給水排水管路系統(tǒng)蝶閥選型

【資料簡介】

給水排水管路系統(tǒng)蝶閥選型本實(shí)用新型公開一種軟密封蝶閥,包括閥瓣、閥座、閥桿、閥體、密封圈、蝶板；閥體內(nèi)密封結(jié)構(gòu)包括閥瓣、閥座和密封圈,密封時(shí),所述閥瓣與閥座之間留有一定的夾角空隙。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于低溫流體,在低溫環(huán)境下有著良好的密封效果,不易產(chǎn)生泄露。軟密封蝶閥作為一種用來實(shí)現(xiàn)管路系統(tǒng)通斷及流量控制的部件，已在石油、化工、冶金、水電等許多領(lǐng)域中得到極為廣泛地應(yīng)用。在已公知的蝶閥技術(shù)中，其密封形式多采用密封結(jié)構(gòu)，密封材料為橡膠、聚四氟乙烯等。由于結(jié)構(gòu)特征的限制，不適應(yīng)耐高溫、高壓及耐腐蝕、抗磨損等行業(yè)。現(xiàn)有一種比較的蝶閥是三偏心金屬硬密封蝶閥，閥體和閥座為連體構(gòu)件，閥座密封表面層堆焊耐溫、耐蝕合金材料。多層軟疊式密封圈固定在閥板上，這種蝶閥與傳統(tǒng)蝶閥相比具有耐高溫，操作輕便，啟閉無磨擦，關(guān)閉時(shí)隨著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的力矩增大來補(bǔ)償密封，提高了蝶閥的密封性能及延長使用壽命的優(yōu)點(diǎn)。

碟閥從橡膠密封件上而言，分成軟密封蝶閥和硬密封蝶閥，軟密封蝶閥和硬密封蝶閥，因?yàn)槠洳牧系牟灰粯佣m用于不同的介質(zhì)。一種軟密封蝶閥,包括閥體,閥板,閥軸,所述閥軸貫穿所述閥板并與所述閥體連接,所述閥板與閥體之間設(shè)有密封圈,所述密封圈的截面為"C"形結(jié)構(gòu),且所述密封圈的外側(cè)設(shè)有兩條彈簧圈,所述閥軸與閥體上下兩端的連接處設(shè)有填充物.其有益效果是:所述密封圈的外側(cè)設(shè)有兩條彈簧圈,在密封圈磨損后,所述彈簧圈可以縮小密封圈內(nèi)徑,從而提高密封效果.
  蝶閥是給水排水管路系統(tǒng)中的一個(gè)重要裝置隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)蝶閥的結(jié)構(gòu)及性能提出了不同的要求。因此，在設(shè)計(jì)及選用時(shí)應(yīng)根據(jù)工況條件，對(duì)其類型、材料和連接形式等做出合理的選擇。
　軟密封蝶閥的特點(diǎn)
1、小巧輕便，容易拆裝及維修，并可在任意位置安裝。
2、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，操作扭矩小，90度回轉(zhuǎn)開啟迅速。
3、流量特性趨直線，調(diào)節(jié)性能好。
4、蝶板與閥桿的連接采用無銷釘結(jié)構(gòu)，克服了有可能的內(nèi)泄漏點(diǎn)。
5、密封件可更換，且密封可靠達(dá)到雙向密封?！?br />6、蝶板可根據(jù)用戶要求噴涂覆層，如尼龍或聚四氟類。
7、該閥可設(shè)計(jì)成法蘭連接和對(duì)夾連接。
8、驅(qū)動(dòng)方式可選擇手動(dòng)、電動(dòng)或氣動(dòng)。

　2 給水排水管路系統(tǒng)蝶閥選型設(shè)計(jì)
　　2.1 結(jié)構(gòu)
　　蝶閥的關(guān)閉件（蝶板）在介質(zhì)中間，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其對(duì)流阻的影響。
　　關(guān)于大口徑蝶閥蝶板的結(jié)構(gòu)，AWWA C504（美國給水工程協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定，蝶板不應(yīng)有橫向筋，其厚度不得大于閥桿直徑的 2.25 倍。
　　蝶板的迎水面和出水面應(yīng)呈流線型。
　　內(nèi)部螺釘不能凸出在蝶板外面，以免增加迎水面積。

　　2.2 橡膠密封圈
　　有時(shí)橡膠蝶閥使用壽命較短，這與橡膠質(zhì)量及密封面寬度有關(guān)。橡膠密封蝶閥的密封圈應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的橡膠材料制造，在壓制成型時(shí)應(yīng)遵守工藝規(guī)程，不能任意提高硫化溫度，縮短時(shí)間，否則容易造成密封圈老化和開裂。與橡膠密封圈配合的金屬密封面應(yīng)有足夠的寬度，否則橡膠密封圈不易嵌入。另外，閥體及蝶板的形位公差、對(duì)稱度、精度、光潔度、密封圈的壓彈量等也影響橡膠密封圈的使用壽命。

