蝶閥是(shì)給水排水管路系統中的一個重要裝置，随着工業技術的進(jìn)步，對蝶閥的結構及性能提出了不同的要求。因此(cǐ)，在設計及選用時應根據工況條件(jiàn)，對其類型(xíng)、材料和連接形式等做出合理的(de)選擇。
下面我廠(chǎng)技術人員對蝶閥(fá)設(shè)計應注意的流阻、強度(dù)、剛度和結構等問題進行了(le)簡單的概述(shù)。希望對同行有(yǒu)所幫助。
一、結構
蝶閥的關(guān)閉件(蝶闆) 在介質中間, 設計時應考慮其對(duì)流阻的影響。
1、關于大口徑蝶閥(fá)蝶闆的(de)結構, AWWA C504(美國給水工程協會标準) 規定(dìng), 蝶闆不應有橫向筋, 其厚度不得大于閥杆直徑的(de)2125 倍。
2、蝶闆的迎水(shuǐ)面和出水面應呈流線型。
3、内部螺釘不能凸出在蝶闆外面, 以(yǐ)免(miǎn)增加迎水面積。
國外某公司生産的蝶閥為了減小流阻将蝶闆做成鐵餅形, 也有公司将小型蝶閥蝶闆做得很薄, 而水電管(guǎn)網上用的蝶閥(fá)在全開位置時蝶闆有導流件,都是為了減小流阻。我國JB/ T 5317121999 标準也将國際标準ISO/ TC 153/ SC1GT 8237 的流阻和流量系數(表1) 列入其中, 這說明流阻是一個重要指标。
二、橡膠密封圈
有時橡膠蝶閥使(shǐ)用壽命較短, 這與橡膠質量(liàng)及密封面寬度有關。橡膠密封蝶閥的密封圈(quān)應選用優質的橡膠材(cái)料制造, 在壓制成(chéng)型時應遵守工藝規程, 不能任意提高硫化溫度, 縮短時間, 否則(zé)容易造成密封圈老(lǎo)化和開裂。與橡膠密(mì)封圈配合的金屬密封面應有足夠的寬度(dù), 否則橡膠密封圈不易嵌入。另外, 閥體及蝶闆的形位公差、對稱度、精度、光潔度(dù)、密封圈的壓彈量等也影響橡(xiàng)膠密封圈的使用(yòng)壽命。
三、剛度
剛度是蝶閥設計中的重(zhòng)要問題, 它與蝶闆、閥軸及連接(jiē)等因素有關。
1、閥軸尺寸 AWWA C504 中(zhōng)規定了閥軸尺寸。閥軸尺(chǐ)寸達(dá)不到要求, 可能(néng)出現剛度不夠, 反向(xiàng)密封洩漏, 開啟力矩大等現象。軸(zhóu)的剛度與1/EI 有關, 也就是說要提高剛度減小(xiǎo)變形(xíng)問題應該從(cóng)提高EI 着手。E 是彈性(xìng)模量, 一般鋼材差别不大, 選用(yòng)好(hǎo)的材料對剛度影(yǐng)響不(bú)大。I 是慣性矩,與軸的截(jié)面尺寸有關。閥軸的尺(chǐ)寸一(yī)般按(àn)扭合成計算, 它不僅與扭矩有關, 而且主(zhǔ)要與彎矩有關,尤其大口徑蝶閥彎矩比扭矩大得多。
2、軸孔配合 AWWA C504 的舊版本中規定, 蝶閥軸是一根直通的整軸。1980 版本以(yǐ)後,提(tí)出可以做成兩段短(duǎn)軸。AWWA C504 及GB12238 規定, 軸與孔的嵌入(rù)長度應為115 d 。日本(běn)蝶閥軸向尺寸中閥體内邊緣與蝶闆支承端之間的間隙(C 值) 給出規定, 一般與口(kǒu)徑大小有關, 在25～45 mm 之間, 也就是盡量(liàng)減小軸支承間的距離(C 值) , 從而減小軸(zhóu)的彎(wān)矩和變形。
3、蝶闆結構 蝶闆(pǎn)結構形式與剛度有直接關系(xì), 因此除平闆形外多做成鍋形或桁架形。總之是(shì)為了增(zēng)大斷面(miàn)的(de)慣性矩, 以提高剛度(dù)。
4、閥體結構 大(dà)口徑蝶閥閥體設計中也存(cún)在剛度問題。一般有(yǒu)圈筋和橫筋, 實際(jì)上橫筋隻是增加(jiā)穩定性, 不宜(yí)太多, 主要是圈(quān)筋。如果能加∩形筋則對剛度更有利(lì), 但存在工藝性差的問(wèn)題。
四、自潤滑軸承
蝶(dié)闆上所受介質壓力(lì)大部或全部(反(fǎn)向(xiàng)) 是通過軸傳遞到軸承上去的, 因此軸承起到非常重要的作用。國外蝶(dié)閥有的轉動很輕(qīng)巧, 小口徑閥門一個手指都(dōu)能轉動(dòng), 而國産蝶閥有的轉(zhuǎn)動卻很沉重, 這除了與同軸(zhóu)度、對稱(chēng)度、加工精度、光潔度和填料的(de)質量有關之外, 很重要的一個因素就是軸套材料的潤滑性。AWWA C504 标(biāo)準提出, 閥體中(zhōng)安裝的軸套或軸(zhóu)承應屬于自潤滑材料, 軸套存(cún)在減磨潤滑問題, 不允許鏽蝕。沒有(yǒu)軸套, 即使閥軸是不鏽鋼(gāng), 閥體(tǐ)也有鏽蝕及膠合粘着問(wèn)題。采用軸套還可以增加(jiā)剛性。
五、軸與(yǔ)蝶闆的連接
小口徑蝶閥的軸與蝶闆采用(yòng)鍵或花鍵(jiàn)連接為宜, 也可以采用多邊形軸連接或銷釘連接(jiē), 大口徑蝶閥的軸與蝶闆多采用鍵或錐(zhuī)銷等連接。目前軸與蝶(dié)闆采(cǎi)用(yòng)銷(xiāo)連接的比較多。在惡劣的工(gōng)況條件下連接銷有損壞現(xiàn)象(xiàng), 這主要是由于(yú)制造的原因, 其中吻(wěn)合精度不(bú)好, 銷子尺寸選擇不(bú)合适, 銷子硬度不夠或采用材料不(bú)合适等應(yīng)引(yǐn)起注意。大型蝶閥的軸與蝶闆可采用特殊的方(fāng)法進行連接。
六、結構(gòu)長度
蝶閥的結(jié)構長度向短系列發展, 但這樣的做法要慎重。因為結構長度(dù)太短(duǎn)對強度有影響。國(guó)際标準對法(fǎ)蘭蝶閥短(duǎn)系列結構長度做出了規定, 但是壓(yā)力較高(gāo)的閥(fá)門結構長度(dù)不宜(yí)改短, 否則會(huì)出問題,尤其是鑄鐵等脆性材料。
