蝶閥(英文:butterfly valve)是指關閉件(閥瓣或蝶板)為圓盤,圍繞閥軸旋轉來達到開啟與關閉的一種閥,在管道上主要起切斷和節流用。蝶閥啟閉件是一個圓盤形的蝶板,在閥體內繞其自身的軸線旋轉,從而達到啟閉或調節的目的。蝶閥全開到全關通常是小于90°,蝶閥和蝶桿本身沒有自鎖能力,為了蝶板的定位,要在閥桿上加裝蝸輪減速器。采用蝸輪減速器,不僅可以使蝶板具有自鎖能力,使蝶板停止在任意位置上,還能改善閥門的操作性能。
工作原理:閥瓣是一個圓盤,通過閥桿旋轉,閥瓣在閥座范圍內作90℃轉動,實現閥門的開關。它在管路中起關斷作用。亦可調節流量。
優點:結構簡單,體積輕便,操作方便,密封性好。
缺點:全開時,閥板(密封圈)受介質沖蝕。
蝶閥的分類
按結構形式分類
(1)中心密封蝶閥
(2)單偏心密封蝶閥
(3)雙偏心密封蝶閥
(4)三偏心密封蝶閥
三偏心金屬密封蝶閥
所謂“三偏心”是指閥軸、閥板在閥門內相對位置的偏移。普通的蝶閥都是一個偏心,即閥軸中心線與密封面中心線(閥板中心線)偏離;高性能的再加一個偏心,即閥軸中心線與閥門中心線(管道中心線)偏離;雙偏心的目的在于使閥板開至20°之后,密封副之間相互脫離,從而減少摩擦(凸輪效應)。三偏心蝶閥在上述雙偏心的基礎上再增加一個獨特的偏心—斜錐,即閥板的偏移(密封面與管道垂直面傾斜一個角度)。這樣使得閥門在90°行程范圍內,密封副之間完全脫離,既加強了凸輪效應,又完全消除了摩擦;同時關閉閥門時,當密封副逐漸閉合,產生“楔塊效應”,以最小的扭矩實現最嚴密的關斷。
所謂“金屬密封”是指閥座、密封圈采用耐磨、耐腐、耐高溫的優質合金制成;同時為了避免密封圈與閥座硬碰硬,密封副之間設計成柔性接觸,即形成“彈性金屬密封”,以保證關得嚴密,開無摩擦。有了“三偏心”的結構,再輔以“彈性金屬密封”,這樣的閥門操作輕便、經久耐用且密封良好。
三偏心金屬密封蝶閥一般用在供熱系統的主干線以及主分支上。口徑為DN300以上。
進口三偏心金屬密封蝶閥無方向性,但一般有建議安裝方向,不宜反裝;國產的有方向性,一般反向比正向差一個泄漏等級或差一至二個壓力等級,不可反裝。如在水平管道上焊接,應將閥門關閉,以保護密封圈;如在垂直管道上焊接,應將閥門關閉,且在焊接上口時要在閥板上注水,以熄滅焊渣。在水平管道上安裝時,建議方位為閥桿水平或與垂直方向有一定傾斜,以保證底部軸承處的清潔。
按密封面材質分類
軟密封蝶閥
1)密封副由非金屬軟質材料對非金屬軟質材料構成。
2)密封副由金屬硬質材料對非金屬軟質材料構成。
3)金屬硬密封蝶閥。密封副由金屬硬質材料對金屬硬質材料構成。
3.按密封形式分類
(1)強制密封蝶閥
1)彈性密封蝶閥。密封比壓由閥門關閉時閥板擠壓閥座,閥座或閥板的彈性產生。
2)外加轉矩密封蝶閥。密封比壓由外加于閥門軸上的轉矩產生。
(2)充壓密封蝶閥。密封比壓由閥座或閥板上的彈件密封元件充壓產生。
(3)自動密封蝶閥。密封比壓由介質壓力自動產生。
蝶閥按結構形式可分為偏置板式、垂直板式、斜板式和杠桿式。按密封形式可分為軟密封型和硬密封型兩種。軟密封型一般采用橡膠環密封,硬密封型通常采用金屬環密封。
