上海申弘閥門有限公司
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之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現在介紹三偏心硬密封蝶閥結構設計三偏心蝶閥自問世以來，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(fā)展的過程。即便基本的零泄漏，理論上三偏心蝶閥都可以做到，但實際上還是有賴于周密的設計，精密的制造。東寶三偏心蝶閥其特點如下∶
蝶板的空間結構較為復雜,蝶板的力及位移分布情況直接影響到蝶閥的密封以及閥門的啟閉。如果蝶板的變形不合理,則會直接影響閥門的密封效果,導致泄露,還有可能發(fā)生自鎖等情況。
三偏心硬密封蝶閥結構設計三偏心蝶閥結構分析
三偏心蝶閥的密封副通常為斜錐面,其結構如圖1所示。圖中的蝶板為斜切圓錐所得,O點為參照坐標系原點,O′點為偏心蝶板回轉中心,圓錐半角為β,三個偏心分別為:圓錐軸線x′與流道中心線x的角度偏心α、偏心蝶板回轉中心O′與流道中心線x軸的徑向偏心α以及偏心蝶板回轉.中心O′與蝶板中面的軸向偏心e。角度γ為蝶板密封面與流道中心線x軸的夾角,該角度沿著密封面旋轉的方位不斷變化,在圖中蝶板上下兩端的γ角分別為γ1和γ2。
三偏心硬密封蝶閥結構設計三偏心蝶板結構分析
在工況下,介質壓力以及閥桿施加的閉合扭矩對蝶板共同作用,蝶板邊緣密封面的支持使蝶板受力達到平衡,閥桿對蝶板也有的支撐作用,能抵消一部分介質的壓力。三偏心蝶閥中的介質流向分為正流和逆流,介質逆流時,介質壓力與閥桿的扭矩會相互削弱,使得蝶板的受力減小;而當介質正流時(沿x軸的正方向 ), 介質壓力與閥桿的扭矩會相互疊加,增大了蝶板的受力。所以,應取介質正流時的工況,對蝶板進行分析。
三偏心硬密封蝶閥結構設計三偏心蝶板受力分析
在正流狀態(tài)下,蝶板受介質力、閥桿作用力及密封面支撐力的共同作用。蝶板邊緣的支持力與形變分布直接影響蝶板密封和啟閉性能,所以將對蝶板的力學模型進行適當的簡化,對蝶板邊緣進行重點分析。如圖2所示,蝶板橢圓繞回轉中心y′軸旋轉,受介質壓力和閥桿扭矩的共同作用,與密封面(簡化為橢圓線)的支撐力達到平衡。閥桿與蝶板連接部位取在離密封面較遠的中心部位,使其對密封面的剛度影響減小。蝶板連接部位的受力可以忽略,重點研究橢圓面上的介質壓力與閥桿扭矩的疊加,對作用在密封面上壓力的影響。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥三偏心蝶板為板狀結構,對其中間部位可按照平板問題進行分析。但蝶板邊緣空間結構較復雜,邊緣上的應力和變形分布對蝶閥的性能影響很大,密封面的貼合程度,啟閉時是否順利都與蝶板邊緣的力位移分布有關系。本文以蝶板邊緣為分析的重點,對蝶板的荷載情況進行了推導和計算。
1、API 規(guī)格
*，API609 已事實上成為工業(yè)重要管線上用閥門的規(guī)格。而東寶閥門則全面嚴格按照 API609 規(guī)格的新版設計、制造。更可貴的是，東寶全金屬蝶閥的基本設計不僅僅局限于 API 一個規(guī)格， BS5155、 ANSI B 16.34 、 ASME SEC VIII 等各大規(guī)格都能對應，這保證了東寶閥門在所有的工業(yè)領域都有用武之地。
2、雙向密封、無流向限制、隨意方向安裝
東寶三偏心全金屬硬密封蝶閥可實現雙向密封，能正、反雙向承壓，正或反向承壓時均不發(fā)生內漏。
3、雙重安全構造
嚴格按照 API609 的規(guī)格要求，為防止因受流體壓力、溫度的影響而引起的蝶板變形、閥桿錯位、密封面咬合、在蝶板上下側分別裝有兩個各自獨立的止推環(huán)，從而保證了閥門在任何工況下的正常工作；同時，為防止未知原因所引起的閥桿破損飛出而造成的突發(fā)事故，在閥門下端內外兩處設計了各自獨立的閥桿飛出防止機構，這也從側面保證了蝶閥的壓力等級可以做到高達 2500 磅級。