　　2.3 剛度
　　剛度是蝶閥設(shè)計(jì)中的重要問題，它與蝶板、閥軸及連接等因素有關(guān)。
　?。?）閥軸尺寸 AWWA C504 中規(guī)定了閥軸尺寸。閥軸尺寸達(dá)不到要求，可能出現(xiàn)剛度不夠，反向密封泄漏，開啟力矩大等現(xiàn)象。軸的剛度與 1/EI 有關(guān)，也就是說要提高剛度減小變形問題應(yīng)該從提高 EI 著手。E 是彈性模量，一般鋼材差別不大，選用好的材料對(duì)剛度影響不大。I 是慣性矩，與軸的截面尺寸有關(guān)。閥軸的尺寸一般按彎扭合成計(jì)算，它不僅與扭矩有關(guān)，而且主要與彎矩有關(guān)，尤其大口徑蝶閥彎矩比扭矩大得多。
　?。?）軸孔配合 AWWA C504的舊版本中規(guī)定，蝶閥軸是一根直通的整軸。1980 版本以后，提出可以做成兩段短軸。AWWA C504及 GB12238 規(guī)定，軸與孔的嵌入長度應(yīng)為 1.5d。日本蝶閥軸向尺寸中閥體內(nèi)邊緣與蝶板支承端之間的間隙（C 值）給出規(guī)定，一般與口徑大小有關(guān)，在 25~45mm 之間，也就是盡量減小軸支承間的距離（C 值），從而減小軸的彎矩和變形。
　?。?）蝶板結(jié)構(gòu) 蝶板結(jié)構(gòu)形式與剛度有直接關(guān)系，因此除平板形外多做成鍋形或桁架形?？傊菫榱嗽龃髷嗝娴膽T性矩，以提高剛度。
　?。?）閥體結(jié)構(gòu) 大口徑蝶閥閥體設(shè)計(jì)中也存在剛度問題。一般有圈筋和橫筋，實(shí)際上橫筋只是增加穩(wěn)定性，不宜太多，主要是圈筋。如果能加∩形筋則對(duì)剛度更有利，但存在工藝性差的問題。

　　2.4 自潤滑軸承
　　蝶板上所受介質(zhì)壓力大部或全部（反向）是通過軸傳遞到軸承上去的，因此軸承起到非常重要的作用。國外蝶閥有的轉(zhuǎn)動(dòng)很輕巧，小口徑閥門一個(gè)手指都能轉(zhuǎn)動(dòng)，而國產(chǎn)蝶閥有的轉(zhuǎn)動(dòng)卻很沉重，這除了與同軸度、對(duì)稱度、加工精度、光潔度和填料的質(zhì)量有關(guān)之外，很重要的一個(gè)因素就是軸套材料的潤滑性。AWWA C504 標(biāo)準(zhǔn)提出，閥體中安裝的軸套或軸承應(yīng)屬于自潤滑材料，軸套存在減磨潤滑問題，不允許銹蝕。沒有軸套，即使閥軸是不銹鋼，閥體也有銹蝕及膠合粘著問題。采用軸套還可以增加剛性。

　　2.5 軸與蝶板的連接
　　小口徑蝶閥的軸與蝶板采用鍵或花鍵連接為宜，也可以采用多邊形軸連接或銷釘連接，大口徑蝶閥的軸與蝶板多采用鍵或錐銷等連接。目前軸與蝶板采用銷連接的比較多。在惡劣的工況條件下連接銷有損壞現(xiàn)象，這主要是由于制造的原因，其中吻合精度不好，銷子尺寸選擇不合適，銷子硬度不夠或采用材料不合適等應(yīng)引起注意。大型蝶閥的軸與蝶板可采用特殊的方法進(jìn)行連接。

　　2.6 結(jié)構(gòu)長度
　　蝶閥的結(jié)構(gòu)長度向短系列發(fā)展，但這樣的做法要慎重。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)長度太短對(duì)強(qiáng)度有影響。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)法蘭蝶閥短系列結(jié)構(gòu)長度做出了規(guī)定，但是壓力較高的閥門結(jié)構(gòu)長度不宜改短，否則會(huì)出問題，尤其是鑄鐵等脆性材料。

　　 但是軟密封蝶閥有兩個(gè)短板，一是其耐溫有限，二是其承壓不高。
    耐溫高的氟橡膠密封的蝶閥，其適用溫度也不超過200度。如果我們的介質(zhì)溫度很高的情況下，就必須選用硬密封蝶閥了。硬密封蝶閥由于全部采用金屬密封或耐溫很高的石墨密封，其耐溫較高的可以達(dá)到一千度以上。常規(guī)的碳鋼材質(zhì)的硬密封蝶閥，其耐溫可達(dá)425度。

