蝶閥又叫翻板閥,是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)閥,可用于低壓管道介質(zhì)的開(kāi)關(guān)控制的蝶閥是指關(guān)閉件(閥瓣或蝶板)為圓盤,圍繞閥軸旋轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到開(kāi)啟與關(guān)閉的一種閥。
閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動(dòng)。在管道上主要起切斷和節(jié)流作用。蝶閥啟閉件是一個(gè)圓盤形的蝶板,在閥體內(nèi)繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn),從而達(dá)到啟閉或調(diào)節(jié)的目的。
發(fā)展歷史
上個(gè)世紀(jì)30年代,美國(guó)發(fā)明了蝶閥,50年代時(shí)傳入日本,到60年代才在日本普遍采用,而在我國(guó)推廣則是70年代以后的事了。蝶閥的主要特點(diǎn)是:操作力矩小,安裝空間小和重量輕。以DN1000為例,蝶閥約2T,而閘閥約3.5T,且蝶閥易與各種驅(qū)動(dòng)裝置組合,有良好的耐久性和可靠性。橡膠密封蝶閥缺點(diǎn)是作節(jié)流使用時(shí),由于使用不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生氣蝕,使橡膠座剝落、損傷等情況發(fā)生,所以如何正確選用則要根據(jù)工況要求。蝶閥的開(kāi)度與流量之間的關(guān)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(guān)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(shù)不同,閥門的流量差別也會(huì)很大。如果閥門處于節(jié)流幅度較大狀態(tài),閥板的背面容易發(fā)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(kāi)度時(shí),閥體與蝶板前端形成的開(kāi)口形狀以閥軸為中心,兩側(cè)形成完成不同的狀態(tài),一側(cè)的蝶板前端順流水方向而動(dòng),另一側(cè)逆流水方向而動(dòng),因此,一側(cè)閥體與閥板形成似噴嘴形開(kāi)口,另一側(cè)類似節(jié)流孔形開(kāi)口,噴嘴側(cè)比節(jié)流側(cè)流速快的多,而節(jié)流側(cè)閥門下面會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓,往往會(huì)出現(xiàn)橡膠密封件脫落。蝶閥操作力矩,因開(kāi)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(chǎn)生的力矩也不容忽視。另外,閥門進(jìn)口側(cè)裝置彎頭時(shí),形成偏流,力矩會(huì)有增加。閥門處于中間開(kāi)度時(shí),由于水流動(dòng)力矩起作用,操作機(jī)構(gòu)需要自鎖。
中國(guó)閥門產(chǎn)業(yè)鏈眾多,但并非閥門強(qiáng)國(guó)。總體上看我國(guó)已經(jīng)邁入了世界閥門大國(guó)的行列,但從產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)看我國(guó)離閥門強(qiáng)國(guó)仍有很長(zhǎng)的一段差距。行業(yè)的生產(chǎn)集中度低、高端產(chǎn)品相配套的閥門研發(fā)能力低、閥門行業(yè)制造技術(shù)水平低等現(xiàn)象仍然存在,進(jìn)出口貿(mào)易逆差不斷擴(kuò)大。真正能夠在市場(chǎng)上存活的閥門企業(yè)絕對(duì)沒(méi)有這么多。但閥門行業(yè)的這種高速震蕩將帶來(lái)巨大的機(jī)會(huì),震蕩的結(jié)果將會(huì)使市場(chǎng)運(yùn)作更加理性。高端閥門的國(guó)產(chǎn)化之路異常“坎坷”。基礎(chǔ)件已經(jīng)成為制約我國(guó)制造業(yè)向高端化發(fā)展的短板,十二五期間政府將繼續(xù)加大對(duì)高端裝備零部件的國(guó)產(chǎn)化力度。此處我們選取《實(shí)施方案》里提及的幾個(gè)重點(diǎn)發(fā)展具有代表性的閥門行業(yè)進(jìn)行進(jìn)口替代的可行性分析。從分析可以看出各子行業(yè)閥門進(jìn)口替代可行性差別很大,高端閥門亟待更多的政策引導(dǎo)及科研扶持。
