蝶形閥

蝶形閥，簡稱蝶閥（butterfly valve），是指關閉件（閥瓣或蝶板）為圓盤，圍繞閥軸旋轉來達到開啓與關閉的一種閥，在管道上主要起切斷和節流用。蝶閥啓閉件是一個圓盤形的蝶板，在閥體內繞其自身的軸線旋轉，從而達到啓閉或調節的目的。蝶閥全開到全關通常是小於90° ，蝶閥和蝶杆本身沒有自鎖能力，為了蝶板的定位，要在閥杆上加裝蝸輪減速器。採用蝸輪減速器，不僅可以使蝶板具有自鎖能力，使蝶板停止在任意位置上，還能改善閥門的操作性能 ^[1]  。

工業專用蝶閥的特點能耐高温，適用壓力範圍也較高，閥門公稱通徑大，閥體採用碳鋼製造，閥板的密封圈採用金屬環代替橡膠環。大型高温蝶閥採用鋼板焊接製造，主要用於高温介質的煙風道和煤氣管道 ^[2]  。

按結構形式分類

(1)中心密封蝶閥 (2)單偏心密封蝶閥

(3)雙偏心密封蝶閥 (4)三偏心密封蝶閥

按密封面材質分類

(1)軟密封蝶閥：

1)密封副由非金屬軟質材料對非金屬軟質材料構成。

2)密封副由金屬硬質材料對非金屬軟質材料構成。

(2)金屬硬密封蝶閥：密封副由金屬硬質材料對金屬硬質材料構成。

按密封形式分類

(1)強制密封蝶閥

1)彈性密封蝶閥。密封比壓由閥門關閉時閥板擠壓閥座，閥座或閥板的彈性產生。

2)外加轉矩密封蝶閥。密封比壓由外加於閥門軸上的轉矩產生。

(2)充壓密封蝶閥。密封比壓由閥座或閥板上的彈件密封元件充壓產生。

(3)自動密封蝶閥。密封比壓由介質壓力自動產生。

按工作壓力分類

(1)真空蝶閥。工作壓力低於標堆大氣歷的蝶閥。

(2)低壓蝶閥。公稱壓力PN<1．6MPa的蝶閥。

(3)中壓蝶閥。公稱壓力PN為2．5--6．4MPa的蝶閥。

(4)高壓蝶閥。公稱壓力PN為10。0--80．0MPa的蝶閥。

(5)超高壓蝶閥。公稱壓力PN>100MPa的蝶閥。

按工作温度分類

(1)高温蝶閥。t>450 C的蝶閥

(2)中温蝶閥。120 C<t<450 ℃的蝶閥。

(3)常温蝶閥。一40C<t<；120 C的蝶閥。

(4)低温蝶閥。一100<t<一40 C的蝶閥。

(E)超低温蝶閥。t<一100 C的蝶閥。

按連接方式分類

(1)對夾式蝶閥。

對夾式蝶閥的蝶板安裝於管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內，圓盤形蝶板繞着軸線旋轉，旋轉角度為0°-90°之間，旋轉到90°時，閥門則牌全開狀態。

對夾式蝶閥結構簡單、體積小、重量輕，只由少數幾個零件組成。而且只需旋轉90°即可快速啓閉，操作簡單，同時該閥門具有良好的流體控制特性。蝶閥處於完全開啓位置時，蝶板厚度是介質流經閥體時唯一的阻力，因此通過該閥門所產生的壓力降很小，故具有較好的流量控制特性。蝶閥有彈密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門，密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。

(2)法蘭式蝶閥。

法蘭式蝶閥為垂直板式結構，閥杆為整體式金屬硬密封閥門的密封圈為柔性石墨板與不鏽鋼板複合式結構，安裝在閥體上，蝶板密封面堆焊不鏽鋼。軟密封閥門的密封圈為丁腈橡膠材質，是安裝在蝶板上的。

(3)支耳式蝶閥。

(4)焊接式蝶閥。

焊接式蝶閥是一種非密閉型蝶閥，廣泛適用於建材、冶金、礦山、電力等生產過程種介質温度≤300℃公稱壓力為0.1Mpa的管道上，用以連通、啓閉或調節介質量。

蝶閥功能

設計時要明確蝶閥是用作接通或截斷管路中的介質，還是調節、控制管路中介質的流量和壓力。不同功能的閥門其密封副設計時考慮的因素有所不同，若閥門是用作接通或截斷管路中的介質，則着重考慮閥門的截斷能力，即閥門的密封性能，在確保所選材料必須耐腐蝕的前提下，低、中壓及常温閥門常採用軟密封的結構形式，中、高温及高壓閥門則選用硬密封的結構形式；若閥門是用作調節、控制管路中介質的流量和壓力時，則着重考慮閥門的固有調節特性及調節比 ^[3]  。

工藝條件

設計前首先要充分了解閥門所在工藝系統的工藝條件，包括：介質類型（氣、液、固相及雙相或多相混合等）、介質温度、介質壓力、介質流速（或流量）、動力源及其參數等。

強度與剛度的考慮

蝶閥在設計時除按《閥門設計手冊》提供的靜態設計計算外，還要考慮因介質壓力、流速等產生的動態載荷，特別是中高壓管系中蝶閥關閉時產生的水錘能量，還要考慮環境影響的附加載荷以及管道、支座等引起的附加載荷。

壓力損失和流通能力

壓力損失和流通能力本質上是同一參數，壓力損失是流體阻力的量度，是閥門進口壓力與出口壓力之差值，在給定流量下，其大小主要取決於蝶閥的結構形式、內件的造形及表面粗糙度設計，通常用流阻係數來表示。流通能力與閥門在給定壓力差時流過的最大流量有關，通常用流量係數來表示。

通常在設計時要考慮儘量使閥門的壓力損失最小和流通能力最大，一般採取的措施有：①閥體通道不縮徑，通道中應無任何凸出部分，蝶板造形圓滑過渡。②儘可能減小介質過流部位的表面粗糙度值。③整個通道橫截面儘量保持不變或採取平緩過渡結構。

驅動力矩

蝶閥的驅動方式根據用户需要可以是電動、氣動、液動、電液動以及氣液動等，驅動裝置的輸出轉矩取決於蝶閥所需的輸入轉矩，蝶閥的輸入轉矩又受結構形式、密封程度、介質種類、介質壓力、工作頻度以及控制方式等因素的影響。

介質敏感性

蝶閥適用於輸送水、油、氣體、水固兩相以及氣固兩相流等多種介質的管路系統作開關或調節裝置用，因而蝶閥密封副對介質的敏感性也是設計時需考慮的重要因素之一，設計時主要從材料選擇和結構形式上來考慮。例如對介質中含塵量較高的切斷蝶閥，則要選用彈性好的橡膠材料作密封圈，或採用具有自清理結構的多層次金屬硬密封圈，在密封副相對運動的同時靠密封副本身能清除微粒等污物，或採用吹掃、清洗功能來減輕粉塵對密封副的污染。

壽命

蝶閥正常的失效形式是泄漏，泄漏又包括外泄漏和內泄漏，外漏主要是沖蝕或腐蝕而導致，內漏主要是密封副破損而導致。通常所説的壽命是指密封副的使用時間或動作次數，其主要取決於介質種類、介質温度、介質壓力、啓閉頻率和啓閉速度等，從而選擇滿足工況條件的材料並進行必要的熱處理，例如：材料的抗擦傷性能、抗電化學腐蝕性能和疲勞強度等。另外密封副的壽命與結構設計的合理性、製造精度等密切相關 ^[4]  。