蝶閥是給水排[Pai]水[Shui]管路系統中的(De)一個重要裝置，随着工業技術的進步，對蝶閥的結[Jie]構及性能提出了不同的要求。因此[Ci]，在設(She)計及選用[Yong]時應根據工況條件[Jian]，對其類型[Xing]、材料和連接形式等做[Zuo]出[Chu]合理的選擇(Ze)。
下面我[Wo]廠技術人員(Yuan)對蝶閥設計[Ji]應注意的流阻、強度、剛度和結構(Gou)等[Deng]問題進行了簡單(Dan)的概述(Shu)。希望對同行有所幫助。
一、結構
蝶閥的(De)關(Guan)閉件(蝶(Die)闆) 在介質中間[Jian], 設計時應考(Kao)慮其對流阻的[De]影響。
1、關[Guan]于大口徑蝶[Die]閥蝶闆的結[Jie]構, AWWA C504(美國(Guo)給水工程協(Xie)會标準) 規定, 蝶[Die]闆不應有橫向筋, 其(Qi)厚[Hou]度不得大[Da]于閥杆直徑的2125 倍。
2、蝶闆(Pan)的(De)迎水面和出水面應呈流線型(Xing)。
3、内部螺釘[Ding]不能凸出在蝶闆外(Wai)面, 以免增加迎水面積。
國外某(Mou)公司生産的蝶閥為[Wei]了減小流阻将蝶闆[Pan]做成鐵餅形, 也有公司将小型蝶閥蝶闆做得很[Hen]薄, 而[Er]水電管(Guan)網上用的蝶閥在(Zai)全開位置時(Shi)蝶闆有導流[Liu]件,都是[Shi]為了減小流阻[Zu]。我國[Guo]JB/ T 5317121999 标準也(Ye)将(Jiang)國際标準ISO/ TC 153/ SC1GT 8237 的流阻和流(Liu)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(Shi)橡膠蝶閥使[Shi]用壽命較短, 這與橡膠質量及密封(Feng)面寬度有關。橡膠密(Mi)封蝶閥的密封圈應[Ying]選用優[You]質的橡膠材(Cai)料制造, 在壓制(Zhi)成型時應遵守工[Gong]藝規程, 不能任意(Yi)提高硫化溫度, 縮短時間[Jian], 否則(Ze)容易造成密封圈老[Lao]化和開裂。與橡膠(Jiao)密封(Feng)圈配合的金屬密封面應有足夠[Gou]的寬(Kuan)度, 否則橡膠密(Mi)封圈不易嵌入。另外, 閥體及蝶闆的形位公差、對稱度、精[Jing]度(Du)、光[Guang]潔度、密封圈的[De]壓[Ya]彈[Dan]量等也影響橡[Xiang]膠密封圈的使用(Yong)壽(Shou)命。
三、剛度
剛度是蝶閥設計中的重要問(Wen)題, 它與(Yu)蝶闆、閥軸及連接[Jie]等因素有關。
1、閥軸尺寸 AWWA C504 中(Zhong)規定了閥軸(Zhou)尺寸。閥軸尺(Chi)寸達不到要求, 可能出現剛度[Du]不夠, 反向密(Mi)封洩漏, 開啟力矩大等[Deng]現象。軸[Zhou]的剛度與1/EI 有關, 也就是說要(Yao)提高剛度減小變形問題應該從提高EI 着手。E 是彈性模量, 一般[Ban]鋼材[Cai]差别(Bie)不大, 選用(Yong)好(Hao)的材料對[Dui]剛度影響不大。I 是慣(Guan)性[Xing]矩,與軸的截面尺[Chi]寸有關。閥(Fa)軸的尺(Chi)寸一般按扭合成計[Ji]算, 它不僅與扭(Niu)矩有[You]關, 而且[Qie]主要與彎矩有關(Guan),尤[You]其大口徑蝶閥彎矩比扭矩大得[De]多。
