旋转式控制阀(蝶阀)



“旋转”类的阀门,近年来其应用显著增加。各种类型的旋转阀都有其优缺点。优点是重量轻、结构简单,Cv值较高、填料可靠摩擦较小而且价格较低。它们一般不适用于口径小于1~2英寸的场合。压降等级是有限制的,特别是对于较大的口径,阀杆要承受相当大的侧向推力,而侧向推力在往复式阀杆的阀门是不会产生的。通过下面对一些基本结构的讨论更能详细说明这些观点。
    蝶阀 
    蝶阀 是用于控制的最普通的旋转阀之一,如图15所示。阀门口径从2英寸到36英寸或者更大,适用于低压、中压或者在极少数情况下,用于高静压大流量,但压差是有限制的。
    节流用的标准蝶阀,开度限制为60℃,形成的CV值约为18d2。对全金属结构,在关闭位置时阀板和阀体间隙形成的泄漏量,一般相当于双座阀的泄漏量(CV额定值的0.5%)。目前采用了许多减少泄漏量的改进设计,包括用斜阀座密封。由于阀体结构简单,便于采用弹性衬垫,在这种衬垫材料的温度极限之内就能够严密关闭。典型的衬里材料有氯丁橡胶和丁腈橡胶,在高温和特殊的化工操作条件下用氟化橡胶A。执行机构力的大小由两个因素来综合确定:一个是由于压差作用在轴上产生的侧向推力所引起的阀杆摩擦力,另一个是由阀板周围流体引起的动力矩。动力矩的作用使阀板趋向关闭,对一般的设计,在开度70°左右时达到最大。
    在最近的一些设计中,常利用图6,图17所示的特殊形状的阀板来减小动力矩,并允许有90°转角的操作,以增加流通能力。另一个改进的结构包括:使用一个偏心安装的阀板,例如,在严密关闭的低温流体中,采用了聚四氟乙烯或聚三氟乙烯密封垫,密封垫可以装在阀体内,也可以装在阀板周围。
    最常见的蝶阀 阀体结构是无法兰“对夹”式结构,管道法兰之间用螺栓连接图15所示。阀体的压力等级采用ANSI标准,是由关闭位置压差和60°开度位置压差来决定的。
    旋转轴和它的支承是保证蝶阀顺利操作的一个重要因素。轴承材料有用于低压和中温中压的增强聚四氟乙烯,也有温度1000°F以上仍能很好使用的硬化表面合金制品。多少年来,都使用外伸轴承设计。这些轴承安装在填料函的外面,不和工艺流体相接触。简化了轴承的结构,但形成了填料的偏心载荷。最近已有内装轴承的趋势,由于使用抗磨损和耐腐蚀的材料,这种设计非常实用。
    适当地选用蝶阀,一般口径在4英寸或更大,呈现出简单、成本低、重量轻、占地少的优点,还有良好的流量控制特性。在中温、中压的场合,弹性衬里阀门有严密关闭的优点。在选阀时必须考虑到:由于压力恢复系数(FL)低,液体流动时,有气蚀的可能性;用于液体由于关闭迅速,有水锤破坏的可能性;还有在计算阀容量时由于蝶阀Cv值较大,必须对异径管影响的补偿,基本的Cv值大。
图15 —无衬
图16 —低转矩
图17 —低转矩

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