中線手動(dòng)蝶閥的密封原理

中線手動(dòng)蝶閥的典型密封結(jié)構(gòu)如圖A所示：

其密封原理為，閥板加工時(shí)保證其密封面具有合適的表面粗糙度值，手動(dòng)蝶閥合成橡膠閥座在模壓成形時(shí)形成密封面合適的表面粗糙度值。手動(dòng)蝶閥關(guān)閉時(shí)，通過(guò)閥板的轉(zhuǎn)動(dòng)，閥板的外圓密封面擠壓合成橡膠閥座，使合成橡膠閥座產(chǎn)生彈性變形而形成彈性力作為密封比壓保證閥門的密封。

圖A1所示密封結(jié)構(gòu)手動(dòng)蝶閥采用了聚四氟乙烯、合成橡膠構(gòu)成復(fù)合閥座。其特點(diǎn)在于閥座的彈性仍然由合成橡膠提供并利用聚四氟乙烯的摩擦因數(shù)低、不易磨損、不易老化等特性，采用聚四氟乙烯作為閥座密封面材料，從而使襯氟蝶閥的壽命得以提高。

圖A2所示密封結(jié)構(gòu)手動(dòng)蝶閥采用了聚四氟乙烯、合成橡膠和酚醛樹(shù)脂構(gòu)成復(fù)合閥座，使襯氟蝶閥閥座在具有彈性的同時(shí)強(qiáng)度更好。

圖A3所示密封結(jié)構(gòu)，為在圖A1密封結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將閥板用聚四氟乙烯全包覆，使蝶閥具有抗腐蝕性。

單偏心密封手動(dòng)蝶閥的密封原理

圖B所示為一種典型的單偏心密封手動(dòng)蝶閥密封結(jié)構(gòu)：

1）單偏心手動(dòng)蝶閥結(jié)構(gòu)特征

閥板的回轉(zhuǎn)中心（即閥門軸中心）位于閥體的中心線上，且與閥板密封截面形成一個(gè)a尺寸偏置。

2）單偏心手動(dòng)蝶閥密封原理

由于閥板的回轉(zhuǎn)中心（即閥 門軸中心）與閥板密封截面按a偏心設(shè)置，使閥板與閥座上的密封面形成一個(gè)完整的整圓，因而在加工時(shí)更易保證閥板與閥座密封面的表面粗糙度值。

由圖B的A—A剖視圖可見(jiàn)，當(dāng)單偏心密封手動(dòng)蝶閥處于完全開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，其閥板密封面會(huì)完全脫離閥座密封面，在閥板密封面與閥座密封面之間形成一個(gè)間隙x，該類蝶閥的閥板從0°～90°開(kāi)啟時(shí)，閥板的密封面會(huì)逐漸脫離閥座的密封面。通常的設(shè)計(jì)，當(dāng)閥板從0°轉(zhuǎn)動(dòng)至20°~25°時(shí)閥板密封面。

即可完全脫離閥座密封面，從而使蝶閥啟閉過(guò)程中，閥板與閥座的密封面之間相對(duì)機(jī)械磨損擠壓大為降低，蝶閥的密封性能得以提高。

當(dāng)關(guān)閉手動(dòng)蝶閥時(shí)，通過(guò)閥板的轉(zhuǎn)動(dòng)，閥板的外圓密封面逐漸接近并擠壓聚四氟乙烯閥座，使聚四氟乙烯閥座產(chǎn)生彈性變形而形成彈性力作為密封比壓保證蝶閥的密封。

圖B1、圖B2、圖B3、圖B4為該類蝶閥的常用密封結(jié)構(gòu)圖。

圖B1所示密封結(jié)構(gòu)，采用整體閥座，合成橡膠密封圈被置于閥板上。

圖B2所示密封結(jié)構(gòu)，采用了聚四氟乙烯、合成橡膠構(gòu)成復(fù)合閥座。其特點(diǎn)在于閥座的彈性仍然由合成橡膠提供并利用聚四氟乙烯的摩擦系數(shù)低、不易磨損、不易老化等特性，采用聚四氟乙烯作為閥座密封面材料，從而使蝶閥的壽命得以提高。

圖B3所示密封結(jié)構(gòu)，采用Z形截面聚四氟乙烯閥座，Z形截面形狀可使蝶閥關(guān)閉時(shí)，介質(zhì)壓力作用于閥座，由介質(zhì)壓力在密封面間產(chǎn)生一定的密封比壓，幫助密封副更好地密封。

圖B4所示密封結(jié)構(gòu)，采用不銹鋼金屬密封閥座，使蝶閥可在高溫狀態(tài)下使用。

3）單偏心手動(dòng)蝶閥密封副密封性能失效的主要原因

①在蝶閥啟閉過(guò)程中，閥板轉(zhuǎn)動(dòng)擠壓彈性軟質(zhì)閥座時(shí)，閥板與閥座發(fā)生機(jī)械磨損、擦傷等現(xiàn)象;

②閥板擠壓彈性閥座后，彈性閥座或閥板彈性層產(chǎn)生永久塑性變形及冷流、彈性失效等;

