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偏心蝶閥
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產(chǎn)品名稱：三偏心電動(dòng)蝶閥[ 2021-05-17 ]
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一、三偏心電動(dòng)蝶閥介紹
三偏心電動(dòng)蝶閥是由普通蝶閥為了應(yīng)對(duì)工藝條件對(duì)其越來越高的要求而發(fā)展出來的一種高性能的蝶閥產(chǎn)品。
電動(dòng)蝶閥自上世紀(jì)三十年代由美國發(fā)明以來，歷經(jīng)同心蝶閥、單偏心蝶閥、雙偏心蝶閥、三偏心蝶閥等發(fā)展。
有密封要求的同心蝶閥大多為襯膠蝶閥。由于其密封副中心與閥桿旋轉(zhuǎn)中心重合，使得蝶板與閥體密封面始終處于擠壓、刮擦的狀態(tài)，導(dǎo)致啟閉扭矩大、閥體密封面磨損快。
為了解決同心電動(dòng)蝶閥的問題，將閥桿旋轉(zhuǎn)中心從閥體密封面的軸向方向上偏移一個(gè)距離，減小了蝶板對(duì)閥體密封面的過度擠壓，這就產(chǎn)生了單偏心蝶閥。
但這一個(gè)偏心的設(shè)置對(duì)于密封副的擠壓和刮擦效果不是理想。于是乎又做出了在此基礎(chǔ)上將閥桿旋轉(zhuǎn)中心在閥體密封面的徑向方向上偏移一個(gè)距離的改進(jìn)，這就是雙偏心蝶閥。
由于雙偏心的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了閥門開啟后蝶板可以快速脫離閥體密封面，大幅度的減弱了蝶板與閥體密封面的擠壓和刮擦，減小了閥門啟閉扭矩，提高了閥體密封面的使用壽命。
雙偏心電動(dòng)蝶閥由于上述的優(yōu)點(diǎn)，使得蝶閥的密封副可以使用金屬密封，從而提高蝶閥的溫度使用范圍。
但是因?yàn)殡p偏心蝶閥的密封對(duì)蝶板相對(duì)閥體密封面的關(guān)閉位置具有較高的要求，蝶板限位不當(dāng)就會(huì)造成蝶閥關(guān)過，密封失效。
而且雙偏心蝶閥的關(guān)閉過程也不是沒有任何刮擦磨損的，只是相較上面幾種磨損最小。為了徹底消除蝶板在啟閉過程中對(duì)閥體密封面的刮擦磨損及有可能關(guān)過失效的不利影響，三偏心蝶閥就應(yīng)運(yùn)而生了。
三偏心蝶閥的設(shè)計(jì)主要由四部分構(gòu)成。首先是整體框架的設(shè)計(jì)，其次是各零部件材料的選取，然后是密封副結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最后是零部件強(qiáng)度、剛度的計(jì)算及校核。在這設(shè)計(jì)過程中，有很多方面是各種標(biāo)準(zhǔn)上有要求的項(xiàng)目，是必須考慮的內(nèi)容。
二、三偏心電動(dòng)蝶閥整體框架的設(shè)計(jì)
三偏心蝶閥在設(shè)計(jì)中有不少國內(nèi)外的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可以參照應(yīng)用。常用的如：
GB/T 12238-2008《法蘭和對(duì)夾連接彈性密封蝶閥》
JB/T 7550-2007《空氣分離設(shè)備用切換蝶閥》
JB/T 8527-2015《金屬密封蝶閥》
JB/T 8692-2013《煙道蝶閥》
JB/T 12623-2016《液化天然氣用蝶閥》
CB/T 4418-2016《船用超低溫不銹鋼蝶閥》
DL/T 746-2001《電站蝶閥選用導(dǎo)則》
HG/T 4176-2011《氣動(dòng)三偏心蝶閥通用技術(shù)條件》
ISO 10631-1994《普通用途的金屬蝶閥》
API 609-2016《雙法蘭式對(duì)夾式和凸耳式蝶閥》
MSS SP-67-2002《蝶閥》
MSS SP-68-1997《偏心結(jié)構(gòu)的高壓蝶閥》
BS EN 593-2009《工業(yè)閥門 金屬蝶閥》
查看上述標(biāo)準(zhǔn)可以知道對(duì)蝶閥的整體要求及行業(yè)專用產(chǎn)品的特殊要求。比如在設(shè)計(jì)閥門流通能力的時(shí)候就要參考 API 609、MSS SP-68 標(biāo)準(zhǔn)附錄 A等考慮蝶板與管道的間隙，不能為了擴(kuò)大閥門通道而影響閥門的正常啟閉。
也不要低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小流道尺寸，免得損失閥門的流通能力。設(shè)計(jì)大口徑三偏心蝶閥時(shí)要考慮安裝方向及安裝位置（是水平安裝還是垂直安裝將對(duì)計(jì)算操作扭矩有影響，見后述），自重較大的要設(shè)計(jì)支座或吊索。填料的設(shè)計(jì)根據(jù)壓力和溫度。