    不銹鋼蝶閥能夠在大氣中抗氧化，具有在酸、堿、鹽的介質(zhì)中耐腐蝕，所以全不銹鋼蝶閥具有耐磨耐腐蝕等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)就能夠充分的體現(xiàn)出不銹鋼材質(zhì)的優(yōu)勢(shì)所在，但是在一些特殊的環(huán)境介質(zhì)中還是會(huì)出現(xiàn)生銹的可能，下面介紹幾種：
    1. 不銹鋼蝶閥表面粘附有機(jī)物汁液（如瓜菜、面湯、痰等），在有水氧情況下，構(gòu)成有機(jī)酸，長時(shí)間則有機(jī)酸對(duì)金屬表面的腐蝕。
    2. 不銹鋼蝶閥表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附著物，在潮濕的空氣中，附著物與不銹鋼間的冷凝水， 將二者連成一個(gè)微電池，引發(fā)了電化學(xué)反應(yīng)，保護(hù)膜受到破壞，稱之謂電化學(xué)腐蝕。
    3. 不銹鋼蝶閥表面粘附含有酸、堿、鹽類物質(zhì)（如裝修墻壁的堿水、石 灰水噴濺），引起局部腐蝕。
    4. 不銹鋼蝶閥在有污染的空氣中（如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大氣 ），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液點(diǎn)，引起化 學(xué)腐蝕。 以上情況均可造成不銹鋼表面防護(hù)膜的破壞引發(fā)銹蝕。

3 給水排水管路系統(tǒng)蝶閥選型選用
　　3.1 類型
　　蝶閥有單偏心、斜板式、中線型、雙偏心和三偏心等不同結(jié)構(gòu)。介質(zhì)壓力通過蝶板作用在閥軸及軸承上，因此在高壓小口徑流阻很大時(shí)，其軸徑和蝶板厚度都相應(yīng)增加，如果采用閘閥和球閥或截止閥，從密封及流阻等方面分析比采用蝶閥合適。
　　近幾年來，在水系統(tǒng)中軟密封閘閥的出現(xiàn)改善了閘閥容易沉淀泥沙的缺點(diǎn)，其流阻比較小，可以在線維修，用于中小口徑非常合適，因此逐漸得到了應(yīng)用。

　　3.2 密封副
　　金屬密封蝶閥的主要優(yōu)點(diǎn)是密封可靠、壽命長、耐高溫，不易損壞和撕裂，承壓能力高。因此近些年來應(yīng)用較多，尤其用于工程系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。橡膠軟密封蝶閥如果設(shè)計(jì)制造優(yōu)良可以得到很好的密封，而且大口徑容易做到在線換圈。但是橡膠存在老化問題，只能用于溫度不高的工況條件下，因此廣泛應(yīng)用在自來水及供水系統(tǒng)。
　　國外金屬密封蝶閥也用于火電廠的泵站、凝汽器、抽汽系統(tǒng)及換熱系統(tǒng)，核電站還用于壓力殼隔離、噴淋系統(tǒng)及鹽水等，石油精練系統(tǒng)中的儲(chǔ)油隔離、蒸汽供給閥、脫硫系統(tǒng)和尾氣處理、熱裂解及催化單元中。還有石油化工廠、深冷、漿液和造紙等系統(tǒng)。
　　對(duì)于中溫中壓工況選用金屬密封蝶閥較好。對(duì)于要求閥門可靠性高，壽命長，不宜更換的地方，也應(yīng)該選用金屬密封蝶閥。
　　對(duì)用于常溫水的閥門，如果不是要求很高，不更換或更換不方便的地方，則宜采用軟密封結(jié)構(gòu)的蝶閥。如果橡膠質(zhì)量能夠保證，水用大口徑蝶閥仍應(yīng)以橡膠閥座蝶閥為主。

　　4 給水排水管路系統(tǒng)蝶閥選型結(jié)語
　　新工藝及新材料的不斷出現(xiàn)，將提高蝶閥的結(jié)構(gòu)性能，擴(kuò)大蝶閥的使用范圍，并對(duì)蝶閥的設(shè)計(jì)和選用提出更新的要求。通常情況下，如果是水、空氣等溫度不高，且腐蝕性不強(qiáng)的介質(zhì)，選用軟密封襯膠蝶閥為宜，軟密封蝶閥的密封材質(zhì)以橡膠和聚四氟乙烯為主。三元乙丙橡膠密封的蝶閥，主要適用于水、空氣等普通介質(zhì)，也可以用于略帶腐蝕性的介質(zhì)；丁橡膠密封的蝶閥適用于油類介質(zhì)；聚四氟乙烯密封的蝶閥適用于腐蝕性較強(qiáng)的酸堿類介質(zhì)。