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偏心蝶閥
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產(chǎn)品名稱：三偏心電動蝶閥[ 2021-05-17 ]
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- 規(guī)格尺寸
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一、三偏心電動蝶閥介紹
三偏心電動蝶閥是由普通蝶閥為了應(yīng)對工藝條件對其越來越高的要求而發(fā)展出來的一種高性能的蝶閥產(chǎn)品。
電動蝶閥自上世紀(jì)三十年代由美國發(fā)明以來，歷經(jīng)同心蝶閥、單偏心蝶閥、雙偏心蝶閥、三偏心蝶閥等發(fā)展。
有密封要求的同心蝶閥大多為襯膠蝶閥。由于其密封副中心與閥桿旋轉(zhuǎn)中心重合，使得蝶板與閥體密封面始終處于擠壓、刮擦的狀態(tài)，導(dǎo)致啟閉扭矩大、閥體密封面磨損快。
為了解決同心電動蝶閥的問題，將閥桿旋轉(zhuǎn)中心從閥體密封面的軸向方向上偏移一個距離，減小了蝶板對閥體密封面的過度擠壓，這就產(chǎn)生了單偏心蝶閥。
但這一個偏心的設(shè)置對于密封副的擠壓和刮擦效果不是理想。于是乎又做出了在此基礎(chǔ)上將閥桿旋轉(zhuǎn)中心在閥體密封面的徑向方向上偏移一個距離的改進(jìn)，這就是雙偏心蝶閥。
由于雙偏心的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了閥門開啟后蝶板可以快速脫離閥體密封面，大幅度的減弱了蝶板與閥體密封面的擠壓和刮擦，減小了閥門啟閉扭矩，提高了閥體密封面的使用壽命。
雙偏心電動蝶閥由于上述的優(yōu)點(diǎn)，使得蝶閥的密封副可以使用金屬密封，從而提高蝶閥的溫度使用范圍。
但是因?yàn)殡p偏心蝶閥的密封對蝶板相對閥體密封面的關(guān)閉位置具有較高的要求，蝶板限位不當(dāng)就會造成蝶閥關(guān)過，密封失效。
而且雙偏心蝶閥的關(guān)閉過程也不是沒有任何刮擦磨損的，只是相較上面幾種磨損最小。為了徹底消除蝶板在啟閉過程中對閥體密封面的刮擦磨損及有可能關(guān)過失效的不利影響，三偏心蝶閥就應(yīng)運(yùn)而生了。
三偏心蝶閥的設(shè)計(jì)主要由四部分構(gòu)成。首先是整體框架的設(shè)計(jì)，其次是各零部件材料的選取，然后是密封副結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最后是零部件強(qiáng)度、剛度的計(jì)算及校核。在這設(shè)計(jì)過程中，有很多方面是各種標(biāo)準(zhǔn)上有要求的項(xiàng)目，是必須考慮的內(nèi)容。
二、三偏心電動蝶閥整體框架的設(shè)計(jì)
三偏心蝶閥在設(shè)計(jì)中有不少國內(nèi)外的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可以參照應(yīng)用。常用的如：
GB/T 12238-2008《法蘭和對夾連接彈性密封蝶閥》
JB/T 7550-2007《空氣分離設(shè)備用切換蝶閥》
JB/T 8527-2015《金屬密封蝶閥》
JB/T 8692-2013《煙道蝶閥》
JB/T 12623-2016《液化天然氣用蝶閥》
CB/T 4418-2016《船用超低溫不銹鋼蝶閥》
DL/T 746-2001《電站蝶閥選用導(dǎo)則》
HG/T 4176-2011《氣動三偏心蝶閥通用技術(shù)條件》
ISO 10631-1994《普通用途的金屬蝶閥》
API 609-2016《雙法蘭式對夾式和凸耳式蝶閥》
MSS SP-67-2002《蝶閥》
MSS SP-68-1997《偏心結(jié)構(gòu)的高壓蝶閥》
BS EN 593-2009《工業(yè)閥門 金屬蝶閥》
查看上述標(biāo)準(zhǔn)可以知道對蝶閥的整體要求及行業(yè)專用產(chǎn)品的特殊要求。比如在設(shè)計(jì)閥門流通能力的時(shí)候就要參考 API 609、MSS SP-68 標(biāo)準(zhǔn)附錄 A等考慮蝶板與管道的間隙，不能為了擴(kuò)大閥門通道而影響閥門的正常啟閉。
