手動蝶閥的密封原理是什么？

中線手動蝶閥的密封原理

中線手動蝶閥的典型密封結構如圖A所示：

其密封原理為，閥板加工時保證其密封面具有合適的表面粗糙度值，手動蝶閥合成橡膠閥座在模壓成形時形成密封面合適的表面粗糙度值。手動蝶閥關閉時，通過閥板的轉動，閥板的外圓密封面擠壓合成橡膠閥座，使合成橡膠閥座產生彈性變形而形成彈性力作為密封比壓保證閥門的密封。

圖A1所示密封結構手動蝶閥采用了聚四氟乙烯、合成橡膠構成復合閥座。其特點在于閥座的彈性仍然由合成橡膠提供并利用聚四氟乙烯的摩擦因數低、不易磨損、不易老化等特性，采用聚四氟乙烯作為閥座密封面材料，從而使襯氟蝶閥的壽命得以提高。

圖A2所示密封結構手動蝶閥采用了聚四氟乙烯、合成橡膠和酚醛樹脂構成復合閥座，使襯氟蝶閥閥座在具有彈性的同時強度更好。

圖A3所示密封結構，為在圖A1密封結構基礎上將閥板用聚四氟乙烯全包覆，使蝶閥具有抗腐蝕性。

單偏心密封手動蝶閥的密封原理

圖B所示為一種典型的單偏心密封手動蝶閥密封結構：

1）單偏心手動蝶閥結構特征

閥板的回轉中心（即閥門軸中心）位于閥體的中心線上，且與閥板密封截面形成一個a尺寸偏置。

2）單偏心手動蝶閥密封原理

由于閥板的回轉中心（即閥 門軸中心）與閥板密封截面按a偏心設置，使閥板與閥座上的密封面形成一個完整的整圓，因而在加工時更易保證閥板與閥座密封面的表面粗糙度值。

由圖B的A—A剖視圖可見，當單偏心密封手動蝶閥處于完全開啟狀態時，其閥板密封面會完全脫離閥座密封面，在閥板密封面與閥座密封面之間形成一個間隙x，該類蝶閥的閥板從0°～90°開啟時，閥板的密封面會逐漸脫離閥座的密封面。通常的設計，當閥板從0°轉動至20°~25°時閥板密封面。

即可完全脫離閥座密封面，從而使蝶閥啟閉過程中，閥板與閥座的密封面之間相對機械磨損擠壓大為降低，蝶閥的密封性能得以提高。

當關閉手動蝶閥時，通過閥板的轉動，閥板的外圓密封面逐漸接近并擠壓聚四氟乙烯閥座，使聚四氟乙烯閥座產生彈性變形而形成彈性力作為密封比壓保證蝶閥的密封。

圖B1、圖B2、圖B3、圖B4為該類蝶閥的常用密封結構圖。

圖B1所示密封結構，采用整體閥座，合成橡膠密封圈被置于閥板上。

圖B2所示密封結構，采用了聚四氟乙烯、合成橡膠構成復合閥座。其特點在于閥座的彈性仍然由合成橡膠提供并利用聚四氟乙烯的摩擦系數低、不易磨損、不易老化等特性，采用聚四氟乙烯作為閥座密封面材料，從而使蝶閥的壽命得以提高。

圖B3所示密封結構，采用Z形截面聚四氟乙烯閥座，Z形截面形狀可使蝶閥關閉時，介質壓力作用于閥座，由介質壓力在密封面間產生一定的密封比壓，幫助密封副更好地密封。

圖B4所示密封結構，采用不銹鋼金屬密封閥座，使蝶閥可在高溫狀態下使用。

3）單偏心手動蝶閥密封副密封性能失效的主要原因

①在蝶閥啟閉過程中，閥板轉動擠壓彈性軟質閥座時，閥板與閥座發生機械磨損、擦傷等現象;

②閥板擠壓彈性閥座后，彈性閥座或閥板彈性層產生永久塑性變形及冷流、彈性失效等;

