三偏心蝶阀的静力分析

  三偏心蝶阀是在双偏心蝶阀的基础上,使蝶板的中心偏置一定的角度,形成三偏心密封结构,从而消除了蝶阀启闭时两密封面之间的机械磨损和擦伤,减小了驱动力矩。密封面位于斜圆锥表面,阀座和密封圈的正截面均为椭圆,这正是其设计和制造的难点及关键,也是目前不能准确计算摩擦力矩的原因所在。通过对三偏心蝶阀蝶板的静力分析,推导出三偏心蝶阀的摩擦力矩,并且分析了径向偏心距、轴向偏心距以及偏心角对摩擦力矩的影响。


三偏心蝶阀结构分析
  蝶阀的三偏心结构（图1）是在双偏心蝶阀的基础上再增加一个倾角, 经过*化设计使密封副的摩擦力进一步下降, 由于采用面密封的结构使接触应力分布均匀、密封更加可靠。三偏心蝶阀的*个偏心是指蝶板的回转中心L 相对于蝶板中心在轴向存在偏心距c,第二个偏心是指蝶板的回转中心L 相对于蝶板中心在径向存在偏心距e,第三个偏心是指阀座所在圆锥形的高线与阀体通道轴线有一个夹角φ,即角偏心 。
  对于三偏心结构的蝶阀, 由于轴向偏心距c的存在,保证了蝶阀密封面是一个完整连续的锥面,并且该密封面的几何中心容易确定,降低了密封面加工制造的难度。若密封面为正圆锥面, 则由于蝶板密封面的回转半径大于阀座密封面相应部位的半径,从而在关闭时蝶板密封表面不能进入阀座,即产生“干涉”现象,而采用偏心角为φ的锥面即所谓圆锥斜切可以解决这个问题。其密封面为斜置锥形,蝶板与阀座的密封接触为面接触,依靠密封面与阀座的充分接触来达到密封效果 。


三偏心蝶阀的静力分析
当蝶板处于临界状态（即蝶板在关闭的瞬间）时,其上的作用力包括:密封面上的单位正压力N （方向垂直于密封面且为均布的空间力系）和摩擦力fN （方向沿密封表面并且阻止蝶板运动的空间力系）以及介质对蝶板的压力p （方向取决与介质流向） 。而摩擦力fN 与摩擦系数f有关,摩擦系数f与密封副材料、加工方法、表面光洁度和硬度、润滑状态及温度等因素有关,可以通过试验测试来确定其准确数值 。



  豪森博格生产的工业蝶阀的 特点是耐高温，使用压力范围也比较高，公称通径大，阀体采用球墨铸铁GGG40.3/铸钢或不锈钢,密封材料则采用脱硫常用的*材料 EPDM 和 Flucast，蝶板的材料选择也极为考究，链接标准符合DIN / ANSI。适用范围更广，性能高，耐腐蚀，大大提高了蝶阀的适用范围及使用寿命。