也不要低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小流道尺寸，免得損失閥門的流通能力。設(shè)計(jì)大口徑三偏心蝶閥時(shí)要考慮安裝方向及安裝位置（是水平安裝還是垂直安裝將對計(jì)算操作扭矩有影響，見后述），自重較大的要設(shè)計(jì)支座或吊索。填料的設(shè)計(jì)根據(jù)壓力和溫度。
三、三偏心電動蝶閥零部件材料的選取
三偏心蝶閥零部件材料的選取主要考慮介質(zhì)的腐蝕性和材料的耐溫性。可參考標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T 34903.1-2017《石油、石化與天然氣工業(yè)與油氣開采相關(guān)介質(zhì)接觸的非金屬材料 第 1 部分：熱塑性塑料》
GB/T 34903.2-2017《石油、石化與天然氣工業(yè) 與油氣開采相關(guān)介質(zhì)接觸的非金屬材料 第 2 部分：彈性體》
GB/T 34903.3-2017《石油、石化與天然氣工業(yè) 與油氣開采相關(guān)介質(zhì)接觸的非金屬材料 第 3 部分：熱固性樹脂》
GB/T 34903.4-2017《石油、石化與天然氣工業(yè) 與油氣開采相關(guān)介質(zhì)接觸的非金屬材料 第 4 部分：增強(qiáng)纖維》
GB/T 20972.1-2007《石油天然氣工業(yè) 油氣開采中用于含硫化氫環(huán)境的材料 第 1 部分 選擇抗裂紋材料的一般原則》
GB-T 20972.2-2008《石油天然氣工業(yè) 油氣開采中用于含硫化氫環(huán)境的材料 第 2 部分 抗開裂碳鋼、低合金鋼和鑄鐵》
GB-T 20972.3-2008《石油天然氣工業(yè) 油氣開采中用于含硫化氫環(huán)境的材料 第 3 部分 抗開裂耐蝕合金和其他合金》
JB/T 5300-2008《工業(yè)用閥門材料 選用導(dǎo)則》
DL/T 439-2006《火力發(fā)電廠高溫緊固件技術(shù)導(dǎo)則》
DL/T 715-2000《火力發(fā)電廠金屬材料選用導(dǎo)則》
SY-T 0599-2006《天然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開裂和抗應(yīng)力腐蝕開裂的金屬材料要求》
NACE MR0103-2005《腐蝕性石油煉制環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力開裂材料的選擇》
NACE MR0175-2002《油田設(shè)備用抗硫化應(yīng)力裂紋的金屬材料》
材料的耐腐蝕性能可以查看上述國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的要求，也可以查看閥門設(shè)計(jì)手冊。要注意的是有些腐蝕性介質(zhì)是跟溫度有關(guān)系的，有些介質(zhì)在常溫腐蝕性不高，到了高溫時(shí)腐蝕性會變得較快。
材料選取時(shí)對于溫度，不論是金屬材料還是非金屬材料，都要參考材料的壓力-溫度額定值標(biāo)準(zhǔn)，避免材料超壓使用，產(chǎn)生危險(xiǎn)。壓力-溫度額定值標(biāo)準(zhǔn)主要可以參考下面的：
GB/T 12224-2015《鋼制閥門 一般要求》
ASME B16.34-2013《法蘭、螺紋和焊連接的閥門》
BS EN 12516-1:2014《工業(yè)閥門 殼體設(shè)計(jì)強(qiáng)度 第 1 篇 鋼制閥門殼體的列表方法》
四、三偏心電動蝶閥密封副結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
三偏心電動蝶閥最大的特點(diǎn)就是啟閉過程中無干涉，不會產(chǎn)生刮擦磨損，因此三個偏心的設(shè)計(jì)極為重要。其中第一偏心的設(shè)計(jì)跟閥體的結(jié)構(gòu)尺寸和閥桿直徑相關(guān)，第二個偏心和第三個偏心的設(shè)計(jì)都是啟閉過程中不產(chǎn)生干涉的主要參數(shù)。
第二個偏心變大后可以使蝶板脫離閥體密封面的間隙變大，但是此種設(shè)計(jì)將會因此而產(chǎn)生一個較大的不平衡力矩，增大最終的操作扭矩，所以在滿足蝶板迅速脫離閥體密封面的同時(shí)要盡量小一些。
第三個偏心角度如果太大則會使蝶板密封圈的受力不勻，影響耐高壓差的性能；如果太小則容易產(chǎn)生干涉，發(fā)生刮擦磨損，影響密封性能及使用壽命。例如國際上著名的三偏心蝶閥制造商意大利的 Vanessa 就把第三偏心設(shè)計(jì)為 10°～12°。
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