蝶阀的演变过程及三偏心蝶阀设计与演算

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蝶阀的结构从简单到复杂的角度来说，首先是 中心对称蝶阀”，其结构为密封副中心与旋转主轴重合，具有 结构简单，制造方便等优点，但由于阀板与阀座始终处于挤压、刮擦状态，造成阻矩大、磨损快，所以目前其结构也仅适用于衬胶蝶阀类。

图 1为解决 中心对称蝶阀”的这-问题，随之产生了 单偏心蝶阀”，其结构特征为旋转主轴在密封副的轴向方向上的-个距离偏心，从而使密封副上下端不再成为回转轴心，分散、减轻了密封副上下端与阀座的过度挤压，但其效果并不是很理想。

图2为此在单偏心蝶阀的基础上又做了进-步改良，即成为了目前应用较为广泛的 双偏心蝶阀”，其结构-般是旋转主轴在密封副轴 向和径向方向上各有-个距离偏心，其结构的改进，实现了阀门开启后，阀板能比较迅速脱离阀座，大幅度地削减了阀板与阀座的过度挤压和刮擦，减小了开启力矩，降低了磨损，显著提高了阀座的寿命。

收稿 日期 ：201 3-07-05作者简介 ：周立伟，男，四川泸州人，工程师，主要研究方向为三偏心蝶阀。

图3双偏心蝶阀的密封副结构，其阀座形式较为常见的有弹性软阀座和金属钢圈阀座两种，如图1所示。但就其阀板密封面的形式就有很多种了，比较理想的阀板密封面为球面，其结构简单形象地说就是截取-个球的-段球台出来的外环面就是阀板密封面，如图2所示，这种结构阀板在关闭旋入阀座的过程中，阀板密封面易于挤入阀座中去，但其加工难度大，特别是大 口径蝶阀，加工工艺上就很难严格达到其设计几何精度。所以，阀板密封面-般采用的是锥面，其结构即为-个正圆台的外环面为阀板密封面，如图3所示，这种结构，优点是阀座与阀板密封面接触面积大，密封的性能和可靠性高，但是阀板在关闭旋入阀座的过程中，阀座的挤压变形较大，阀座易磨损，且所需的启闭力矩较大，由于结构的特点，设计阀板与阀座关闭时的过盈量必然不会很大。在这里可另外介绍-种双偏心蝶阀，它是由密封副的轴向距离偏心，和阀板密封面的-个角度偏心组成，其阀板密封面为 环形球面”的-个角度偏心，其结构简单形象地说就是在-个 游泳圈”上和圆环面成-个角度，截取-段圆环 出来 的外环面即为阀板密封面，如图4所示，这种结构的密封面有点类似于前面所述的球面密封面，但又有别于球面密封面，此密封面不具有对称性，但易于加工，如图5所示。环形球面”结构相对于锥面结构，是其以 牺牲”密封面接触宽度，稍微降低密封性能的可靠性，增大阀板切入阀座的倒角，使阀板在关闭旋入阀座的过程中，阀板更加易于挤入阀座中去，减少阀座的磨损，增加阀座的寿命，所需启闭力矩较锥面形式稍校67蝶阀的演变过程及i偏心蝶阀设计与演算 周位伟综 E双偏心蝶阀的结构，其结构较 单偏心蝶阀” 膏，不管足密封剐在轴向径向上的距离偏心，还足密封副在轴阳 和角度上的偏心，其 目的就是为了在开启过程中让阀板密封面迅速的脱离阀座，以达剑减少阀座的磨损，增加阀序的寿命。

和降低阀板启闭所需 矩。但是无论双偏心蝶阀怎么设计，阀座与阀板密封而总是存在挤压变形的，那么有没有 种结构，存启闭整个过程中，阀座与阀板密封面没有任何接触，并且密封性能好，密封面宽度足够宽，以保证密封性能的可靠性。答案是有的，这就是三偏心蝶阀了。