③彈性閥座或閥板彈性層的材質老化失效等;

④介質汽蝕、沖蝕密封面。

4）單偏心密封手動蝶閥的特點

①結構較中式密封蝶閥復雜，成本稍高;

②密封性能較中線密封蝶閥更好;

③使用壽命較中式密封蝶閥更長，使用壓力也較高。

雙偏心手動蝶閥的密封原理

圖C所示為一種典型的雙偏心密封手動蝶閥密封副結構。該類蝶閥通常被稱為高性能蝶閥。

1）雙偏心手動蝶閥結構特征

閥板回轉中心（即閥門軸中心）與閥板密封截面形成一個尺寸a偏置，并與閥體中心線形成一個尺寸b偏置。

2）雙偏心手動蝶閥密封原理

由于在單偏心密封手動蝶閥的基礎上將閥板回轉中心（即閥門軸中心）再與閥體中心線形成一個尺寸b偏置，其偏置后的結果由圖C的A—A剖視圖可見，當雙偏心密封手動蝶閥處于完全開啟狀態時，其閥板密封面會完全脫離閥座密封面，并且在閥板密封面與閥座密封面之間形成一個比單偏心密封蝶閥中x間隙更大的間隙y。而由圖C1可見，由于尺寸b偏置的出現，還會使閥板的轉動半徑分為長半徑轉動和短半徑轉動，在長半徑轉動的閥板大半圓上，閥板密封面轉動軌跡的切線會與閥座密封面形成一個θ角，使閥板啟閉時閥板密封面相對閥座密封面在一個漸出脫離和漸入擠壓的作用，從而更為降低閥板啟閉時蝶閥密封副兩密封面之間的機械磨損和擦傷。

該類蝶閥的閥板從0°~90°開啟時，閥板的密封面會比單偏心密封蝶閥更快地脫離閥座密封面。通常的設計，當閥板從0°轉動至 8°~12°時閥板密封面即可完全脫離閥座密封面，從而使蝶閥在啟閉過程中，閥板與閥座的密封面之間相對機械磨損、擠壓轉角行程更短，從而使機械磨損、擠壓變形更為降低，蝶閥的密封性能更為提高。

當關閉蝶閥時，通過閥板的轉動，閥板的外圓密封面逐漸接近并擠壓聚四氟乙烯、彈鋼絲復合閥座，使其產生彈性變形而形成彈性力作為密封比壓保證蝶閥密封。其中采用彈器鋼絲纏繞聚四氟乙烯的作用在于使閥座具有更大、更好的彈性。

圖C2、圖C3、圖C4、圖C5、圖C6為該類蝶閥的常用密封結構圖。

圖C2所示密封結構，采用聚四氟乙烯閥座，并設置有防火結構，當蝶閥的聚四氟乙烯閥座被事故著火燒損后，不銹鋼金屬密封圈便發揮作用使蝶閥保持緊急密封。

圖C3所示密封結構，采用不銹鋼制開口金屬O形圈密封閥座。

圖C4所示密封結構，采用不銹鋼金屬U形圈密封座。

圖C5所示密封結構，采用聚甲醛密封閥座。

圖C6所示密封結構，采用雙不銹鋼金屬密封閥座，可使蝶閥在雙向壓力作用下均可得到良好密封性。

3）密封副密封性能失效的主要原因

①在蝶閥啟閉過程中，閥板轉動擠壓彈性軟質閥座時，閥板與閥座發生機械磨損、擦傷等現象；

②閥板擠壓彈性閥座后，彈性閥座或閥板彈性層產生永久塑性變形及冷流、彈性失效等；

③彈性閥座或閥板彈性層的材質老化失效等；

④介質汽蝕、沖蝕密封面。

4）雙偏心密封蝶閥的特點

①結構較單偏心密封復雜，成本稍高；

②密封性能較單偏心密封蝶閥更好；

③使用壽命較單偏心密封蝶閥更長，使用壓力也較高。