2、軸孔配合 AWWA C504 的(De)舊版本中規定, 蝶閥軸是[Shi]一根直通的整(Zheng)軸。1980 版本[Ben]以[Yi]後,提[Ti]出可以做成兩段(Duan)短軸。AWWA C504 及GB12238 規定, 軸與(Yu)孔的嵌入長度(Du)應為(Wei)115 d 。日本蝶閥軸(Zhou)向尺寸中閥(Fa)體内(Nei)邊緣[Yuan]與蝶闆支承[Cheng]端之間的間隙(C 值) 給出規[Gui]定, 一般與口徑大小有關(Guan), 在25～45 mm 之間, 也就是盡量[Liang]減小軸支承間的距離(C 值) , 從而減小軸[Zhou]的彎矩和變形。
3、蝶闆結構 蝶闆[Pan]結構形式與剛[Gang]度[Du]有直接關系(Xi), 因此除平闆[Pan]形外多做成鍋形(Xing)或(Huo)桁架形。總之[Zhi]是[Shi]為了增大斷面的(De)慣性矩, 以提高剛度。
4、閥體結構[Gou] 大口徑蝶閥閥[Fa]體設計中也存(Cun)在剛度[Du]問題。一(Yi)般有[You]圈筋(Jin)和橫筋, 實[Shi]際上(Shang)橫筋隻是增加[Jia]穩定性, 不(Bu)宜太[Tai]多, 主要是圈筋。如果能加∩形筋(Jin)則對(Dui)剛度更有利, 但存[Cun]在工藝性差的問題。
四(Si)、自[Zi]潤滑軸承
蝶(Die)闆上所受介質壓(Ya)力大部(Bu)或全部(反(Fan)向) 是[Shi]通過軸傳遞(Di)到軸承[Cheng]上去(Qu)的, 因此(Ci)軸承起到非[Fei]常重要的作(Zuo)用。國外蝶閥[Fa]有的轉動很輕[Qing]巧, 小口徑閥門一個手指都能[Neng]轉動[Dong], 而國[Guo]産蝶閥有(You)的轉動卻很沉重, 這除了與同(Tong)軸(Zhou)度(Du)、對稱(Cheng)度、加(Jia)工精度、光潔度和填料的質量(Liang)有關之外, 很重要的一個因素(Su)就是軸套材料的潤滑性[Xing]。AWWA C504 标準提出[Chu], 閥體中[Zhong]安裝的[De]軸套或軸承應屬于自潤[Run]滑材料, 軸[Zhou]套存[Cun]在減磨潤[Run]滑問題, 不允許鏽蝕(Shi)。沒有軸(Zhou)套, 即使(Shi)閥軸[Zhou]是不鏽鋼(Gang), 閥體[Ti]也有鏽蝕及膠合粘着問題。采用軸套還可(Ke)以增加[Jia]剛性。
五、軸與蝶(Die)闆的連接
小口[Kou]徑蝶[Die]閥的軸與蝶(Die)闆采用(Yong)鍵或花鍵[Jian]連接為宜(Yi), 也可(Ke)以采用多[Duo]邊形軸連接或銷釘(Ding)連[Lian]接, 大口徑蝶[Die]閥的軸與蝶(Die)闆多采用鍵或錐(Zhui)銷等連接(Jie)。目前[Qian]軸與(Yu)蝶闆采用[Yong]銷連接的(De)比較多。在惡劣的工[Gong]況條件下連接[Jie]銷有損壞現象, 這主要是由于(Yu)制造的原(Yuan)因, 其中吻合精度不(Bu)好, 銷子尺寸選擇不合适, 銷子硬度[Du]不夠或采用材料不合适等應引起注意。大型蝶閥的軸與蝶(Die)闆可采[Cai]用特殊的[De]方[Fang]法進行連接。
六(Liu)、結構長度
蝶閥的結(Jie)構長度向短系列發展, 但這樣(Yang)的做法要慎重(Zhong)。因為(Wei)結構長度太短對強[Qiang]度有影響。國(Guo)際标準對法蘭蝶閥短系[Xi]列[Lie]結構長度做出了規定, 但(Dan)是壓(Ya)力較高的閥[Fa]門結構長度(Du)不宜改短, 否[Fou]則會出問題(Ti),尤其是鑄鐵等脆性材料。
