蝶阀

简介

发展历史

上个世纪30年代，美国发明了蝶阀，50年代时传入日本，到60年代才在日本普遍采用，而在我国推广则是70年代以后的事了。蝶阀的主要特点是：操作力矩小，安装空间小和重量轻。以DN1000为例，蝶阀约2T，而闸阀约3.5T，且蝶阀易与各种驱动装置组合，有良好的耐久性和可靠性。橡胶密封蝶阀缺点是作节流使用时，由于使用不当会产生气蚀，使橡胶座剥落、损伤等情况发生，所以如何正确选用则要根据工况要求。蝶阀的开度与流量之间的关系，基本上呈线性比例变化。如果用于控制流量，其流量特性与配管的流阻也有密切关系，如两条管道安装阀门口径、形式等全相同，而管道损失系数不同，阀门的流量差别也会很大。如果阀门处于节流幅度较大状态，阀板的背面容易发生气蚀，有损坏阀门的可能，一般均在15°外使用。蝶阀处于中开度时，阀体与蝶板前端形成的开口形状以阀轴为中心，两侧形成完成不同的状态，一侧的蝶板前端顺流水方向而动，另一侧逆流水方向而动，因此，一侧阀体与阀板形成似喷嘴形开口，另一侧类似节流孔形开口，喷嘴侧比节流侧流速快的多，而节流侧阀门下面会产生负压，往往会出现橡胶密封件脱落。蝶阀操作力矩，因开度及阀门启闭方向不同其值各异，卧式蝶阀，特别是大口径阀，由于水深，阀轴上、下水头差所产生的力矩也不容忽视。另外，阀门进口侧装置弯头时，形成偏流，力矩会有增加。阀门处于中间开度时，由于水流动力矩起作用，操作机构需要自锁。

中国阀门产业链众多，但并非阀门强国。总体上看我国已经迈入了世界阀门大国的行列，但从产品质量来看我国离阀门强国仍有很长的一段差距。行业的生产集中度低、高端产品相配套的阀门研发能力低、阀门行业制造技术水平低等现象仍然存在，进出口贸易逆差不断扩大。真正能够在市场上存活的阀门企业**没有这么多。但阀门行业的这种高速震荡将带来巨大的机会，震荡的结果将会使市场运作更加理性。高端阀门的国产化之路异常“坎坷”。基础件已经成为制约我国制造业向高端化发展的短板，十二五期间**将继续加大对高端装备零部件的国产化力度。此处我们选取《实施方案》里提及的几个重点发展具有代表性的阀门行业进行进口替代的可行性分析。从分析可以看出各子行业阀门进口替代可行性差别很大，高端阀门亟待更多的政策引导及科研扶持。

阀门行业在国民经济发展中，作为装备制造业的一个重要环节，起到非常重要的作用。由于我国国内阀门制造业水平与国际先进水平相比仍有一定差距，好多高参数、高温高压、高磅级的关键阀门原来一直依赖进口，例如欧洲OMAL品牌一直是国内阀门应用行业的主要选择对象。为了力促阀门国产化，在**下达的《关于加快振兴装备制造业的若干意见》后，国家有关部门根据国家作出的重大装备国产化的要求，先后作出了一系列重大部署，并由国家**牵头，中国机械工业联合会和中国通用机械工业协会一起，部署制订了相关领域重大装备的阀门国产化方案，并多次与有关部门协调，如今阀门国产化在国内阀门行业已形成共识。积极采用国际标准进行产品设计；吸收国外优秀的设计结构(包括**技术)；产品试验、性能检验严格按国际标准进行；吸收国外生产工艺经验重视新材料的研究及推广应用；弄清进口的高参数阀门产品的技术参数和工况条件等是加快国产化进程，推进阀门产品不断更新，全面实现阀门的国产化的途径。随着阀门行业重组步伐的加快，未来行业将是阀门产品质量安全和产品品牌之间的竞争，产品向高技术、高参数、耐强腐蚀、高寿命方向发展，只有通过不断的技术创新，开发新产品，进行技术改造，才能逐步提高产品技术水平，满足国内装置配套，全面实现阀门的国产化。我国阀门制造行业在庞大的需求环境下，必将呈现出更好的发展前景。

工作原理

蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转90°左右来开启、关闭或调节介质流量的一种阀门。蝶阀不仅结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省、安装尺寸小、驱动力矩小、操作简便、迅速，并且还可以同时具有良好的流量调节功能和关闭密封特性，是近十几年来发展较快的阀门品种之一。蝶阀的使用非常广泛。其使用的品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口径、高密封性、**命、优良的调节特性，以及一阀多功能发展。其可靠性及其他性能指标均达到较高水平。

随着防化学腐蚀的合成橡胶在蝶阀上的应用，蝶阀的性能得以提高。由于合成橡胶具有耐腐蚀、抗冲蚀、尺寸稳定、回弹性好、易于成形、成本低廉等特点，并可以根据不同的使用要求选择不同性能的合成橡胶，以满足蝶阀的使用工况条件。