③彈性閥座或閥板彈性層的材質(zhì)老化失效等;

④介質(zhì)汽蝕、沖蝕密封面。

4）單偏心密封手動(dòng)蝶閥的特點(diǎn)

①結(jié)構(gòu)較中式密封蝶閥復(fù)雜，成本稍高;

②密封性能較中線密封蝶閥更好;

③使用壽命較中式密封蝶閥更長(zhǎng)，使用壓力也較高。

雙偏心手動(dòng)蝶閥的密封原理

圖C所示為一種典型的雙偏心密封手動(dòng)蝶閥密封副結(jié)構(gòu)。該類蝶閥通常被稱為高性能蝶閥。

1）雙偏心手動(dòng)蝶閥結(jié)構(gòu)特征

閥板回轉(zhuǎn)中心（即閥門軸中心）與閥板密封截面形成一個(gè)尺寸a偏置，并與閥體中心線形成一個(gè)尺寸b偏置。

2）雙偏心手動(dòng)蝶閥密封原理

由于在單偏心密封手動(dòng)蝶閥的基礎(chǔ)上將閥板回轉(zhuǎn)中心（即閥門軸中心）再與閥體中心線形成一個(gè)尺寸b偏置，其偏置后的結(jié)果由圖C的A—A剖視圖可見(jiàn)，當(dāng)雙偏心密封手動(dòng)蝶閥處于完全開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，其閥板密封面會(huì)完全脫離閥座密封面，并且在閥板密封面與閥座密封面之間形成一個(gè)比單偏心密封蝶閥中x間隙更大的間隙y。而由圖C1可見(jiàn)，由于尺寸b偏置的出現(xiàn)，還會(huì)使閥板的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑分為長(zhǎng)半徑轉(zhuǎn)動(dòng)和短半徑轉(zhuǎn)動(dòng)，在長(zhǎng)半徑轉(zhuǎn)動(dòng)的閥板大半圓上，閥板密封面轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡的切線會(huì)與閥座密封面形成一個(gè)θ角，使閥板啟閉時(shí)閥板密封面相對(duì)閥座密封面在一個(gè)漸出脫離和漸入擠壓的作用，從而更為降低閥板啟閉時(shí)蝶閥密封副兩密封面之間的機(jī)械磨損和擦傷。

該類蝶閥的閥板從0°~90°開(kāi)啟時(shí)，閥板的密封面會(huì)比單偏心密封蝶閥更快地脫離閥座密封面。通常的設(shè)計(jì)，當(dāng)閥板從0°轉(zhuǎn)動(dòng)至 8°~12°時(shí)閥板密封面即可完全脫離閥座密封面，從而使蝶閥在啟閉過(guò)程中，閥板與閥座的密封面之間相對(duì)機(jī)械磨損、擠壓轉(zhuǎn)角行程更短，從而使機(jī)械磨損、擠壓變形更為降低，蝶閥的密封性能更為提高。

當(dāng)關(guān)閉蝶閥時(shí)，通過(guò)閥板的轉(zhuǎn)動(dòng)，閥板的外圓密封面逐漸接近并擠壓聚四氟乙烯、彈鋼絲復(fù)合閥座，使其產(chǎn)生彈性變形而形成彈性力作為密封比壓保證蝶閥密封。其中采用彈器鋼絲纏繞聚四氟乙烯的作用在于使閥座具有更大、更好的彈性。

圖C2、圖C3、圖C4、圖C5、圖C6為該類蝶閥的常用密封結(jié)構(gòu)圖。

圖C2所示密封結(jié)構(gòu)，采用聚四氟乙烯閥座，并設(shè)置有防火結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)y的聚四氟乙烯閥座被事故著火燒損后，不銹鋼金屬密封圈便發(fā)揮作用使蝶閥保持緊急密封。

圖C3所示密封結(jié)構(gòu)，采用不銹鋼制開(kāi)口金屬O形圈密封閥座。

圖C4所示密封結(jié)構(gòu)，采用不銹鋼金屬U形圈密封座。

圖C5所示密封結(jié)構(gòu)，采用聚甲醛密封閥座。

圖C6所示密封結(jié)構(gòu)，采用雙不銹鋼金屬密封閥座，可使蝶閥在雙向壓力作用下均可得到良好密封性。

3）密封副密封性能失效的主要原因

①在蝶閥啟閉過(guò)程中，閥板轉(zhuǎn)動(dòng)擠壓彈性軟質(zhì)閥座時(shí)，閥板與閥座發(fā)生機(jī)械磨損、擦傷等現(xiàn)象；

②閥板擠壓彈性閥座后，彈性閥座或閥板彈性層產(chǎn)生永久塑性變形及冷流、彈性失效等；

③彈性閥座或閥板彈性層的材質(zhì)老化失效等；

④介質(zhì)汽蝕、沖蝕密封面。

4）雙偏心密封蝶閥的特點(diǎn)

①結(jié)構(gòu)較單偏心密封復(fù)雜，成本稍高；

②密封性能較單偏心密封蝶閥更好；

③使用壽命較單偏心密封蝶閥更長(zhǎng)，使用壓力也較高。