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3.4.2 手动蝶阀设计

       与旋塞阀及球阀相比较,蝶阀阀体的面对面尺寸很窄。蝶阀阀体的连接面是齿形的,一边使用法兰垫片和管线安装。在许多情况下,允许使用双头螺栓将阀体安装在两个管线法兰之间。双头螺栓仅允许一定的螺栓长度,因为工艺本身的热膨胀以及外部火源等原因可导致泄漏。蝶阀阀体能是两种型式之一。膜片型阀体,有时叫做无法兰阀体(图3.9),它是具有很小面对面尺寸的平的阀体,该尺寸等于两倍需要的壁厚加上填料盒的宽度。在此尺寸之内,阀盘位于关闭位置,阀座必须与阀体流动部分相吻合。薄片型阀体通常多用于较小的尺寸,12in(DN300)或更小。

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法兰型阀体(图3.10)用于较大的蝶阀[14in(DN350)或更大],它的面对面尺寸较大且更易于因膨胀而泄露。通常,法兰型阀体用于高温或易发生火灾的工况,此处是可能发生热膨胀的。法兰型在法提上带有与管线法兰标准相匹配的整体法兰,在法兰之间有螺栓和螺母的内部空间。

       如图3.11所示,凸耳式阀体带有与管线法兰规格相同螺孔的整体法兰。每个孔自相反方向攻出螺纹。此种结构可将阀体放于两个法兰之间,一个双头螺栓自管线法兰穿入,并拧入阀体整体法兰。当双头螺栓已确认拧入正题伐阑厚,用落幕拧紧以保证整体法兰连接。当较小阀门尺寸不能使用两个整体法兰时,凸耳式阀体用于直通螺栓不会发生危险的工况,例如热膨胀。

       蝶阀内径与管线内径几乎相等,它允许较高的流率和直通流动。蝶阀的封闭元件叫盘体,盘体外径和阀座内径相配合。盘体可以为圆而扁平的原件,它用锥形销或相似连接安装i旋转轴上。当轴旋转时,盘体在0°位置处关闭而在90°位置处全部打开。当轴安装在盘体准确的中心线处时,他被称为同心盘体(图3.12)。对于同心盘体,盘体和轴的中心在阀内是准确地对中的,无论在任何位置,盘体一部分永远保持与阀座接触。在0°处关闭,阀座表面与盘体彼此全部解除。在其他任何位置,阀座表面与盘体边缘在两点接触。因为此种经常的接触,通信盘体阀座有一较大的磨损倾向,特别是在各种类型的节流工况。在节流过程中,要求蝶阀呢呢个控制在中间行程处的小范围的运动,因为在此接触点能导致磨损。在节流过程中,虽然这种磨损不明显,但当阀门关闭时,在此两点将会泄漏。为克服阀座表面间经常的接触问题,蝶阀制造商开发了偏心凸轮盘体结构(图3.13)。此种结构可使盘体和阀座在关闭时全部接触,但当阀门打开时盘体自阀座升起,而避免了任何不必要的接触。此种结构允许轴和盘体中心有轻微偏移,并离开阀的中心(图3.14)。当阀门打开时,盘体脱离阀座凸轮型阀座,因为阀座的磨损最小。

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       阀座与阀体沿着阀体流动全部面积密切合并安装在阀体的一端。如果阀座使用高聚合物,它叫软阀座。如果使用挠性金属,它叫做金属阀座。阀座安装在阀体的短不,并用阀座保持架使其久违,即是使用螺钉或压紧配合使保持架和阀座安装就位。阀座保持架就位后,保持架的面和阀体的面呈一直线,但某些阀座保持架会略微地伸出阀体的面,并在阀体与管线安装时使垫片承受最后的压缩。

       轴是由盘体两侧的紧密配合导座(也叫做轴承)支持,该轴承安装在轴孔内以防止轴和盘体的运动,经常在盘体两侧的盘体和轴之间设置推力垫圈以保持盘体牢固地与阀座同心。某些同心阀的阀体内衬橡胶或弹性体,衬里的目的有两点:首先,它使阀体远离工艺介质,特别是腐蚀性或含有颗粒(如砂子)的工况,它将腐蚀金属表面。其次,当盘体处于关闭位置,衬里的作用也像软阀座一样。

       保持橡胶或弹性体就为的方法可用下述三个方法之一:第一,利用管线法兰连接,将衬里夹持就位。第二,也可是引用榫和槽结构将衬里保持就位,此处橡胶衬里为U形,而在阀体内径处则加工成T形,使两个零件互锁。第三种办法就是剖开阀体结构,它是在两个半个阀体之间设有夹层衬里,并用螺栓连载一起。所有三种结构可使臣李在用旧后容易拆卸。橡胶或弹性体衬里的阀门是配有近似材料涂层的金属盘体。当阀门关闭时,橡胶对橡胶的阀座在低压力降和中等温度工况下,使关闭很严密。
在较高的压力和温度工况下,同心蝶阀使用许多不同的有回弹性阀座结构。某些结构使用泊松效应,它指的是一个概念,即是如果在一侧有较大压力使O形环、软金属或弹性体处于密封状态,则较软的材料在压力下将变形。当产生变形后,材料被压力推向接触表面而被密封(图3.15)。对于泊松效应,压力愈大,密封愈严。3.15.png

        另一种常用有回弹性的阀座结构是使用机械预加荷载效应,它使盘体座的表面轻微过盈于阀座表面。当盘体运动进入阀座时,由于压力作用在盘体上,阀座形体产生变形,而使弹性体密封了金属表面(图3.16)。当使用软阀座时,因为阀座的作用同垫片一样,所以在法提和保持架之间不需要点片以阻止泄漏。
       金属阀座使用于高温(400℉或205℃以上)。利用放于软阀座正常插入的空间垫片,将金属阀座正常插入的空间垫片,将金属阀座整体插入阀座保持架。在某些设计中,软阀座和金属阀座两者均可用于串级连接,在软阀座发生破坏的情况下,金属阀座能作为后备保险件(图3.17)。当蝶阀用于安全防火的工况时,则优先选用串级连接的阀座。

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        阀体含有与用于旋塞阀和球阀上的填料盒相似的填料盒。填料盒具有一个精加工的孔,其深度足以容纳几个填料环。正常情况下它所需要的全部零件为填料和填料压盖。用压盖法兰及螺栓压缩填料。穿过阀体的轴孔通常是自两端加工。一个插入物或法兰盖用于封闭其对应的填料盒上的开孔。在阀体填料盒一侧,应设置安装孔以备常用的旋转手杆或齿轮操纵器。
常用的旋转手杆、齿轮操纵器和执行系统详见第五章。

       



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