由于聚四氟乙烯(PTFE)具有耐腐蚀性强、性能稳定、不易老化、摩擦系数低、易于成形、尺寸稳定，并且可以通过填充、添加适当的材料改善其综合性能，得到强度更好、摩擦系数更低的蝶阀密封材料，克服了合成橡胶的局限性，因而以聚四氟乙烯为代表的高分子聚合材料及其填充改性材料，在蝶阀上得到了广泛的应用，从而使蝶阀的性能得到进一步的提高，制造出了温度、压力范围更广，密封性能可靠，使用寿命更长的蝶阀。

为了满足高低温度、强冲蚀、**命等工业应用的使用要求，金属密封蝶阀得到了很大的发展。随着耐高温、耐低温、耐强腐蚀、耐强冲蚀、高强度合金材料在蝶阀中的应用，使金属密封蝶阀在高低温度、强冲蚀、**命等工业领域得到了广泛的应用，出现了大口径(9~750mm)、高压力(42.0MPa)、宽温度范围(-196~606℃)的蝶阀，从而使蝶阀的技术达到一个全新的水平。

蝶阀在完全开启时，具有较小的流阻。当开启在大约15°~70°之间时，又能进行灵敏的流量控制，因而在大口径的调节领域，蝶阀的应用非常普遍。

由于蝶阀蝶板的运动带有擦拭性，故大多数的蝶阀可用于带悬浮固体颗粒的介质。依据密封件的强度，也可用于粉状和颗粒状介质。

蝶阀适用于流量调节。由于蝶阀在管中的压力损失比较大，大约是闸阀的三倍，因此在选择蝶阀时，应充分考虑管路系统受压力损失的影响，还应考虑关闭时蝶板承受管路介质压力的强度。此外，还必须考虑在高温下弹性阀座材料所承受工作温度的限制。

蝶阀的结构长度和总体高度较小，开启和关闭速度较快，且具有良好的流体控制特性。蝶阀的结构原理较适合于制作大口径阀门。当要求蝶阀作控制流量使用时，较重要的是正确选择蝶阀的规格和类型，使之能恰当地、有效地工作。

通常，在节流、调节控制与泥浆介质中，要求结构长度短、启闭速度快、低压截止(压差小)，推荐选用蝶阀。在双位调节、缩径的通道、低噪声、有气穴和汽化现象、向大气少量渗漏、具有磨蚀性介质时，可选用蝶阀。在特殊工况条件下节流调节，或要求密封严格、磨损严重、低温(深冷)等工况条件下。

结构

主要由阀体、阀杆、蝶板和密封圈组成。阀体呈圆筒形，轴向长度短，内置蝶板。

特点

1、蝶阀具有结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省，安装尺寸小，开关迅速、90°往复回转，驱动力矩小等特点，用于截断、接通、调节管路中的介质，具有良好的流体控制特性和关闭密封性能。

2、蝶阀可以运送泥浆，在管道口积存液体较少。 低压下，可以实现良好的密封。 调节性能好。

3、蝶板的流线型设计，使流体阻力损失小，可谓是一种节能型产品。

4、阀杆为通杆结构，经过调质处理，有良好的综合力学性能和抗腐蚀性，抗擦伤性。蝶阀启闭时阀杆只作旋转运动而不作升降运行，阀杆的填料不易破坏，密封可靠。与蝶板锥销固定，外伸端为防冲出型设计，以免在阀杆与蝶板连接处意外断裂时阀杆崩出。

5、 连接方式有法兰连接、对夹连接、对焊连接及凸耳对夹连接。

驱动形式有手动、蜗轮传动、电动、 气动、液动、电液联动等执行机构，可实现远距离控制和自动化操作。

优点

1、启闭方便迅速、省力、流体阻力小，可以经常操作。

2、结构简单，外形尺寸小，结构长度短，体积小，重量轻，适用于大口径的阀门。

3、可以运送泥浆，在管道口积存液体较少。

4、低压下，可以实现良好的密封。

5、调节性能好。

6、全开时阀座通道有效流通面积较大，流体阻力较小。

7、启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产生转矩的方向相反，因而启闭较省力。

8、密封面材料一般采用橡胶、塑料、故低压密封性能好。

9、安装方便。

10、操作灵活省力，可选择手动、电动、气动、液压方式。

缺点

1、使用压力和工作温度范围小。

2、密封性较差。

蝶阀按结构形式可分为偏置板式、垂直板式、斜板式和杠杆式。

按密封形式可软密封型和硬密封型两种。软密封型一般采用橡胶环密封，硬密封型通常采用金属环密封。

按连接型式可分为法兰连接和对夹式连接；按传动方式可分为手动、齿轮传动、气动、液动和电动几种。