漏。
雙偏心蝶閥，只有圖2中的偏心（1）、（2），除了蝶板的回轉軸心離開蝶板密封面中心處外，回轉軸心相對蝶板軸心又增加了一個偏心。其特點是：蝶板轉動過程中，蝶板密封面與閥密封面脫離，減少了磨擦。但在15~20°行程范圍內仍有較嚴重的磨擦，易引起泄漏。
三偏心蝶閥是在雙偏心蝶閥的基礎上，增加了*的偏心（3），見圖2，這個偏心產生的蝶閥密封面與閥座密封面的接觸角，既均勻地圍繞其圓周面，又相等于一個細長的楔形，且蝶板縱向處的密封線呈—準橢圓形曲線，兩者同時起著密封補償作用。
2.2 密封結構設計
三偏心蝶閥板是密封面在圓錐體上截取的一定厚度的橢圓形截面的實體（圖2），*偏心是指閥座密封面或蝶板厚度方向的等分線閥桿中心相對偏心（長度1），第二個偏心是指閥桿與閥門通道的中心相對偏心（長度2），第三個偏心是指圓錐形密封面的中心線與閥門中心線相對偏心（角α），AB表示密封面某點N處的在某個平面上的切線，V代表該點的速度方向，速度方向和切線AB的夾角為β。由圖2可知道，當β≥0時，密封副不發生干涉。當速度位于V'方向，夾角β'<0，密封副發生干涉。因此，Br的設計是三偏心蝶閥設計的關鍵。

密封結構的特點：
a.密封面在關閉狀態下，受力均勻，承壓能力高，在開啟過程中無擠卡現象，蠊板密封面各點同時完成脫離閥座密封面的動作。基本無磨擦，常溫、高溫均適用。
b.開啟力矩極低，結構緊湊，成本低，壽命長。
c.可實現雙向流通，具有調節、切斷功能。
2.3 蝶板密封圈形式
蝶板密封圈要根據工藝條件及要求，設計不同蝶閥密封面形式.
2.3.1 軟密封
對于常溫、低壓場合，蝶板密封圈可設計成整體式，材料可選用聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯（填充碳纖維、二硫化鉬等），密封性能優良、成本低。
2.3.2 軟硬層疊式密封圈
該結構將金屬片與軟密封材料加壓燒結為一體，具有金屬硬密封與軟密封的雙重功效，既適用于高低溫的場合，又具有優良的密封性能。
2.3.3 多層金屬片疊式密封圈
該結構采用經硬化處理的不銹鋼薄板，多層疊在一起，蝶板關閉時，其具有彈性補償的功能，適用于高低溫、壓力較高和嚴密切斷的場合。
2.3.4 堆焊硬質合金密封圈
該結構適用于高、低溫、高壓場合，耐腐蝕、沖刷，具有調節、切斷的功能。
3 主要零部件的材料
主要零部件的材料閥體和蝶板采用WCB、CFBCF8、CF8M、CF3M和鉻鉬鋼等；蝶板密封圈材料采用聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯、不銹鋼+石墨、不銹鋼、不銹鋼+司太利硬質合金，其中不銹鋼包括304、316、316L、304L等。

3、三偏心蝶閥的優點 
3.1、切斷性能好
上海申弘閥門生產的三偏心金屬密封蝶閥利用扭矩切斷閥門，故閥座處有的密封性能，故有人稱為零泄漏閥。介質中帶有的固體顆粒或臟物對三偏心金屬密封蝶閥的切斷性能無明顯影響，因為閥門接近關閉時，介質流速很高，使臟物無法在閥座處積聚。
3.2、適用范圍廣
三偏心金屬密封蝶閥有寬廣的溫度壓力適用范圍（-253-815°C，帶襯里的三偏心金屬密封蝶閥可耐更高的溫度）。某廠制造的三偏心金屬密封蝶閥的壓力等級從150#到2500#；管徑從DN80mmDN2200mm，這是大部分其它結構型式閥門無法達到的。
4 結論
經檢測和實踐證明，三偏心蝶閥各項性能指標均達到了設計要求，除具有優良的調節切斷性能外，選用不同的密封形式，可適用于介質多樣化的要求。
三偏心碟閥自問世以來、為滿足日益嚴酷的工況要求、其本身也經歷著自我完善和不斷發展的過程。即便基本的零泄漏、理論上三偏心碟閥都可以做到、但實際上還是有賴于周密的設計、精密的制造。我廠在引進歐美生產技術，投入大量資金人力研發，吸取、總結其他品牌三偏心碟閥的長短處的基礎上、推出了自己的*特色的三偏心碟閥其特點如下∶
雙重安全構造；無死區設計；本體閥座構造；薄層片閥座結構；可更換式密封副；均衡固定結構；耐火構造；高密封填料構造。 連接方式包括對夾、凸耳、法蘭、環接、對接焊、夾套。與本產品相關論文：控制閥泄漏率試驗方法