蝶閥的結構
蝶閥主要由閥體、蝶板、閥桿、密封圈和傳動裝置組成。
(1)閥體
閥體呈圓筒狀,上下部分各有一個圓柱形凸臺,用于安裝閥桿。蝶閥與管道多采用法蘭連接;如采用對夾連接,其結構長度最小。
(2)閥桿
閥桿是蝶板的轉軸,軸端采用填料函密封結構,可防止介質外漏。閥桿上端與傳動裝置直接相接,以傳遞力矩。
(3)蝶板
蝶板是蝶閥的啟閉件。
按連接型式可分為法蘭連接和對夾式連接;按傳動方式可分為手動、齒輪傳動、氣動、液動和電動幾種。
蝶閥的流量特點
蝶閥的開度與流量之間的關系,基本上呈線性比例變化。如果用于控制流量,其流量特性與配管的流阻也有密切關系,如兩條管道安裝閥門口徑、形式等全相同,而管道損失系數不同,閥門的流量差別也會很大。如果閥門處于節流幅度較大狀態,閥板的背面容易發生氣蝕,有損壞閥門的可能,一般均在15°外使用。蝶閥處于中開度時,閥體與蝶板前端形成的開口形狀以閥軸為中心,兩側形成完成不同的狀態,一側的蝶板前端順流水方向而動,另一側逆流水方向而動,因此,一側閥體與閥板形成似噴嘴形開口,另一側類似節流孔形開口,噴嘴側比節流側流速快的多,而節流側閥門下面會產生負壓,往往會出現橡膠密封件脫落。
蝶閥操作力矩,因開度及閥門啟閉方向不同其值各異,臥式蝶閥,特別是大口徑閥,由于水深,閥軸上、下水頭差所產生的力矩也不容忽視。另外,閥門進口側裝置彎頭時,形成偏流,力矩會有增加。閥門處于中間開度時,由于水流動力矩起作用,操作機構需要自鎖。
蝶閥常見故障及消除方法
1、安裝前請確認產品性能和介質流向箭頭是否與運動工況相符,并將閥門內腔插洗干凈,不允許在密封圈和蝶板上有附有雜質異物,未清洗前絕不允許關閉蝶板,以免損壞密封圈。
2、碟板安裝配套法蘭建議采用碟閥專用法蘭,即HGJ54-91型承插焊鋼制法蘭。
3、安裝在管道中的位置,最佳位置為立裝,但不能倒裝。
4、使用中需要調節流量,有蝸輪箱進行控制。
5、開、閉次數較多的碟閥,在二個月左右時間,打開蝸輪箱蓋,檢查黃油是否正常,應保持適量的黃油。
6、檢查各聯接部位要求壓緊,即保證填料的蜜蜂性,又可保證閥桿轉動靈活。
7、金屬密封蝶閥產品不適合安裝于管路末端,如必須安裝于管路末端,需采取配裝出口法蘭,防止密封圈積壓,過位。
8、閥桿安裝使用反應定期檢查閥門使用效果,發現故障及時排除。
可能發生的故障問題
原因一:密封面泄露
1、蝶板、密封面夾有雜物
2、蝶板、密封面關閉位置吻合不正
3、出口側配置裝法蘭螺栓受力不均或未按圖一要求
4、試壓方向未按圖一要求
消除方法:
1、消除雜質,清洗閥門內腔
2、調整蝸輪或電動執行機構的調節螺釘,以達閥門關閉位置正確
3、檢查配裝法蘭平面及螺栓壓緊國,應均勻壓緊
4、按尖頭密封方向進行施壓
原因二:閥門兩端面泄露消除方法
1、兩側密封墊片失效
2、管法蘭緊力不均或未壓緊
3、密封圈上、下封墊片失效
消除方法:
1、更換密封墊片
2、壓緊法蘭螺栓(均勻受力)
3、卸下閥門的壓圈,更換密封圈,失效墊片