閥門行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,作為裝備制造業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),起到非常重要的作用。由于我國(guó)國(guó)內(nèi)閥門制造業(yè)水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有一定差距,好多高參數(shù)、高溫高壓、高磅級(jí)的關(guān)鍵閥門原來(lái)一直依賴進(jìn)口,例如歐洲OMAL品牌一直是國(guó)內(nèi)閥門應(yīng)用行業(yè)的主要選擇對(duì)象。為了力促閥門國(guó)產(chǎn)化,在國(guó)務(wù)院下達(dá)的《關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見(jiàn)》后,國(guó)家有關(guān)部門根據(jù)國(guó)家作出的重大裝備國(guó)產(chǎn)化的要求,先后作出了一系列重大部署,并由國(guó)家發(fā)改委牽頭,中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)和中國(guó)通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)一起,部署制訂了相關(guān)領(lǐng)域重大裝備的閥門國(guó)產(chǎn)化方案,并多次與有關(guān)部門協(xié)調(diào),如今閥門國(guó)產(chǎn)化在國(guó)內(nèi)閥門行業(yè)已形成共識(shí)。積極采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì);吸收國(guó)外優(yōu)秀的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)(包括專利技術(shù));產(chǎn)品試驗(yàn)、性能檢驗(yàn)嚴(yán)格按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;吸收國(guó)外生產(chǎn)工藝經(jīng)驗(yàn)重視新材料的研究及推廣應(yīng)用;弄清進(jìn)口的高參數(shù)閥門產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)和工況條件等是加快國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,推進(jìn)閥門產(chǎn)品不斷更新,全面實(shí)現(xiàn)閥門的國(guó)產(chǎn)化的途徑。隨著閥門行業(yè)重組步伐的加快,未來(lái)行業(yè)將是閥門產(chǎn)品質(zhì)量安全和產(chǎn)品品牌之間的競(jìng)爭(zhēng),產(chǎn)品向高技術(shù)、高參數(shù)、耐強(qiáng)腐蝕、高壽命方向發(fā)展,只有通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新,開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,進(jìn)行技術(shù)改造,才能逐步提高產(chǎn)品技術(shù)水平,滿足國(guó)內(nèi)裝置配套,全面實(shí)現(xiàn)閥門的國(guó)產(chǎn)化。我國(guó)閥門制造行業(yè)在龐大的需求環(huán)境下,必將呈現(xiàn)出更好的發(fā)展前景。
工作原理
蝶閥是用圓盤式啟閉件往復(fù)回轉(zhuǎn)90°左右來(lái)開(kāi)啟、關(guān)閉或調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的一種閥門。蝶閥不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、材料耗用省、安裝尺寸小、驅(qū)動(dòng)力矩小、操作簡(jiǎn)便、迅速,并且還可以同時(shí)具有良好的流量調(diào)節(jié)功能和關(guān)閉密封特性,是近十幾年來(lái)發(fā)展較快的閥門品種之一。蝶閥的使用非常廣泛。其使用的品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴(kuò)大,并向高溫、高壓、大口徑、高密封性、長(zhǎng)壽命、優(yōu)良的調(diào)節(jié)特性,以及一閥多功能發(fā)展。其可靠性及其他性能指標(biāo)均達(dá)到較高水平。
