蝶阀的结构及工作原理

蝶阀的结构及工作原理

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蝶阀的密封副有金属对金属的硬密封，也有金属对橡胶或塑料的软密封。密封圈可以放在蝶板上，也可以放在阀体上。本文详细分下密封蝶阀结构。

根据蝶板在阀中的放置位置，蝶阀又可做成中心对称的（I型），叫进口中线蝶阀、偏置（H型）的（单偏心、双偏心和三偏心，分别叫进口单偏心蝶阀，双偏心蝶阀，三偏心蝶阀）或变偏心型蝶阀。

蝶阀的密封结构形式有：单偏心密封、双偏心密封、三偏心密封、变偏心密封，各种结构类型蝶阀的密封原理简述如下：

（1）中线蝶阀

中线蝶阀，阀杆轴心线与蝶板中心平面在同一个平面内并与阀体管道中心线垂直相交，且蝶板两边面积对于阀杆轴线对称。中线蝶阀一般制成衬胶的形式，由于结构简单，中心对称（I型）双向密封效果一样，并且流阻较小，开关力矩也小，因此在中、小型蝶阀上广泛应用。但轴头由于经常处于摩擦状态，比其他部位磨损快，容易在此处泄漏，因此衬胶蝶阀中有时在轴头衬有四氟薄膜以减少摩擦或增加弹簧以补偿磨损等。显然，中线型如做成金属对金属，要密封有些困难，斜置板和偏置板蝶阀轴头没有磨擦，但它们的流阻和密封力矩都比中心对称蝶板要大。VTON水用的常规的蝶阀，一般采用中线结构。

2、单偏心密封蝶阀的密封原理

由于在单偏心蝶阀的基础上将蝶板的回转中心（既阀门轴中心）与阀体中心线形成尺寸偏置，使得蝶阀在开启过程中，蝶板的密封面会比单偏心密封蝶阀更快地脱离阀座密封面，蝶板转动至 8°~12° 时，蝶板密封面完全脱离阀座密封，完全开启时，两密封面之间形成一个更大的间隙，该类蝶阀的设计，大大降低了两密封面之间的机械磨损及拥挤压变形，使蝶阀的密封性能更为提高。

3、双偏心密封蝶阀的密封原理

由于在双偏心蝶阀的基础上将阀座中心线再与阀体中心线形成一个 β 角偏置，使得蝶阀在启阀过程中，蝶板的密封面在开启瞬间立即脱离阀座密封面，而在关闭瞬间才会接触并压紧阀座密封面。当完全开启时，两密封面之间形成一个与双偏心密封蝶阀相同的间隙，该类蝶阀的设计，彻底消除了两密封面之间的机械磨损和擦伤，使蝶阀的密封性能和使用寿命都得到大大提高。VTON硬密封蝶阀和对夹式硬密封蝶阀，焊接蝶阀，一般采用的是双偏心结构。

4、三偏心蝶阀

三偏心蝶阀是将正锥角旋转一个角度，改为斜锥角，这样偏心e可以减小，开启力矩也随之减小。当然这只是直观地理解，实际轴心应设置在什么地方还是应该采用三维做运动分析，判断密封副是否会产生干涉。值得指出的是三偏心蝶阀的密封圈不但可以设计成多层次式，也可以做成像Neles那样的U形或O形圈，有些时候甚至可以采用橡胶、四氟等非金属材料，但是采用非金属弹性密封材料，是否有必要做成三偏心值得商榷（双偏心即可）。

5、变偏心密封蝶阀的密封原理

变偏心蝶阀的独特之处在于安装蝶板的阀杆轴是一个三段轴式结构，此三段轴式阀杆两段轴段同心，而中心段轴中心线与两端轴线偏离一个中心距，蝶板就安装在中间轴段上。这样的偏心结构使得蝶板在全开位置时成为双偏心状，而在蝶板转动到关闭位置时则成为单偏心状。由于偏心轴的作用，在接近关闭时，蝶板向阀座的密封锥面内移进一个距离，蝶板与阀座的密封的密封面相吻合达到可靠的密封性能。

由于蝶板的回转中心（即阀门轴中心）与蝶板密封截面按偏心设置，使得蝶阀在开启过程中，蝶板密封面逐渐脱离阀座密封面，蝶板转动至 20°~25° 时，蝶板密封面完全脱离阀座密封面，完全开启时，两密封面之间形成间隙，从而使得蝶阀在启闭过程中，两密封面之间相对机械磨损及挤压大为降低，从而保证了蝶阀的密封。

蝶阀是工业生产管路系统最常用到的阀门之一，组成部分主要有阀体、阀座、阀杆、蝶板和传动装置。蝶阀的种类很多，分类方式也是多种多样。按连接形式可以有对夹蝶阀、法兰蝶阀和焊接蝶阀等。按驱动形式又可以分为手柄蝶阀、涡轮蝶阀、气动蝶阀、电动蝶阀等等。

蝶阀工作原理

蝶阀是通过操作传动装置来旋转阀杆，同时阀杆又带动蝶板转动来实现开启和关闭的。在蝶阀的阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板连通着阀杆，阀杆旋转会带动蝶板旋转来做流量控制，旋转角度为0度~90度之间，当蝶板旋转到达90度，蝶阀在管道中即处于全开位置，此时只有蝶板的厚度是流体经过的唯一阻力，流阻非常小，同时当蝶板旋转角度在0-90之间时，可以用来调节介质流量。

电动蝶阀可以运送泥浆，在管道口积存液体最少。在低压下也可以实现良好的密封。电动蝶阀蝶板的流线形设计，可以使流体阻力损失小，可谓是一种节能型产品。

电动蝶阀阀杆为通杆结构，经过调质处理，有良好的综合力学性能和抗腐蚀性，抗擦伤性。电动蝶阀启闭时阀杆只作旋转运动而不作升降运行，阀杆的填料不易破坏，密封可靠。与蝶板锥销固定，外伸端为防冲出型设计，以免在阀杆与蝶板连接处意外断裂时阀杆崩出。

电动蝶阀具有结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省，安装尺寸小，开关迅速、90°往复回转，驱动力矩小等特点，用于截断、接通、调节管路中的介质，具有良好的流体控制特性和关闭密封性能。

电动蝶阀连接方式有法兰连接、对夹连接、对焊连接及凸耳对夹连接。驱动形式有手动、蜗轮传动、电动、气动、液动、电液联动等执行机构，可实现远距离控制和自动化操作。