三偏心蝶阀的发展、特点及应用.pdf

工业技术
齐鲁石油化工,2010,38(3):205~207
QILU PETROCHEMICAL TECHNOLOGY
三偏心蝶阀的发展、特点及应用
韩军
(中国石化齐鲁分公司物资装备中心,山东淄博,255400)
摘要简介三偏心蝶阀的发展演变过程,重点介绍了三偏心蝶阀的结构特点及其在石化行业的应用情况。
关键词蝶阀三偏心特点应用
中图分类号:TQ055.8文就标识码:B文章编号:1009-9859(2010)03-0205-03
蝶阌结构简单、体积小、质量轻,仅由少数几
双偏心的效果使阀门被开启后蝶板能迅即脱
个部件组成,操作简单,其结构原理适合制作大口离阀座,大幅度地消除蝶板与阀座的不必要的过
径阀门,同时具有良好的流量控制特性,因此在石度挤压、刮擦现象,减轻了开启阻距,降低了磨损,
油化工、冶金炼钢、水处理、电力等行业中得到了延长了阀座寿命。刮擦的大幅度降低,同时还使
广泛的应用。目前广泛使用的三偏心蝶阀,其蝶得双偏心蝶阍也可采用金属阀座,提高了蝶阀在
板的密封断面不再是圆形,而是椭圆,其密封面形髙温领域的应用。但因其密封原理属位置密封构
状不对称。由于三偏心蝶阀创新的结枃特性,在造,即蝶板与阀座的密封面为线接触,通过蝶板挤
各种工艺管线上,不论是开关阀还是调节阀,只要压阀座所造成的弹性变形产生密封效果,故对关
选型得当,都可以放心地使用,且成本低廉。
闭位置要求很高(特别是金属阀座),承压能力
低,这就是为什么传统上人们认为蝶不耐高压,
三偏心蝶阀的发展
泄漏量大的原因。
早期的蝶阍因不能耐高温高压且泄漏量大,
要耐高温,必须使用硬密封,但泄漏量大;要
使其应用范围受到很大的限制。为满足各种工况零泄漏,必须使用软密封,却不耐高温。为克服双
要求,蝶阀先后经历了从同心向单偏心、双偏心和偏心蝶阀这一矛盾,又对蝶阀进行了第三次偏心。
三偏心的演变。
如图1所示
同心蝶阀的结构特征为阀杆轴心、蝶板中心
本体中心在同一位置上,结构简单,制造方便。缺
第三偏心
点是蝶板与阀座始终处于挤压、刮擦状态,阻距
大,磨损快。为解决同心蝶的蝶板与阀座的挤
压问题,由此产生了单偏心蝶阀,其结构特征为阀
杄轴心偏离了蝶板中心,从而使蝶板上下端不再
成为回转轴心,分散、减轻了蝶板上下端与阀座的
第一偏心
过度挤压。但由于单偏心构造在阀门的整个开关
过程中只是一定程度上减轻而并未消除蝶板与
图1三偏心蝶阀结构示意
座的刮擦现象,在应用范围上和同心蝶阀大同小
异,因此采用不多。
收稿日期:2010-04-19;修回日期:2010-05-18。
在单偏心蝶的基础上进一步改良成型的就
作者简介:韩年(1970-),男,I程师。1992年毕业于山
是目前应用比较广泛的双偏心蝶阀。其结构特征
东大学计算机系计算机应用专业,现在中国石化齐鲁分公司
为阀杆轴心既偏离蝶板中心,也偏离阌门本体中
物资装备中心电气仪表部工作。E-mail: QLWZHJ@
YEAH.NET,电话:13869367491。
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齐鲁石油化工
第38卷
如图所示,其结构特征是阀板形状为椭圆阀座具有自动调整中心的功能。当阀门打开时,
形锥体,在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时,使椭圆形圆锥体密封面阀板先脱离U形弹性阀座,
