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产品名称:三偏心电动蝶阀[ 2019-10-24 ]

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  • 一、三偏心电动蝶阀介绍

    三偏心电动蝶阀是由普通蝶阀为了应对工艺条件对其越来越高的要求而发展出来的一种高性能的蝶阀产品。
     
    电动蝶阀自上世纪三十年代由美国发明以来,历经同心蝶阀、单偏心蝶阀、双偏心蝶阀、三偏心蝶阀等发展。
     
    有密封要求的同心蝶阀大多为衬胶蝶阀。由于其密封副中心与阀杆旋转中心重合,使得蝶板与阀体密封面始终处于挤压、刮擦的状态,导致启闭扭矩大、阀体密封面磨损快。
     
    为了解决同心电动蝶阀的问题,将阀杆旋转中心从阀体密封面的轴向方向上偏移一个距离,减小了蝶板对阀体密封面的过度挤压,这就产生了单偏心蝶阀。
     
    但这一个偏心的设置对于密封副的挤压和刮擦效果不是理想。于是乎又做出了在此基础上将阀杆旋转中心在阀体密封面的径向方向上偏移一个距离的改进,这就是双偏心蝶阀。
     
    由于双偏心的设置,实现了阀门开启后蝶板可以快速脱离阀体密封面,大幅度的减弱了蝶板与阀体密封面的挤压和刮擦,减小了阀门启闭扭矩,提高了阀体密封面的使用寿命。
     
           双偏心电动蝶阀由于上述的优点,使得蝶阀的密封副可以使用金属密封,从而提高蝶阀的温度使用范围。
     
    但是因为双偏心蝶阀的密封对蝶板相对阀体密封面的关闭位置具有较高的要求,蝶板限位不当就会造成蝶阀关过,密封失效。
     
    而且双偏心蝶阀的关闭过程也不是没有任何刮擦磨损的,只是相较上面几种磨损最小。为了彻底消除蝶板在启闭过程中对阀体密封面的刮擦磨损及有可能关过失效的不利影响,三偏心蝶阀就应运而生了。
     
           
     三偏心蝶阀的设计主要由四部分构成。首先是整体框架的设计,其次是各零部件材料的选取,然后是密封副结构的设计,最后是零部件强度、刚度的计算及校核。在这设计过程中,有很多方面是各种标准上有要求的项目,是必须考虑的内容。


    二、三偏心电动蝶阀整体框架的设计


    三偏心蝶阀在设计中有不少国内外的产品标准可以参照应用。常用的如:
    GB/T 12238-2008《法兰和对夹连接弹性密封蝶阀》
    JB/T 7550-2007《空气分离设备用切换蝶阀》
    JB/T 8527-2015《金属密封蝶阀》
    JB/T 8692-2013《烟道蝶阀》
    JB/T 12623-2016《液化天然气用蝶阀》
    CB/T 4418-2016《船用超低温不锈钢蝶阀》
    DL/T 746-2001《电站蝶阀选用导则》
    HG/T 4176-2011《气动三偏心蝶阀通用技术条件》
    ISO 10631-1994《普通用途的金属蝶阀》
    API 609-2016《双法兰式对夹式和凸耳式蝶阀》
    MSS SP-67-2002《蝶阀》
    MSS SP-68-1997《偏心结构的高压蝶阀》
    BS EN 593-2009《工业阀门 金属蝶阀》
     
          查看上述标准可以知道对蝶阀的整体要求及行业专用产品的特殊要求。比如在设计阀门流通能力的时候就要参考 API 609、MSS SP-68 标准附录 A等考虑蝶板与管道的间隙,不能为了扩大阀门通道而影响阀门的正常启闭。
     
    也不要低于标准规定的最小流道尺寸,免得损失阀门的流通能力。设计大口径三偏心蝶阀时要考虑安装方向及安装位置(是水平安装还是垂直安装将对计算操作扭矩有影响,见后述),自重较大的要设计支座或吊索。填料的设计根据压力和温度。

     

    三、三偏心电动蝶阀零部件材料的选取


    三偏心蝶阀零部件材料的选取主要考虑介质的腐蚀性和材料的耐温性。可参考标准:
    GB/T 34903.1-2017《石油、石化与天然气工业与油气开采相关介质接触的非金属材料 第 1 部分:热塑性塑料》
    GB/T 34903.2-2017《石油、石化与天然气工业 与油气开采相关介质接触的非金属材料 第 2 部分:弹性体》
    GB/T 34903.3-2017《石油、石化与天然气工业 与油气开采相关介质接触的非金属材料 第 3 部分:热固性树脂》
    GB/T 34903.4-2017《石油、石化与天然气工业 与油气开采相关介质接触的非金属材料 第 4 部分:增强纤维》
    GB/T 20972.1-2007《石油天然气工业 油气开采中用于含硫化氢环境的材料 第 1 部分 选择抗裂纹材料的一般原则》
    GB-T 20972.2-2008《石油天然气工业 油气开采中用于含硫化氢环境的材料 第 2 部分 抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁》
    GB-T 20972.3-2008《石油天然气工业 油气开采中用于含硫化氢环境的材料 第 3 部分 抗开裂耐蚀合金和其他合金》
    JB/T 5300-2008《工业用阀门材料 选用导则》
    DL/T 439-2006《火力发电厂高温紧固件技术导则》
    DL/T 715-2000《火力发电厂金属材料选用导则》
    SY-T 0599-2006《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求》
    NACE MR0103-2005《腐蚀性石油炼制环境中抗硫化物应力开裂材料的选择》
    NACE MR0175-2002《油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料》
     
    材料的耐腐蚀性能可以查看上述国内外标准的要求,也可以查看阀门设计手册。要注意的是有些腐蚀性介质是跟温度有关系的,有些介质在常温腐蚀性不高,到了高温时腐蚀性会变得较快。
     
    材料选取时对于温度,不论是金属材料还是非金属材料,都要参考材料的压力-温度额定值标准,避免材料超压使用,产生危险。压力-温度额定值标准主要可以参考下面的:
     
    GB/T 12224-2015《钢制阀门 一般要求》
    ASME B16.34-2013《法兰、螺纹和焊连接的阀门》
    BS EN 12516-1:2014《工业阀门 壳体设计强度 第 1 篇 钢制阀门壳体的列表方法》

     

    四、三偏心电动蝶阀密封副结构的设计

     三偏心电动蝶阀最大的特点就是启闭过程中无干涉,不会产生刮擦磨损,因此三个偏心的设计极为重要。其中第一偏心的设计跟阀体的结构尺寸和阀杆直径相关,第二个偏心和第三个偏心的设计都是启闭过程中不产生干涉的主要参数。
     
    第二个偏心变大后可以使蝶板脱离阀体密封面的间隙变大,但是此种设计将会因此而产生一个较大的不平衡力矩,增大最终的操作扭矩,所以在满足蝶板迅速脱离阀体密封面的同时要尽量小一些。
     
    第三个偏心角度如果太大则会使蝶板密封圈的受力不匀,影响耐高压差的性能;如果太小则容易产生干涉,发生刮擦磨损,影响密封性能及使用寿命。例如国际上著名的三偏心蝶阀制造商意大利的 Vanessa 就把第三偏心设计为 10°~12°。
     

     

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