調(diào)節(jié)蝶閥按結(jié)構(gòu)形式主要分為：中線蝶閥、單偏心蝶閥、雙偏心蝶閥和三偏心蝶閥。  

中線蝶閥的結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心線與調(diào)節(jié)閥密封副接觸面在同一平面上，并與閥體通道對稱中心線垂直相交。其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，常見的襯膠對夾式蝶閥即屬于此類。缺點是由于蝶板與閥座始終處于擠壓狀態(tài)，阻力大，磨損快。為保證在擠壓、刮擦后仍保證密封性能，閥座基本上采用橡膠或聚四氟乙烯等彈性材料，因此在使用上受到溫度的限制。  

單偏心蝶閥的結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心線平行偏離了閥門密封副接觸面，并與閥體通道對稱中心線垂直相交，從而在閥門啟閉過程中蝶板上下端不再與閥座接觸而產(chǎn)生過度擠壓。但由于單偏心構(gòu)造在閥門的整個開關(guān)過程中蝶板密封面與閥座密封面仍有擠壓、刮擦現(xiàn)象，在應(yīng)用范圍上和中線蝶閥大同小異，故采用不多。  

雙偏心蝶閥的結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心線既平行偏離了閥門密封副接觸面，又平行偏離了閥體通道對稱中心線。雙偏心的效果是使閥門在開啟時蝶板密封面能瞬間脫離閥座密封面，消除了蝶板與閥座的不必要的過度擠壓、刮擦現(xiàn)象，減小了密封副間的磨損，減輕了啟閉力矩。同時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。  

三偏心蝶閥的結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心線既平行偏離了閥門密封副接觸面，又平行偏離了閥體通道對稱中心線，且閥門密封副接觸面的旋轉(zhuǎn)體中心線與閥體通道對稱中心線傾斜一角度。三偏心的效果是密封副的接觸斷面由真圓變?yōu)闄E圓，從根本上改變了密封副的密封原理，使金屬硬密封蝶閥實現(xiàn)零泄漏成為了可能。  

2  

蝶閥設(shè)計時要考慮的因素  

蝶閥功能  

1  

設(shè)計時要明確蝶閥是用作接通或截斷管路中的介質(zhì)，還是調(diào)節(jié)、控制管路中介質(zhì)的流量和壓力。不同功能的閥門其密封副設(shè)計時考慮的因素有所不同，若閥門是用作接通或截斷管路中的介質(zhì)，則著重考慮閥門的截斷能力，即閥門的密封性能，在確保所選材料必須耐腐蝕的前提下，低、中壓及常溫閥門常采用軟密封的結(jié)構(gòu)形式，中、高溫及高壓閥門則選用硬密封的結(jié)構(gòu)形式；若閥門是用作調(diào)節(jié)、控制管路中介質(zhì)的流量和壓力時，則著重考慮閥門的固有調(diào)節(jié)特性及調(diào)節(jié)比。  

工藝條件  

2  

設(shè)計前首先要充分了解閥門所在工藝系統(tǒng)的工藝條件，包括：介質(zhì)類型（氣、液、固相及雙相或多相混合等）、介質(zhì)溫度、介質(zhì)壓力、介質(zhì)流速（或流量）、動力源及其參數(shù)等。  

（1）介質(zhì)類型  

蝶閥結(jié)構(gòu)形式通常是根據(jù)一種主要的介質(zhì)進行設(shè)計，但也必須考慮到次要的介質(zhì)，例如用來清洗、試驗和吹掃等介質(zhì)，介質(zhì)的黏附及沉積等均對閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計有影響；同時更要關(guān)注介質(zhì)的腐蝕性對結(jié)構(gòu)及材料的影響。  

（2）介質(zhì)溫度  

可能引起的問題有：①不同的熱膨脹：溫度梯度或膨脹系數(shù)不同會引起閥門密封副的膨脹不均勻，從而導(dǎo)致閥門啟閉時的卡死或泄漏。②材料性能的變化：設(shè)計時要考慮材料在高溫下許用應(yīng)力的降低，另外由于在很高溫度下膨脹的零件可能產(chǎn)生局部屈服，所以熱循環(huán)有時也會引起尺寸的變化。③熱應(yīng)力和熱沖擊。  

（3）介質(zhì)壓力  

主要影響蝶閥承壓件的強度和剛度設(shè)計，及密封副的必需比壓和許用比壓的設(shè)計。  

（4）介質(zhì)流速  

主要影響蝶閥通道及密封副表面的耐沖蝕性能，特別是氣固、液固兩相流的介質(zhì)，更要謹(jǐn)慎考慮。  

（5）動力源  

其參數(shù)直接影響蝶閥的連接接口設(shè)計及啟閉時間和驅(qū)動靈敏性、可靠性。電源的電壓和電流強度的變化對閥門的影響不很大，主要是氣源和液壓源的壓力和流量將直接影響到蝶閥的功能的實現(xiàn)。  