隨著防化學(xué)腐蝕的合成橡膠在蝶閥上的應(yīng)用,蝶閥的性能得以提高。由于合成橡膠具有耐腐蝕、抗沖蝕、尺寸穩(wěn)定、回彈性好、易于成形、成本低廉等特點(diǎn),并可以根據(jù)不同的使用要求選擇不同性能的合成橡膠,以滿足蝶閥的使用工況條件。
由于聚四氟乙烯(PTFE)具有耐腐蝕性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、不易老化、摩擦系數(shù)低、易于成形、尺寸穩(wěn)定,并且可以通過(guò)填充、添加適當(dāng)?shù)牟牧细纳破渚C合性能,得到強(qiáng)度更好、摩擦系數(shù)更低的蝶閥密封材料,克服了合成橡膠的局限性,因而以聚四氟乙烯為代表的高分子聚合材料及其填充改性材料,在蝶閥上得到了廣泛的應(yīng)用,從而使蝶閥的性能得到進(jìn)一步的提高,制造出了溫度、壓力范圍更廣,密封性能可靠,使用壽命更長(zhǎng)的蝶閥。
為了滿足高低溫度、強(qiáng)沖蝕、長(zhǎng)壽命等工業(yè)應(yīng)用的使用要求,金屬密封蝶閥得到了很大的發(fā)展。隨著耐高溫、耐低溫、耐強(qiáng)腐蝕、耐強(qiáng)沖蝕、高強(qiáng)度合金材料在蝶閥中的應(yīng)用,使金屬密封蝶閥在高低溫度、強(qiáng)沖蝕、長(zhǎng)壽命等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,出現(xiàn)了大口徑(9~750mm)、高壓力(42.0MPa)、寬溫度范圍(-196~606℃)的蝶閥,從而使蝶閥的技術(shù)達(dá)到一個(gè)全新的水平。
蝶閥在完全開(kāi)啟時(shí),具有較小的流阻。當(dāng)開(kāi)啟在大約15°~70°之間時(shí),又能進(jìn)行靈敏的流量控制,因而在大口徑的調(diào)節(jié)領(lǐng)域,蝶閥的應(yīng)用非常普遍。
由于蝶閥蝶板的運(yùn)動(dòng)帶有擦拭性,故大多數(shù)的蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)。依據(jù)密封件的強(qiáng)度,也可用于粉狀和顆粒狀介質(zhì)。
蝶閥適用于流量調(diào)節(jié)。由于蝶閥在管中的壓力損失比較大,大約是閘閥的三倍,因此在選擇蝶閥時(shí),應(yīng)充分考慮管路系統(tǒng)受壓力損失的影響,還應(yīng)考慮關(guān)閉時(shí)蝶板承受管路介質(zhì)壓力的強(qiáng)度。此外,還必須考慮在高溫下彈性閥座材料所承受工作溫度的限制。
蝶閥的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度較小,開(kāi)啟和關(guān)閉速度較快,且具有良好的流體控制特性。蝶閥的結(jié)構(gòu)原理較適合于制作大口徑閥門。當(dāng)要求蝶閥作控制流量使用時(shí),較重要的是正確選擇蝶閥的規(guī)格和類型,使之能恰當(dāng)?shù)?、有效地工作?/span>
通常,在節(jié)流、調(diào)節(jié)控制與泥漿介質(zhì)中,要求結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短、啟閉速度快、低壓截止(壓差小),推薦選用蝶閥。在雙位調(diào)節(jié)、縮徑的通道、低噪聲、有氣穴和汽化現(xiàn)象、向大氣少量滲漏、具有磨蝕性介質(zhì)時(shí),可選用蝶閥。在特殊工況條件下節(jié)流調(diào)節(jié),或要求密封嚴(yán)格、磨損嚴(yán)重、低溫(深冷)等工況條件下。
特點(diǎn)
1、蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、材料耗用省,安裝尺寸小,開(kāi)關(guān)迅速、90°往復(fù)回轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)力矩小等特點(diǎn),用于截?cái)?、接通、調(diào)節(jié)管路中的介質(zhì),具有良好的流體控制特性和關(guān)閉密封性能。
2、蝶閥可以運(yùn)送泥漿,在管道口積存液體較少。 低壓下,可以實(shí)現(xiàn)良好的密封。 調(diào)節(jié)性能好。
3、蝶板的流線型設(shè)計(jì),使流體阻力損失小,可謂是一種節(jié)能型產(chǎn)品。
4、閥桿為通桿結(jié)構(gòu),經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理,有良好的綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性,抗擦傷性。蝶閥啟閉時(shí)閥桿只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不作升降運(yùn)行,閥桿的填料不易破壞,密封可靠。與蝶板錐銷固定,外伸端為防沖出型設(shè)計(jì),以免在閥桿與蝶板連接處意外斷裂時(shí)閥桿崩出。
