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双偏心金属密封蝶阀密封结构的改进设计
时间: 2016-4-20 0:00:00 作者:admin(管理员)  点击率:64290

      双偏心金属密封蝶阀应用在电力化工领域,适合于PN40以下压力阀前后低压差工况,当阀前后压力稍高时,很容易出现泄露、维修复杂、密封圈更换等麻烦。新型高压差双向密封蝶阀的结构特点和工作原理,解决了这一个难题。下面主要分析介绍双偏心双向密封金属密封蝶阀的设计和性能改进。

      双偏心金属密封蝶阀的双偏心是指蝶板的旋转中心线与密封线的偏心和蝶板的旋转中心线与通道中心线的偏心。双偏心蝶阀开启时蝶板在瞬间脱离阀座,消除了中线阀门蝶板与阀座挤压造成的刮擦现象,具有启闭扭矩小,密封性能好的优势。蝶阀密封副为线接触密封,通过蝶板挤压金属阀座密封圈所造成的弹性变形产生密封效果。

      双偏心金属密封蝶阀在阀门关闭时对阀座密封圈的变形控制要求很严,介质压力作用时,如果阀座密封圈变形量不均匀或较小,则可能产生蝶板与阀座脱离或蝶板与阀座密封圈之间的密封比压不足,导致密封不好介质泄露,针对密封圈变形导致的蝶阀无法实现双向密封的问题,尤其对阀座密封圈结构进行优化设计。

      双偏心蝶阀的密封原理是当蝶板与阀座之间产生的实际密封比压大于其要求密封比压时,蝶阀即可实现密封。而密封比压大小是由阀座产生的弹性变形量决定的。

      蝶阀的金属密封阀座与蝶板密封处截面形状为圆弧形。因为介质作用在阀座上的区域仅为阀座的圆弧段,其力臂较短,弹性变形量较小,阀座与蝶板仅能在介质压差较低时形成可靠密封。如DN250mm的蝶阀进行压力试验时,当介质流向为正向,介质压差大于0.3MPa时,阀门即产生明显的可见泄漏。当介质流向为反向,介质压差大于0.8MPa时,蝶阀经过一次开关后即出现密封泄露,阀座产生塑性变形现象。

      对蝶阀高压差下出现密封泄漏的问题进行分析。由于蝶板安装在阀杆上(此时阀杆相当于简支梁),当介质压力正向作用在蝶板上时,蝶板所受到的力会传递到阀杆上,此时阀杆会产生弹性变形。同时蝶板由于介质压力的作用也产生弹性变形,而阀座产生的弹性变形量比蝶板和阀杆共同产生的弹性变形量小,导致蝶板与阀座之间形成的密封比压减小。当实际密封比压小于必须密封比压时,蝶阀无法实现密封。当介质压力反向作用在蝶板上时,蝶板和阀杆共同产生的弹性变形量大于阀座的弹性变形量极限。此时实际密封比压大于许用密封比压,导致阀座产生了塑性变形。

      双偏心蝶阀密封结构改进主要针对蝶阀无法用于介质压差为中等压力的情况,将阀座设计成具有高回弹性的结构,提高了蝶板与阀座的密封性能,在介质压力增大时密封效果仍然良好。当介质正向流动时,在介质的压力作用下,阀座长圆弧段产生一个绕阀座根部的旋转力矩,由于新型阀座的力臂较长,可产生较大的弹性变形,加大了与蝶板之间的贴合面积与贴合力,提高了阀座与蝶板之间的密封性能。介质压力越大,阀座与蝶板之间产生的密封比压越大,密封性能越好。当介质反向流动时,介质使蝶板产生弹性变形,此时蝶板压紧阀座长圆弧段,阀座长圆弧段在蝶板和介质的压力作用下,会绕阀座根部向前旋转移动,阀座长圆弧段的前端会顶住端盖沟槽,同时会产生一定的弹性变形,增大了阀座的弹性变形范围,提高了阀座与蝶板之间的密封性能。阀座采用可更换设计,通过更换阀座与端盖,即可实现软密封、金属密封蝶阀转换。解决了软密封、金属密封、防火结构蝶阀的阀体等部件不通用的问题,降低了产品的制作成本。

      阀门泄漏等级测试结果显示,密封结构改进后的蝶阀能够承受阀门的多种压差而不产生明显泄漏,达到了基本设计要求。

      双偏心蝶阀密封结构(蝶板阀体参数不变)改进后相对三偏心蝶阀该阀制作加工成本较低,经济效益良好,且具有双向密封功能。

                                                                        欢迎浏览POLOVO阀门网站 www.yhyueda.com

                                                                                          玉环县雅望阀门技术部

                                                                                                          2016.4.19





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