強度與剛度的考慮  

3  

蝶閥在設(shè)計時除按《閥門設(shè)計手冊》提供的靜態(tài)設(shè)計計算外，還要考慮因介質(zhì)壓力、流速等產(chǎn)生的動態(tài)載荷，特別是中高壓管系中蝶閥關(guān)閉時產(chǎn)生的水錘能量，還要考慮環(huán)境影響的附加載荷以及管道、支座等引起的附加載荷。  

壓力損失和流通能力  

4  

壓力損失和流通能力本質(zhì)上是同一參數(shù)，壓力損失是流體阻力的量度，是閥門進口壓力與出口壓力之差值，在給定流量下，其大小主要取決于蝶閥的結(jié)構(gòu)形式、內(nèi)件的造形及表面粗糙度設(shè)計，通常用流阻系數(shù)來表示。流通能力與閥門在給定壓力差時流過的最大流量有關(guān)，通常用流量系數(shù)來表示。流阻系數(shù)與流量系數(shù)的關(guān)系式為：  

式中  

C——流量系數(shù)；  

A——閥門流道的截面積，單位為m2；  

K——流阻系數(shù)。  

通常在設(shè)計時要考慮盡量使閥門的壓力損失最小和流通能力最大，一般采取的措施有：①閥體通道不縮徑，通道中應(yīng)無任何凸出部分，蝶板造形圓滑過渡。②盡可能減小介質(zhì)過流部位的表面粗糙度值。③整個通道橫截面盡量保持不變或采取平緩過渡結(jié)構(gòu)。  

驅(qū)動力矩  

5  

蝶閥的驅(qū)動方式根據(jù)用戶需要可以是電動、氣動、液動、電液動以及氣液動等，驅(qū)動裝置的輸出轉(zhuǎn)矩取決于蝶閥所需的輸入轉(zhuǎn)矩，蝶閥的輸入轉(zhuǎn)矩又受結(jié)構(gòu)形式、密封程度、介質(zhì)種類(水、油、氣和粉體)、介質(zhì)壓力、工作頻度(低頻度、高頻度)以及控制方式(純開閉型、調(diào)節(jié)型)等因素的影響。蝶閥的結(jié)構(gòu)形式、密封程度不同，其輸入轉(zhuǎn)矩的計算公式也不同(詳見《閥門設(shè)計手冊》)；使用條件的不同，所選擇驅(qū)動裝置輸出轉(zhuǎn)矩的安全系數(shù)不同，詳見表1。  

表1控制方式選用的安全系數(shù)  

介質(zhì)敏感性  

6  

蝶閥適用于輸送水、油、氣體、水固兩相以及氣固兩相流等多種介質(zhì)的管路系統(tǒng)作開關(guān)或調(diào)節(jié)裝置用，因而蝶閥密封副對介質(zhì)的敏感性也是設(shè)計時需考慮的重要因素之一，設(shè)計時主要從材料選擇和結(jié)構(gòu)形式上來考慮。例如對介質(zhì)中含塵量較高的切斷蝶閥，則要選用彈性好的橡膠材料作密封圈，或采用具有自清理結(jié)構(gòu)的多層次金屬硬密封圈，在密封副相對運動的同時靠密封副本身能清除微粒等污物，或采用吹掃、清洗功能來減輕粉塵對密封副的污染。  

壽命  

7  

蝶閥正常的失效形式是泄漏，泄漏又包括外泄漏和內(nèi)泄漏，外漏主要是沖蝕或腐蝕而導(dǎo)致，內(nèi)漏主要是密封副破損而導(dǎo)致。通常所說的壽命是指密封副的使用時間或動作次數(shù)，其主要取決于介質(zhì)種類、介質(zhì)溫度、介質(zhì)壓力、啟閉頻率和啟閉速度等，從而選擇滿足工況條件的材料并進行必要的熱處理，例如：材料的抗擦傷性能、抗電化學(xué)腐蝕性能和疲勞強度等。另外密封副的壽命與結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、制造精度等密切相關(guān)。  

主要件材料選用  

8  

蝶閥的主要件包括閥體、蝶板、閥桿、閥座和密封圈，材料選用的主要依據(jù)是工況條件，特別關(guān)注材料的耐蝕性及適用溫度，一般常用材料的適用溫度及適用介質(zhì)見表2。  

表2常用材料的適用溫度及適用介質(zhì)  

3  

結(jié)束語  

隨著全球性的節(jié)能、環(huán)保意識的提高，大型項目工藝系統(tǒng)正在不斷向高參數(shù)化發(fā)展，從而對閥門的工藝參數(shù)也提出了更高、更苛刻的要求，為了適應(yīng)高壓、高溫、低溫和多相流等工況下的功能要求，蝶閥的結(jié)構(gòu)也在不斷更新?lián)Q代，高性能的特種蝶閥層出不窮，但萬變不離其中，只有明確工藝系統(tǒng)對閥門的功能要求，明確工況的各項參數(shù)，就能設(shè)計出滿足功能要求，性能可靠的調(diào)節(jié)蝶閥產(chǎn)品。提高生產(chǎn)率。