三、三偏心電動(dòng)蝶閥零部件材料的選取
三偏心蝶閥零部件材料的選取主要考慮介質(zhì)的腐蝕性和材料的耐溫性。可參考標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T 34903.1-2017《石油、石化與天然氣工業(yè)與油氣開采相關(guān)介質(zhì)接觸的非金屬材料 第 1 部分：熱塑性塑料》
GB/T 34903.2-2017《石油、石化與天然氣工業(yè) 與油氣開采相關(guān)介質(zhì)接觸的非金屬材料 第 2 部分：彈性體》
GB/T 34903.3-2017《石油、石化與天然氣工業(yè) 與油氣開采相關(guān)介質(zhì)接觸的非金屬材料 第 3 部分：熱固性樹脂》
GB/T 34903.4-2017《石油、石化與天然氣工業(yè) 與油氣開采相關(guān)介質(zhì)接觸的非金屬材料 第 4 部分：增強(qiáng)纖維》
GB/T 20972.1-2007《石油天然氣工業(yè) 油氣開采中用于含硫化氫環(huán)境的材料 第 1 部分 選擇抗裂紋材料的一般原則》
GB-T 20972.2-2008《石油天然氣工業(yè) 油氣開采中用于含硫化氫環(huán)境的材料 第 2 部分 抗開裂碳鋼、低合金鋼和鑄鐵》
GB-T 20972.3-2008《石油天然氣工業(yè) 油氣開采中用于含硫化氫環(huán)境的材料 第 3 部分 抗開裂耐蝕合金和其他合金》
JB/T 5300-2008《工業(yè)用閥門材料 選用導(dǎo)則》
DL/T 439-2006《火力發(fā)電廠高溫緊固件技術(shù)導(dǎo)則》
DL/T 715-2000《火力發(fā)電廠金屬材料選用導(dǎo)則》
SY-T 0599-2006《天然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開裂和抗應(yīng)力腐蝕開裂的金屬材料要求》
NACE MR0103-2005《腐蝕性石油煉制環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力開裂材料的選擇》
NACE MR0175-2002《油田設(shè)備用抗硫化應(yīng)力裂紋的金屬材料》
材料的耐腐蝕性能可以查看上述國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的要求，也可以查看閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)。要注意的是有些腐蝕性介質(zhì)是跟溫度有關(guān)系的，有些介質(zhì)在常溫腐蝕性不高，到了高溫時(shí)腐蝕性會(huì)變得較快。
材料選取時(shí)對(duì)于溫度，不論是金屬材料還是非金屬材料，都要參考材料的壓力-溫度額定值標(biāo)準(zhǔn)，避免材料超壓使用，產(chǎn)生危險(xiǎn)。壓力-溫度額定值標(biāo)準(zhǔn)主要可以參考下面的：
GB/T 12224-2015《鋼制閥門 一般要求》
ASME B16.34-2013《法蘭、螺紋和焊連接的閥門》
BS EN 12516-1:2014《工業(yè)閥門 殼體設(shè)計(jì)強(qiáng)度 第 1 篇 鋼制閥門殼體的列表方法》
四、三偏心電動(dòng)蝶閥密封副結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
三偏心電動(dòng)蝶閥最大的特點(diǎn)就是啟閉過程中無干涉，不會(huì)產(chǎn)生刮擦磨損，因此三個(gè)偏心的設(shè)計(jì)極為重要。其中第一偏心的設(shè)計(jì)跟閥體的結(jié)構(gòu)尺寸和閥桿直徑相關(guān)，第二個(gè)偏心和第三個(gè)偏心的設(shè)計(jì)都是啟閉過程中不產(chǎn)生干涉的主要參數(shù)。
第二個(gè)偏心變大后可以使蝶板脫離閥體密封面的間隙變大，但是此種設(shè)計(jì)將會(huì)因此而產(chǎn)生一個(gè)較大的不平衡力矩，增大最終的操作扭矩，所以在滿足蝶板迅速脫離閥體密封面的同時(shí)要盡量小一些。
第三個(gè)偏心角度如果太大則會(huì)使蝶板密封圈的受力不勻，影響耐高壓差的性能；如果太小則容易產(chǎn)生干涉，發(fā)生刮擦磨損，影響密封性能及使用壽命。例如國際上著名的三偏心蝶閥制造商意大利的 Vanessa 就把第三偏心設(shè)計(jì)為 10°～12°。
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