5、 連接方式有法蘭連接、對(duì)夾連接、對(duì)焊連接及凸耳對(duì)夾連接。
驅(qū)動(dòng)形式有手動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、電動(dòng)、 氣動(dòng)、液動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)化操作。
優(yōu)點(diǎn)
1、啟閉方便迅速、省力、流體阻力小,可以經(jīng)常操作。
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外形尺寸小,結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短,體積小,重量輕,適用于大口徑的閥門。
3、可以運(yùn)送泥漿,在管道口積存液體較少。
4、低壓下,可以實(shí)現(xiàn)良好的密封。
5、調(diào)節(jié)性能好。
6、全開(kāi)時(shí)閥座通道有效流通面積較大,流體阻力較小。
7、啟閉力矩較小,由于轉(zhuǎn)軸兩側(cè)蝶板受介質(zhì)作用基本相等,而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的方向相反,因而啟閉較省力。
8、密封面材料一般采用橡膠、塑料、故低壓密封性能好。
9、安裝方便。
10、操作靈活省力,可選擇手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓方式。
缺點(diǎn)
1、使用壓力和工作溫度范圍小。
2、密封性較差。
蝶閥按結(jié)構(gòu)形式可分為偏置板式、垂直板式、斜板式和杠桿式。
按密封形式可軟密封型和硬密封型兩種。軟密封型一般采用橡膠環(huán)密封,硬密封型通常采用金屬環(huán)密封。
按連接型式可分為法蘭連接和對(duì)夾式連接;按傳動(dòng)方式可分為手動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)和電動(dòng)幾種。
適用場(chǎng)合
蝶閥適用于流量調(diào)節(jié)。由于蝶閥在管路中的壓力損失比較大,還應(yīng)考慮關(guān)閉時(shí)蝶板承受管道介質(zhì)壓力的堅(jiān)固性。此外,還必須考慮在高溫下彈性閥座材料所承受工作溫度的限制。 蝶閥的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度較小,開(kāi)啟和關(guān)閉速度快,且具有良好的流體控制特性,蝶閥的結(jié)構(gòu)原理較適合制作大口徑閥門。當(dāng)要求蝶閥作控制流量使用時(shí),較重要的是正確選擇蝶閥的尺寸和類型,使之能恰當(dāng)?shù)?、有效地工作?/span>
通常,在節(jié)流、調(diào)節(jié)控制與泥漿介質(zhì)中,要求結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短,啟閉速度快(1/4轉(zhuǎn))。低壓截止(壓差?。扑]選用蝶閥。
在雙位調(diào)節(jié)、縮口地通道、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象,向大氣少量滲漏,具有磨蝕性介質(zhì)時(shí),可以選用蝶閥。
在特殊工況條件下節(jié)流調(diào)節(jié),或要求密封嚴(yán)格,或磨損嚴(yán)重、低溫(深冷)等工況條件下使用蝶閥時(shí),需使用特殊設(shè)計(jì)金屬密封帶調(diào)節(jié)裝置地三偏心或雙偏心地專用蝶閥。
蝶閥適用于要求達(dá)到完全密封、氣體試驗(yàn)泄漏為零、壽命要求較高、工作溫度在-10度~150度的淡水、污水、海水、鹽水、蒸汽、天然氣、食品、藥品、油品和各種酸堿及其他管路上。
軟密封偏心蝶閥適用于通風(fēng)除塵管路的雙向啟閉及調(diào)節(jié),廣泛用于冶金、輕工、電力、石油化工系統(tǒng)的煤氣管道及水道等。
金屬對(duì)金屬線密封雙偏心蝶閥適用于城市供熱、供氣、供水等煤氣、油品、酸堿等管路,作為調(diào)節(jié)和節(jié)流裝置。
金屬對(duì)金屬面密封三偏心蝶閥除作為大型變壓吸附(PSA)氣體分離裝置程序控制閥使用外,還可廣泛用于石油、石化、化工、冶金、電力等領(lǐng)域,時(shí)閘閥、截止閥的良好替代產(chǎn)品。