蝶阀是蝶板作为启闭件,由阀杆带动蝶板来开启和关闭,从而去调节流体通量的一种阀门。在完全开启时,具有较小的流阻;在小开度范围(据说是在15%-45%,调节性能近似线性,45%-60%近似等百分比)又具体一定的流量调节功能;在开度60%的流通量约为全开时的90%,故60%以上开度的调节性能较差,选型时需要注意。
一、按结构形式的说明
中线蝶阀:
阀板的回转中心(即阀杆中心)位于阀体中心线上,且通过阀板密封截面中心。
结构特点:结构简单、制造方便。挤压强制密封,常见代表衬胶蝶阀。缺点是蝶板和阀座始终处于挤压状态,启闭力矩大。
单偏心蝶阀:
为解决中线蝶阀蝶板和阀座的挤压问题,产生了单偏心蝶阀。阀板的回转中心(即阀杆中心)位于阀体中心线上,且与阀板密封截面形成一个尺寸a的偏置。
结构特点:阀门关闭时,阀座和蝶板密封面是过盈接触,流体介质力有利于阀门密封,属于流闭阀。安装时需要根据阀体介质流向安装,装反会泄漏。
双偏心蝶阀:
在单偏心蝶阀的基础上做了改进,从而产生了双偏心蝶阀。阀板的回转中心(即阀杆中心)与阀板密封截面形成一个尺寸a偏置,且与阀体中心线形成一个尺寸b偏置。
结构特点:开启后蝶板迅速脱离了和阀座的过盈接触,开启后扭矩会小很多,只有在打开的瞬间扭矩会大一点。介质流向按阀体流向安装,属于流开型,即介质力是有利于阀门打开的,故此类阀不能使用在中、高压场合,否则成本会比较高,阀杆的强度、执行机构的关闭扭矩等均需要成倍增加,目前此类阀的使用还是最常见的,也称为高性能蝶阀。
三偏心蝶阀:
阀板的回转中心(即阀杆中心)与阀板密封截面形成一个尺寸a偏置,且与阀体中心线形成一个尺寸b偏置,另外阀体中心线与密封面中心线(即圆锥的中心线)形成一个角度偏差值β。
结构特点:蝶板的密封面形状不对称,一边是倾斜于阀体中心线,另一边是平行于阀体中心线。三偏心最大的特点是改变了密封类型,不在是位置密封而是扭力密封。即不靠阀座的弹性变形,而是完全依靠挤压强制密封。常温、低温和高温度可以选择,但成本稍微有点高。
四偏心蝶阀:
将三偏心蝶阀密封圈所在圆锥体内形成的椭圆形密封面的短轴长度延短轴双向延长,使其椭圆形密封面短轴和长轴相等,变成正圆密封面,此时三偏心蝶阀密封圈所在的圆锥体随着密封面短轴的拉伸已经变成了椭圆锥,其在该锥体底平面内的拉伸距离则为蝶阀的第四个偏心。
结构特点:此类阀目前主要是进口为主,国产的也有,使用场景不多。
二、调节动态不稳定
由于蝶阀一般主要是开关为主,如果要调节,在某些特定的工况和开度下会出现调节不稳定现象,甚至会出现突然关闭。
在排除了其它外部因素后,对阀门结构进行分析,得出:在某一开度下介质对蝶阀阀瓣产生作用扭矩>执行机构在此开度下的输出扭矩,导致阀位被动发生变化,但控制系统所需要的阀位不变,定位器检测到阀位并没有达到预期时会持续向执行机构进气或排气,迫使其恢复至设定阀位,这期间阀位完成一个波动周期。介质对阀瓣产生作用扭矩,称之为动水力矩。
故选择蝶阀作为调节作用时,一定要考虑调节压差和阀门的开度。
调节压差和阀门开度关系到选择执行机构的大小,一般蝶阀不建议高压差调节。
针对特定的工况对阀门的选择还是有考究的,但万变不离其宗,只要懂其中的原理,加上对工况的熟悉,选对我们还是一件相对简单的事。