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關(guān)鍵詞：蝶閥；偏心；金屬硬密封；雙向壓

 

近年來(lái)，我國(guó)金屬硬密封蝶閥發(fā)展很快，其主要結(jié)構(gòu)是偏心蝶閥。偏心結(jié)構(gòu)蝶閥的蝶板與閥座之間的密封是靠傳動(dòng)裝置的力矩使蝶板壓向閥座實(shí)現(xiàn)的，閥桿啟閉扭矩越大，閥座的密封性能越好。對(duì)于介質(zhì)雙向受壓密封的管道，當(dāng)介質(zhì)正向流動(dòng)時(shí)，介質(zhì)壓力使密封比壓增大．提高密封性能；介質(zhì)反向流動(dòng)時(shí)，介質(zhì)壓力使蝶板與閥座之間的密封比壓減小，有可能發(fā)生泄漏，偏心結(jié)構(gòu)金屬硬密封蝶閥不能*保證反向介質(zhì)流動(dòng)的密封。隨著我國(guó)南水北調(diào)工程的開(kāi)展、長(zhǎng)輸管線的不斷建設(shè)以及工業(yè)環(huán)保、水處理、高層建筑、給排水管路改造，對(duì)蝶閥的密封性能也提出了更高的要求，既要保證蝶閥在正向狀態(tài)能夠密封，也要在反向狀態(tài)能夠保證密封，因此，介質(zhì)雙向流動(dòng)都能保證密封的雙向壓硬密封蝶閥得到國(guó)內(nèi)閥門行業(yè)的關(guān)注。本文通過(guò)分析偏心蝶閥的密封力和閥桿變形，提出一種雙向壓金屬硬密封蝶閥。

 

1 偏心蝶閥密封力分析

 

1.1 密封力分析

 

偏心蝶閥結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 1，主要由閥體、蝶板、閥桿和填料組成。圖 1 中 L 為閥桿回轉(zhuǎn)中心與閥體密封面的偏心距離（mm）。偏心蝶閥在介質(zhì)正向流動(dòng)實(shí)現(xiàn)密封功能時(shí)，閥桿扭矩在蝶板密封面施加的必需密封力為 FMF（N）。但由于介質(zhì)力 FMJ（N）的作用，使密封面的實(shí)際密封力增大到 FMZZ，此時(shí)，密封面的實(shí)際密封力 FMZZ 為必需密封力 FMF和介質(zhì)力 FMJ 之和，即：

 

FMZZ=FMF+FMJ （1）

 

其中：FMF=qMFA

 

式中，qMF 為為密封面必需密封比壓，MPa；A 為密封面受壓面積，mm2。

 

FMZZ 在密封面形成的密封比壓由下式計(jì)算：

 

qz=FMZZ/A>qMF （2）

 

式中，qz 為密封面正向密封比壓，MPa。

 

偏心蝶閥受反向介質(zhì)力作用時(shí)，在同樣的閥桿扭矩和介質(zhì)力作用下，密封力為：

 

FMZF=FMF-FMJ （3）

 

式中，F(xiàn)MZF 為密封面的反向密封力，N。

 

FMZF 在密封面形成的密封比壓由下式計(jì)算：

 

qF=FMZF/A

 

式中，qF 為密封面反向密封比壓，MPa。

 

分析式（2）和式（4）可知，偏心蝶閥在正向介質(zhì)力作用時(shí)，密封面的密封力 FMZZ 是閥桿作用力和正向介質(zhì)力作用之和，介質(zhì)正向流動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)密封。介質(zhì)在反向流動(dòng)時(shí)，由于介質(zhì)力的作用，密封力減小，反向密封比壓 qF 小于正向密封比壓 qZ，且 qZ