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雙偏心金屬密封蝶閥高壓差雙向密封的結構特點(diǎn)和工作原理，介紹了蝶閥的測試和使用性能。

1、概述

　　雙偏心金屬密封蝶閥的兩個(gè)偏心是指蝶板的旋轉中心線(xiàn)與密封線(xiàn)的偏心和蝶板的旋轉中心線(xiàn)與通道中心線(xiàn)的偏心。閥門(mén)開(kāi)啟過(guò)程中蝶板能夠瞬間與閥座脫離，消除了蝶板與閥座由于擠壓造成的刮擦現象，同時(shí)減小了啟閉扭矩，提高了密封性能。蝶閥密封副為線(xiàn)接觸密封，通過(guò)蝶板擠壓金屬閥座密封圈所造成的彈性變形產(chǎn)生密封效果。介質(zhì)壓力作用時(shí)，如果閥座密封圈變形量不均勻或較小，則可能產(chǎn)生蝶板與閥座脫離或蝶板與閥座密封圈之間的密封比壓不足，導致密封失效，故對閥門(mén)關(guān)閉時(shí)閥座密封圈的變形控制要求很高。針對密封圈變形導致的蝶閥無(wú)法實(shí)現雙向密封的問(wèn)題，對閥座密封圈結構進(jìn)行了優(yōu)化設計。

2、分析

　　雙偏心蝶閥的密封原理是當蝶板與閥座之間產(chǎn)生的實(shí)際密封比壓大于其必須密封比壓時(shí)，蝶閥即可實(shí)現密封。而密封比壓大小是由閥座產(chǎn)生的彈性變形量決定的。蝶閥的金屬密封閥座與蝶板密封處截面形狀為圓弧形(圖1) 。因為介質(zhì)作用在閥座上的區域僅為閥座的圓弧段，其力臂較短，彈性變形量較小，閥座與蝶板僅能在介質(zhì)壓差較低時(shí)形成可靠密封。如DN250 的蝶閥進(jìn)行壓力試驗時(shí)，當介質(zhì)流向為正向，介質(zhì)壓差大于0.3MPa 時(shí)，閥門(mén)即產(chǎn)生明顯的可見(jiàn)泄漏。當介質(zhì)流向為反向，介質(zhì)壓差大于0.8MPa 時(shí)，蝶閥經(jīng)過(guò)一次開(kāi)關(guān)后即無(wú)法再次實(shí)現密封，閥座已產(chǎn)生塑性變形。

　對蝶閥高壓差下出現密封泄漏的問(wèn)題進(jìn)行分析。由于蝶板安裝在閥桿上(此時(shí)閥桿相當于簡(jiǎn)支梁) ，當介質(zhì)壓力正向作用在蝶板上時(shí)，蝶板所受到的力會(huì )傳遞到閥桿上，此時(shí)閥桿會(huì )產(chǎn)生彈性變形。同時(shí)蝶板由于介質(zhì)壓力的作用也產(chǎn)生彈性變形，而閥座產(chǎn)生的彈性變形量比蝶板和閥桿共同產(chǎn)生的彈性變形量小，導致蝶板與閥座之間形成的密封比壓減小。當實(shí)際密封比壓小于必須密封比壓時(shí)，蝶閥無(wú)法實(shí)現密封。當介質(zhì)壓力反向作用在蝶板上時(shí)，蝶板和閥桿共同產(chǎn)生的彈性變形量大于閥座的彈性變形量極限。此時(shí)實(shí)際密封比壓大于許用密封比壓，導致閥座產(chǎn)生了塑性變形。

3、改進(jìn)

　　針對蝶閥無(wú)法用于介質(zhì)壓差為中等壓力的情況，將閥座設計成具有高回彈性的結構(圖2) ，提高了蝶板與閥座的密封性能，即使流動(dòng)介質(zhì)壓力增大，也可以取得很好的密封效果。相對三偏心蝶閥該閥制作加工成本較低，經(jīng)濟效益良好，具有雙向密封功能。當介質(zhì)正向流動(dòng)時(shí)，在介質(zhì)的壓力作用下，閥座長(cháng)圓弧段產(chǎn)生一個(gè)繞閥座根部的旋轉力矩，由于新型閥座的力臂較長(cháng)，可產(chǎn)生較大的彈性變形，加大了與蝶板之間的貼合面積與貼合力，提高了閥座與蝶板之間的密封性能。介質(zhì)壓力越大，閥座與蝶板之間產(chǎn)生的密封比壓越大，密封性能越好。當介質(zhì)反向流動(dòng)時(shí)，介質(zhì)使蝶板產(chǎn)生彈性變形，此時(shí)蝶板壓緊閥座長(cháng)圓弧段，閥座長(cháng)圓弧段在蝶板和介質(zhì)的壓力作用下，會(huì )繞閥座根部向前旋轉移動(dòng)，閥座長(cháng)圓弧段的前端會(huì )頂住端蓋溝槽，同時(shí)會(huì )產(chǎn)生一定的彈性變形，增大了閥座的彈性變形范圍，提高了閥座與蝶板之間的密封性能。

　　閥座采用可更換設計，即閥體與蝶板不變，通過(guò)更換閥座與端蓋，即可實(shí)現軟密封、金屬密封與防火結構蝶閥轉換。解決了軟密封、金屬密封、防火結構蝶閥的閥體等部件不通用的問(wèn)題，降低了產(chǎn)品的制作成本。

4、試驗

　　按照GB/T 4213 - 2008 的泄漏量試驗標準要求，對試制的PN40-DN250蝶閥進(jìn)行了泄漏量檢測(表1) 。測試結果顯示，密封結構改進(jìn)后的蝶閥能夠承受閥門(mén)的多種壓差而不產(chǎn)生可見(jiàn)泄漏，達到了設計要求。蝶閥進(jìn)行了5 萬(wàn)次開(kāi)關(guān)疲勞測試，測試后對蝶閥進(jìn)行泄漏量試驗，未出現可見(jiàn)泄漏。蝶閥性能可靠，能夠達到工況要求。