蝶板密封面的圆锥型轴线偏斜于本体圆柱轴线。然后再旋转;关闭时阀板旋转,在偏心轴的作用下
也就是说,三偏心蝶板的密封断面不再是圆形,而阀板向弹性阀座进行自动调整中心,对阀座施压
是椭圆,其密封面形状不对称,一边倾斜于本体中使阀座变形直到阀座与阀板椭圆形圆锥密封面紧
心线,另一边则平行于本体中心线。三偏心的最密吻合。做到了网门开关时板不刮擦阀座,阀
大特点就是从根本上改变了密封构造,不再是位杆的扭矩通过蝶板直接传递至密封面,开启力矩
置密封,而是扭力密封,即不是依靠阀座的弹性变小,从而杜绝了打开阀门时常见的跳氏现象,即根
形,而是完全依靠阙座的接触面压来达到密封效除了死区(不感带)。这种无死区设计使三偏心
果。如图2所示。
蝶阀几乎可以从0开度开始即进人可调控区域,
直至90开度,其调控比最高可高达100:1以上,
金属
为一般蝶阀的2倍。
(3)零泄漏,耐高温高压。
三偏心的最大特点就是从根本上改变了密封
构造,不再是位置密封,而是扭力密封,即不是依
球面
靠阀座的弹性变形,而是完全依靠阀座的接触面
阀板
压来达到密封效果。这种密封结构使三偏心蝶阀
可以做到硬密封Ⅵ级,达到真正的零泄露。同
时,由于金属阀座的选用和面密封的结构特性,耐
聚四氣乙烯座
高温高压的问题也迎刃而解。
此外,三偏心蝶阀由于采用了本体网座构造
图2三偏心蝶阀密封形状示意
使阀门结构更加紧凑,并且减少了阀座直接接触
介质的机会,降低了阀座受冲蚀的程度,还可有效
2三偏心蝶阀的特点
地防止介质中的微小固形物的影响和热膨胀所可
三偏心蝶阀属于旋转阀,其三偏心都放在了能引起的密封面咬合,从而延长了阀座的使用寿
阀板上。在网了制作过程中,阀板的外边缘采用命。
部分外球面结构(见图2),外偏心球面经抛光处
新型三偏心蝶阀不但本体阀座可以更换,而
理达到粗糙度RaO.4,球面镀铬或堆焊司太莱合且蝶板密封面与蝶板是独立的,蝶板密封面可也
金,硬度达HRC45~60。三偏心碟阀耐压最高达可以更换,使维修成本大大降低。
到26MPa,耐温低至-196℃、高达700℃,密封
达到零泄漏。可见正是由于三偏心蝶阀创新的结3三偏心阀在石油化工装置中的应用
构特性使其具有了如下主要特点
在大口径管线上,使用截止阀的成本非常高
(1)集调节切断于一身,操控性强。
且无法实现零泄漏,在需要紧急关断的工况中,必
新型三偏心蝶阀设计上采用双重安全构造,须在截止阀的旁侧加装切断阀。最然V型球阀
为防止因受流体压力、温度的影响而引起的蝶板也可以实现切断(零泄露)和调节,但成本也要远
变形、阀杆错位、密封面咬合,在蝶板上下侧分别远高于三偏心蝶阀。目前,一般在DN300mm以
装有两个各自独立的止推环,从而保证了阀门在上蝶阀已逐渐代替了闻阀。蝶阀与闻阀相比具有
任何工况下的正常工作;为防止阀杆破损、飞出而开闭时间短、操作力矩小、安装空间小和质量轻的
造成突发事故,在阀门下端内外两处设计了各自特点。以DN1000m为例,蝶阀约2t,而闻阀约
独立的阀杆飞出防止机构。
3.5t,且蝶阀易与各种驱动装置组合,有良好的耐
(2)无死区设计,开启力矩小。
久性和可靠性。正因为三偏心蝶阀与截止阀、球
三偏心蝶阀阀板形状为椭圆形锥体,其表面阀、闸阀相比具有显著的优点,因此在石油化工行
堆焊硬质合金,耐磨性极好,浮动式U型不锈钢业的许多场合,三偏心蝶阀都得到了成功的应用。