浮动式双向金属密封蝶阀的设计.pdf

2006年第4期
文章编号:1002-5855(2006)04-0002
浮动式双向金属密封蝶阀的设计
李洪武
(上海双高阀门集团有限公司,上海201609
摘要分析了三偏心蝶阀在反向受压时存在.的问题,论述了一和新型浮动式双向硬密封蝶
的设计原理及阀座加工的工艺要求
关键词蝶阀;浮动式;密封;结构
中图分类号:TH34
文献识码:A
The design principle of floating br directional metal sealing butterfly valve
LI Hongwu
( Shanghai Shuang Gao Valvc Group Co. Ltd, Shanghai 201609, China)
Abstract: through analyzing the potential problems for tri-eccentric butterfly valve when received
pressure from reverse direction, this article discusses the design principle for a new type of floating bi
lateral metal sealing butterfly valve and the technical requirements on seat-machining
Key words: butterfly valve; floating, seal, struct ure
概述
值的存在使阀」在受到较小的压力ド使能轻松开
经过近儿年的发展。双偏心蝶阅利三偏心硬密启。
蝶阀设计与制造趋向成熟利完善,其结构更加新
颖利可靠,性能比较优越,尤其是对于大口径的设
备而言,这一点显得十分的突出。但是,作工况条
件为阀门双向密封时,双偏心利三偏心蝶阀难于达
到设计要求。偏心蝶阀因其阀杯与通道中心的偏心
结构的存在,反向施压几乎为零。浮动式双密封
蝶阀是专为解决蝶阀在管道中反向受力时仍然能保
持可靠的密封而研制丌发的新型阀」,它具有耐腐
蚀,抗磨损,使用寿命长等特点。驱动方式为手
动、气动利电动,压力级最大可达6.4MPa。该阀
适用」石油、化T.、天然气、供水等行业中需要有
双向受力的管道上。
2结构原理
传统蝶阀的双偏心、三偏心结构如图1所示。
嵥板密封面几何形状采用斜傩形面或球形面,密封
圈的弹性是通过蝶板的径向挤压利正向介质的推力
图1偏心结构蝶阀
与阀体密封刷产生“楔块效应”。使密封圏产牛柔2.1受力分析
性接触而达到密封的目的。在顺方向上该蝶阀具
在反同受时,对」偏置蝶板,蝶板左右两半
有越关越紧的特性,而反向施斥,因蝶阀偏心h
作者简介:李洪武(1975-),男,青海人,助埋「程师,主要从事门的制造作
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6年第4期
面所受压力差为(纲2)
式中M一密封面间摩擦力矩
Mc一杆轴承的摩祭力矩
Mr一密封填料的摩擦力矩
Mー一静水力矩(当阀杼重直安装时为0
动水力矩
因蝶阀偏心h偵的减小,受影啊的阀力矩表
现为M,即密封而问摩擦力矩
MM 4 gm RBMFM(hi R
偏心值ん,密封面间摩擦力矩M减小。
同时,可以将因偏心而产生的力矩降到最小,当
阀门反向试时,依靠蜗操作器的自锁功能就可
以将阀门反向的承压能力提高一个新的水平。
2.2楔角确定
图2蝶板
典型的三偏心结构出蝶板回转轴线(即阀杆轴
△F-P(S2-S1)
线)与蝶板密封面偏置一个人寸a,并与阀体通道轴
线偏置一个尺寸h,阀座回转轴线与阀体通道轴线
2HR
形成一个角度O。浮动式双密封蝶阀釆用斜隹圆
+2 hr
弧面密封结构蝶板密封副屮心圆弧而切线构成偏
心角为20,其他偏心结构同普通三偏心(图3)。0角
因偏心h值很小,将偏心面秋积近似于长方形,则
度的人小直接决定了蝶板关闭瞬间楔入效果,一般
△F-4PhR
米说,0角度越大,楔入效果越差,而井启则较轻松
因此在设计新型的双间密封的蝶阀时,优先要
0角度越小,楔入效果越好,而开启则较困难。因此
解次其偏心问题,即径间偏心h。为了保沚蝶阅在管
道上实现轻松开启,偏心h值需慎重选取。二偏心蝶
合理的控制θ角度对研制双向密封蝶阍具有关键的
作用,经过几年的研究得到一系刎数据,根据阀口
阀的特点是在阀门开启很小的角度下,即能实现蝶
径的不同以及加的方便性,双向密封蝶阀B角度
版密封面与阀座密封而的脱离,但与之带米的是反
探制在14~20之间为宜。
向施压效果比较差。?此,在设讣蝶阀时应减小偏心
h值,减小斤的偏心值设为0。e值趋向很小,但不为
0,e值在门反向受压时影响趋向很小,这有利于
阀门反向施压时具有可靠的密封性,从而实现实质
的双向密封性能。此吋,对于偏置蝶板的左右半
面所受压力差为
A-P(S2-S
2ER
板圆弧密封面
AF=4 RER
取极限lim△F-lim4PeR0
样,因偏心e值很小,将偏心面积近似的看
作是长方形
图3浮动式双向密封蝶
偏心式的蝶阀阀杆力矩MD为
浮动阀応设计
M
仅解决偏心题和阀座回转轴(下转第25页)
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