4、無死區(qū)設計
在設計過程中，特別考慮了在調控領域中的應用問題，充分利用三偏心蝶閥的密封原理，做到了開啟無死區(qū)的角度設計，從而杜絕了打開普通閥門時所常見的開度跳躍現象，*了閥門的低開度范圍內因磨擦等各種不安定因素所造成的不能調控現象，即*了死區(qū)（不感帶），這意味著三偏心蝶閥幾乎可以從 0 開度開始即進入可調控區(qū)域，直至 90 開度。其正常調控比是一般蝶閥的 2 倍以上，調控比高可高達 100:1 以上。這為東寶蝶閥作為調控閥使用創(chuàng)造了良好的條件，特別是在大口徑時，截止閥的成本*，另外截止閥無法實現零泄漏，在需要緊急關斷的工況中在截止閥的旁側加裝關斷閥，而東寶蝶閥集調控與關斷于一身，其節(jié)能極其可觀。
5、密封副的全金屬結構
常規(guī)三偏心蝶閥的閥座、密封環(huán)安裝構造是不銹鋼薄片與石墨薄片層疊而成安裝在蝶板或閥體上，密封面很容易受到流體的沖蝕，使用壽命很短。但東寶蝶閥則采用了全金屬合金鋼鍛造的密封環(huán)及閥座構造，密封表面堆焊及噴焊焊司太立合金。其優(yōu)點是抗沖刷、耐磨損、耐高溫高壓，使用壽命長，在供熱管網上的使用年限超過30年以上，達到與管道同壽命的水平。
6、可更換式密封副
東寶蝶閥的密封副可謂獨樹一幟，由于蝶板密封面與蝶板是獨立的，閥座與閥體也是獨立的，所以蝶板密封面及閥座可以同時更換，也就是說當蝶板密封面或閥座受損時，不必再興師動眾地運回制造廠或大舉分解閥門，只需調換蝶板密封面及閥座即可，這不但大大降低了保養(yǎng)成本，還大大減少了維修工時和檢修強度與難度。
7、均衡固定結構
從三偏心蝶閥的密封面形狀特點出發(fā)，東寶蝶閥的密封副固定方式采用了均衡分布固定，不但定位準確，而且還使每個螺栓都均衡受力，杜絕了因應力分布不均而產生的密封副松動，泄漏。
8、本質耐火構造
一般閥門企業(yè)都聲稱具有耐火構造，但其中極大部分閥門為了減少泄漏量而采用了軟硬雙重閥座構造，其實這很危險，因為火災時軟密封閥座的不完quan燃燒會使金屬支持閥座產生應力，溫差變形，從而導致耐火機能失靈，所以目前歐美正在逐漸排除這類名不副實的耐火閥。 因為是零泄漏，所以不需要軟密封的介助，屬名副其實的本質耐火構造。
9、動負載填料系統(tǒng)
在閥門的泄漏問題上，傳統(tǒng)上往往都集中于閥座的泄漏，即內漏，而忽略了填料部位的泄漏，即外漏。而實際上，在目前環(huán)境問題被日益重視的當代社會，外漏危害性遠大于內漏已成為不爭的事實。 三偏心蝶閥屬回轉型閥門，其閥桿動作僅為 90 °回轉而已，這與閘閥、截止閥等閥桿動作為螺旋多回轉往復運動相比，其填料部所受磨損程度很低，相對地使用壽命很長，更由于在填料密封等防止外部泄漏構造上，采取了動負載標準設計，從而可以在按照 EPA21 規(guī)格下進行外部泄漏測試時，標準密封性能保證在 100ppm 以下。這些指標都意味著可以在化工等各種領域中的有毒、有害介質管線中大顯身手。
三偏心硬密封蝶閥結構設計綜上所述，東寶三偏心蝶閥作為閥門新科技的結晶，揚各種閥門之長，避各種閥門之短，必將越來越受到廣大用戶和設計人員的重視。其MAX大壓力等級可以到達 2500 磅級，標準口徑可以做到 48 英寸，而且三偏心對夾蝶閥、三偏心凸耳蝶閥、三偏心法蘭蝶閥、三偏心對焊蝶閥、各種結構長度等都可以對應，更由于蝶閥的材料選擇余地很大，高低溫及各種酸、堿等腐蝕性介質也都能對應自如。特別是在大口徑方面，以其零泄漏的優(yōu)勢，在關斷閥上，正在不斷地取代粗大的閘閥和球閥。同樣，以其優(yōu)異的調控機能，在調控閥上，也正在不斷地取代笨重的截止閥。與本文相關的產品有不銹鋼波紋管密封安全閥
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