单偏心密封蝶阀的密封原理与结构特征

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)阀门选用手册 作者:杨炯良

   图3-87所示为一种典型的单偏心密封蝶阀密封结构。

<单偏心密封蝶阀

    (1)结构特征

    阀板的回转中心(即阀门轴中心)位于阀体的中心线上,且与阀板密封截面形成一个a尺寸偏置。

    (2)密封原理

    由于阀板的回转中心(即阀门轴中心)与阀板密封截面按a偏心设置,使阀板与阀座上的密封面形成一个完整的整圆,因而在加工时更易保证阀板与阀座密封面的表面粗糙度值。   

    由图3-87的A-A剖视图可见,当单偏心密封蝶阀处于完全开启状态时,其阀板密封面会全脱离阀座密封面,在阀板密封面与阀座密封面之间形成一个间隙x,该类蝶阀的阀板从0-90°开启时,阀板的密封面会逐渐脱离阀座的密封面。通常的设计,当阀板从0°转动至20°~25°时阀板密封面即可完全脱离阀座密封面,从而使蝶阀启闭过程中,阀板与阀座的密封面之间相对机械磨损、挤压大为降低,蝶阀的密封性能得以提高。

    当关闭蝶阀时,通过阀板的转动,阀板的外圆密封面逐渐接近并挤压聚四氟乙烯阀座,使聚四氟乙烯阀座产生弹性变形而形成弹性力作为密封比压保证蝶阀的密封。

     图3-88、图3-89、图3-90、图3-91为该类蝶阀的常用密封结构图。

    图3-88所示密封结构,采用整体阀座,合成橡胶密封圈被置于阀板上。

    图3-89所示密封结构,采用了聚四氟乙、合成橡胶构成复合阀座。其特点在于阀座的弹性仍然由合成橡胶提并利用聚四氟乙烯的摩擦系数低、不易磨损、不易老化等特性。采用聚四氟乙烯作为阀座密封材料,从而使蝶阀的寿命得以提高。

单偏心密封蝶阀 单偏心密封蝶阀    图3-90所示密封结构,采用Z型截面聚四氟乙烯阀座,z型截面形状可使蝶阀关闭时,介质压力作用于阀座,由介质压力在密封面间产生一定的密封比压,帮助密封副更好地密封。

    图3-91所示密封结构,采用不锈钢金属密封阀座,使蝶阀可在高温状态下使用。

    (3)密封副密封性能失效的主要原因

    1)在蝶阀启闭过程中,阀板转动挤压弹性软质阀座时,阀板与阀座发生机械磨损、擦伤等现象;

    2)阀板挤压弹性阀座后,弹性阀座或阀板弹性层产成永久塑性变形及冷流、弹性失效等;

    3)弹性阀座或阀板弹性层的材质老化失效等;

    4)介质气蚀、冲蚀密封面。

    (4)单偏心密封蝶阀的特点。

    1)结构较中性密封蝶阀复杂,成本稍高;

    2)密封性能较中性密封蝶阀更好;

    3)使用寿命较中性密封蝶阀更长,使用压力也较高。

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