三偏心蝶閥的靜力分析

  三偏心蝶閥是在雙偏心蝶閥的基礎(chǔ)上,使蝶板的中心偏置一定的角度,形成三偏心密封結(jié)構(gòu),從而消除了蝶閥啟閉時(shí)兩密封面之間的機(jī)械磨損和擦傷,減小了驅(qū)動(dòng)力矩。密封面位于斜圓錐表面,閥座和密封圈的正截面均為橢圓,這正是其設(shè)計(jì)和制造的難點(diǎn)及關(guān)鍵,也是目前不能準(zhǔn)確計(jì)算摩擦力矩的原因所在。通過對(duì)三偏心蝶閥蝶板的靜力分析,推導(dǎo)出三偏心蝶閥的摩擦力矩,并且分析了徑向偏心距、軸向偏心距以及偏心角對(duì)摩擦力矩的影響。


三偏心蝶閥結(jié)構(gòu)分析
  蝶閥的三偏心結(jié)構(gòu)（圖1）是在雙偏心蝶閥的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)傾角, 經(jīng)過*化設(shè)計(jì)使密封副的摩擦力進(jìn)一步下降, 由于采用面密封的結(jié)構(gòu)使接觸應(yīng)力分布均勻、密封更加可靠。三偏心蝶閥的*個(gè)偏心是指蝶板的回轉(zhuǎn)中心L 相對(duì)于蝶板中心在軸向存在偏心距c,第二個(gè)偏心是指蝶板的回轉(zhuǎn)中心L 相對(duì)于蝶板中心在徑向存在偏心距e,第三個(gè)偏心是指閥座所在圓錐形的高線與閥體通道軸線有一個(gè)夾角φ,即角偏心 。
  對(duì)于三偏心結(jié)構(gòu)的蝶閥, 由于軸向偏心距c的存在,保證了蝶閥密封面是一個(gè)完整連續(xù)的錐面,并且該密封面的幾何中心容易確定,降低了密封面加工制造的難度。若密封面為正圓錐面, 則由于蝶板密封面的回轉(zhuǎn)半徑大于閥座密封面相應(yīng)部位的半徑,從而在關(guān)閉時(shí)蝶板密封表面不能進(jìn)入閥座,即產(chǎn)生“干涉”現(xiàn)象,而采用偏心角為φ的錐面即所謂圓錐斜切可以解決這個(gè)問題。其密封面為斜置錐形,蝶板與閥座的密封接觸為面接觸,依靠密封面與閥座的充分接觸來達(dá)到密封效果 。


三偏心蝶閥的靜力分析
當(dāng)?shù)逄幱谂R界狀態(tài)（即蝶板在關(guān)閉的瞬間）時(shí),其上的作用力包括:密封面上的單位正壓力N （方向垂直于密封面且為均布的空間力系）和摩擦力fN （方向沿密封表面并且阻止蝶板運(yùn)動(dòng)的空間力系）以及介質(zhì)對(duì)蝶板的壓力p （方向取決與介質(zhì)流向） 。而摩擦力fN 與摩擦系數(shù)f有關(guān),摩擦系數(shù)f與密封副材料、加工方法、表面光潔度和硬度、潤(rùn)滑狀態(tài)及溫度等因素有關(guān),可以通過試驗(yàn)測(cè)試來確定其準(zhǔn)確數(shù)值 。



  豪森博格生產(chǎn)的工業(yè)蝶閥的 特點(diǎn)是耐高溫，使用壓力范圍也比較高，公稱通徑大，閥體采用球墨鑄鐵GGG40.3/鑄鋼或不銹鋼,密封材料則采用脫硫常用的*材料 EPDM 和 Flucast，蝶板的材料選擇也極為考究，鏈接標(biāo)準(zhǔn)符合DIN / ANSI。適用范圍更廣，性能高，耐腐蝕，大大提高了蝶閥的適用范圍及使用壽命。