高流量双向密封三偏心真空蝶阀的设计

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Research on high flow bidirectional sealed three vacuumeccentric butterfly valves design researchCHEN W u-xing(The navy in the 431 room of factory army delegate，Huludao 125001，China)Abstract：This paper uses Solidworks software to high flow bidirectional sealed three vacuum eccentricbutterfly valve for the whole modeling，analysis of the high flow of two-way sealing structure character-istics of three vacuum eccentric buterfly valves.and the use of COSM OS an d COSMOSFLOW WORKSbuterfly valve on pressure parts stress analysis，to different degrees under the flow field simulation，forthe latter part of drawing the flow characteristic curve and solving different opening degree under theKv value provides reliable parameters。

Key words：vacuum ；buterfl y valve；CAD；flow field1 概述真空蝶阀安装于钢制管道系统中，该管道系统包括排汽管道、配汽管道、抽真空管道和凝结水管道等。蒸汽经过排汽管道从汽机进入空冷凝汽器，冷凝水经过凝结水管道进入凝结水箱，不凝气体经过抽真空管道进入真空泵。

2 结构设计及技术特点高流量双向密封三偏心真空蝶阀(图1)采用三偏心密封结构，阀座密封表面层堆焊耐温、耐蚀合金材料。阀门密封圈镶嵌在蝶板上，可更换。

(1)双向密封三偏心蝶阀性能稳定可靠，在阀门的结构、材质和尺寸满足条件时，阀门可长期安全稳定运行。

(2)阀座与蝶板之间的密封面抗磨损和耐腐蚀作者简介：陈五星(1973-)，男，工程师，从事舰船建造与管理工作。

图1 真空蝶阀实体建模- 36- 阀 门 2012年第6期(4)蝶阀采取电动执行机构驱动，性能稳定可靠。

(5)蝶板采用偏心锥形阀座面，使蝶板在摆起瞬间脱离阀座的接触，减少了密封面磨损。

(6)偏心锥形式密封面的结构使阀门关闭后形成可靠的面密封，提高了阀门的密封性能。

(7)密封副采用密封比压补偿结构(图 2)，实现阀门的双向密封。

1.阀体 2.蝶板密封圈 3.蝶板图2 密封副的密封比压补偿结构(8)选用 RPTFE作为蝶板密封圈，阀体阀座采用自动喷焊铁基不锈钢材料，硬度 35～38HRC，实现可靠密封。

(9)蝶板采用斜拉筋板桁架式设计(图3)，采取双短轴驱动结构使其具有过流面积大，流阻小，强度高，承载能力强，刚性好等特性。

图 3 斜拉筋板桁架式设计(10)采用双向对开卡环轴向限位(图4)，限制蝶板在阀体中的位置。

⑨a) b)(a)上对开卡环 (b)下对开卡环图4 双向对开卡环限位结构(11)选择合理的密封副结构，减小偏心力矩，保证理想的反向密封效果。

(12)阀杆密封采用上下金属压环和金属环将frFE成型 V形填料分成两组的结构形式，V形填料可通过填料压盖上的螺栓从外部进行调整 (图5)○属环通过外部油杯将密封油脂注入 V形填料作为辅助密封。填料压盖采用加载机构，自动保证V形填料的压紧力度，长期使用密封效果好。

图5 阀杆密封3 CAE、CFD分析三偏心真空蝶阀采用斜拉桁架组焊结构形式。

应用 cosmosworks软件对蝶板进行有限元分析，求解出蝶板在受压情况下的应力分布及变形情况(图6、图7)，以对其进行优化设计。

；图6 蝶板应力分布URES(mm)图7 蝶板变形量l 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 0 O O O O O O O 0 0 O 0 0 3 O O O O O O 0 0 O O O 0 O - - - - - - - - - - - - -e e e e e e e e e e e e e4 8 8 7 5 3 l 9 7 6 4 8 0 5 5 I 5 9 3 7 O 4 8 2 l O l 0 6 6 6 7 7 8 8 8 9 6 O - 溢lI