图62 三偏心蝶阀结构原理三偏心蝶阀的设汁 就足蛩保证在阀 在0到9O度启闭过程中，阀板密 和阀体嘲摩 是孺兀任伺接触摩擦，并保密封副宽度足够宽以确保密翔性能的呵靠性。

图 7j j7 ， 广图8三偏心蝶阀是在密土寸剐为锥面结构的双偏心蝶阀的基础上进仃 个角艘偏心而 束的，fH阀板密封面被单独拿出来做成密封 形式，嘲喀事、f j密封圈密封面外形结构-致，如图6所示，在锥 进行f 个角度偏心后，能做到密封圈在0-90度68闭合过程中，密封罔密封 与阀喀无任何接触摩擦。这里的角艘偏心有两种设计， 种足偏伯 数为难伯愎数的 -半，这样敛 边暑士线平行 j-密封圳午由向中心线，如 7所示，这种锗构，由于密对圈存0到90摩帕㈦ 过 。 1，衍封 各点的旋转直径始终小于同截面上相对 ≮的阀 直径，所以密封 在9O度旋转过程中，始终能保让 阀 接触摩擦，直到到达0度位置， 封圈 j阀座重合，这种结构锥 度数 --zl匕， 得过大 否则， 引行程过长不易于加 ，其吱返什结构足- j心蝶憾五计中角度偏心的-个特例，月.这种结构的南封性能存在旮个不可靠性，在加：和装配r； 硝仃偏 ，或者 工况 茺过火∞情况下， 密封剐母线平行边， 能n；现 缝隙”， 封左 的可靠性烙会难 订- 种结构，如图8所小， 心角度数04，丁 锥角嫂数n 这种 纷 锥角度数C和偏心角0 两个 离偏心 L 、t j亭封泊l《瘦满足 宅的夭系，j 能他晰封 。90皮川过 中无仔 接触摩擦，并儿 ：密封 和 座最合后，即使毒封 或右阀 在尺 j 上存在-定的偏左，或者 L 况 差较人的情况 F，密封圈存执行器的作刷力，其将与阀座将越压越紧，密封性能得到显著提高和保证。另外，二三偏心蝶阀可以根据 蹬计需要，设计足够宽的密封副来lf呆证密封性能的可靠性。

返足双偏两蝶阀，在阀座无接触摩擦情况 F，所不能做到的。

下面我们通过建立三坐标，用数学关系式，来建赢设计参数应满足何种数学关系。

3 三偏心结构参数的设计与计算， h ～、 . 、悄 鲁 ： l ∞ y× 0 x- - 图 9菖先，先咧确三偏心蝶阀设计 日的：在密封圈90度启闭过程中，密判圈和阀座无任何接触。我们先对阀庳建 二三坐标办程，如陶9所示设计参数为：a为轴向偏心趴离；h为径阳偏心距离：S为密封面宽度；A为锥底：直径；Ⅱ为锥角度数；e为锥角偏角度数。

先以圆锥锥底圆心为 标中问点，建立 x"oy 和 xoy两个坐标系，通过坐标变换得阀座圆锥在 xyz i坐标系中的方程为：锕 s - × ycosOx sin 0然后建立密封圈从关刑状态起旋转v角度后的二 标方程，如 10所示，通过-系列坐标变换得密封圈旋转Y角度后的圆锥方程为： - 7-oh sin0-ysiny 0X eOSy siny ，q/.z y 1 -日 j 、.、 ·-/ U UJts o -号×： y Cos -- sin - h cos - -h cosO下转第7O页基'AlphaCom XE的西门子-爱立信大厦二期对讲系统设计 李世群系统可以实现任意成员的任意会议分组，即，任意成员可 例ZENTEL公司是摩托罗拉在北欧最重要的TETRA系统以位于任意会议组当中，任意会议组可以涵盖任意成员。该功能可以极大方便使用者对全局用户的管理，针对现场情况实现有效管理，有针对性管理。同时系统可以临时增加或减少会议成员，保证所需要的多个点位可以保持通信畅通。

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