 我国沟槽蝶阀密封结构及进化路线相关资料
沟槽蝶阀一直用作流量控制装置，蝶板的边缘仅扫过管的内径，以改变流量，但不能紧密切断流体的流动。随着天然橡胶及人造橡胶衬层的应用，橡胶衬层开始用作密封材料，常见的衬胶蝶阀即属于此类。该种蝶阀的结构特征为阀杆中心、蝶板中心、阀体中心在同一位置上，结构简单，制造方便。因蝶板中心线两侧是相等的，故力矩和通过蝶板的压力负载是平衡的，使蝶阀关闭时达到双向紧密封，不存在不平衡区，减少了单边泄漏。但由于它是以旋转轴为中心的对称结构。沟槽蝶阀的密封面是处于轴的两侧，这样的结构，密封面的压紧力与介质的压力永远只有一半蝶板是相一致的，另一半则处于完全相反的方向。因此造成蝶阀密封性能不高。另外蝶板与阀座始终处于挤压和刮擦状态，阻力矩大，磨损快。为克服挤压和刮擦，保证密封性能，阀座基本上采用橡胶或聚四氟乙烯等弹性材料，因此在使用上受到了温度的限制。
沟槽蝶阀由于结构简单、体积小、操作简单，被广泛应用于管线中，发挥截断和流量调节功能。为满足各种工况要求，蝶阀先后经历了从中线蝶阀向单偏心蝶阀、双偏心蝶阀和三偏心蝶阀的演变。沟槽蝶阀是结构最先进的一种蝶阀，它具有优异的密封性能，可用于高温、高压环境，满足了电站、石油、化工、冶金等行业对管件的苛刻要求，正得到越来越广泛的应用。
试验目的是测量沟槽蝶阀在不同开度和不同来流速度下的流阻系数，因此，试验内容共包括2部分：
1、测量空管的压差。采用空的直管段代替蝶阀所在管段，改变不同来流速度，通过两个压力传感器获得空管的压差，进一步拟合得到空管压差与来流速度之间的数学表达式。
2、固定蝶阀开度，测量不同来流速度下蝶阀本体引起的压差。首先固定蝶阀开度，改变来流速度，获得蝶阀前后的压差；将来流速度代入第一部分所得的空管压差与来流速度的关系式中，插值得到空管压差；从测量得到的蝶阀前后压差中减去插值获得的空管压差，得到蝶阀本体所引起的压差。同时在试验中测量试验环境参数，包括温度、压力、湿度。然后将蝶阀固定在不同开度，采用相同步骤进行不同来流速度的试验。最后将测量结果进行整理，获得沟槽蝶阀在不同开度和不同来流速度下的流阻系数曲线。
沟槽蝶阀密封结构：
随着现代工业技术的飞速发展，沟槽蝶阀广泛应用于管道控制系统，特别是其他控制阀类难以适用的大口径管道控制系统。沟槽软密封闸阀的阀座为固定式，其材质有高分子聚合物和金属两类，聚合物阀座主要适用于温度较低的工况，沟槽蝶阀虽然能满足较高的温度和压力工况，但金属阀座的弹陛较聚合物阀座低，密封性能较差蝶阀各种性能的改善与其不断改进密切相关。
为解决沟槽蝶阀蝶板与阀座的挤压问题产生了单偏心蝶阀。单偏心蝶阀的阀杆中心线与密封中心线错开，形成不对称结构，以便不通过橡胶衬密封面，造成了蝶阀的密封面成为一个完整连续的圆弧曲面，这样对于密封面的加工制造就非常方便，而且蝶板与阀座还可以进行研磨，这对于蝶阀的密封性能就有了充分的保证。蝶板上下端不再为回转轴心，分散减轻了蝶板上下端与阀座的过度挤压，能较快离开密封面，减小了配合面间的摩擦力。但是由于单偏心结构在阀门的整个开关过程中蝶板与阀座的刮擦现象并未消失，故采用不多。双偏心蝶阀的结构特征是阀杆轴心偏离阀座的密封面中心，也偏离管路和阀门中心线。双偏心的效果使阀门开启后，软密封闸阀能迅速封面的摩擦现象非常严重。幅度地消除了蝶板与阀座的不必要的过度挤压和刮擦等现象，减轻了开启力矩，降低了磨损，提高了阀座寿命。刮擦的大幅度降低，同时还使得双偏心蝶阀也可以采用金属阀座，提高了蝶阀的适用温度，但因为其密封原理属于位置密封构造，即蝶板与阀座的密封面为线接触，通过蝶板挤压阀座所造成的弹性变形产生密封效果，故对关闭位置要求很高，承压能力较低，蝶板或阀体密封面的摩擦现象非常严重。
沟槽蝶阀进化模式与进化路线
1、空间分割的进化路线：按照微观化进化模式，空间分割存在有一条进化路线为单-实体叶单-孔结构-叶多孔结构-叶添加活性剂的多孔结构-叶毛细管结构，即系统由宏观物体向微观物体的进化。目前使用的蝶板材料大都采用铸铁和不锈钢材料，并且是实心板，强度和刚度大，其质量也大，所需要的转动力矩大。因此系统可以采用多孔材料减小其质量，应向多孔结构和毛细管结构方向来进行开发设计。
2、系统维数进化路线：将一维空间巾运动或静止的物体变成二维空间中运动或静止的物体，二维空间中的物体变成三维空间中的物体，系统向维数增加的方向进化。其中的一条进化路线为零维叶一维叶二维叶三维，按照这条进化路线描述蝶阀密封结构设计进化过程，系统已经处于进化的最后阶段。
３、几何体的进化路线：几何体的进化路线为简单形体叶异形体叶复杂形体，几何体的进化是一个比较明显的进化趋势，当在设计过程中探索所有能得到的自由度时，就会得到创新设计。蝶阀沿几何体的进化路线。
4、柔性化进化路线：系统向动态性增加的方向进化，其中的一条进化路线为刚性体叶一个铰接叶两个铰接叶弹性体叶分子结构叶场，已经对该进化路线有所研究，按此进化路线描述阀杆与蝶板连接结构设计的进化过程。可以看出，前三个进化阶段已完成，现在系统正处在分子结构进化阶段。但此进化阶段开发出的蝶阀阀座中填充的流体介质压力不易调节控制，可靠性差，实用性差，核心技术还尚未成熟，目前很少使用。所以当前应该改进分子结构型式的蝶阀，同时开发新的核心技术，即场作用密封蝶阀。
上海喆庆阀门有限公司（http://www.shzqfm.com）主要生产Y型过滤器、沟槽闸阀、沟槽蝶阀、等产品。其中沟槽闸阀在石油化工、建筑、能源、消防、自来水、海水和污水等水处理中，可以当作一种管道调节以及截留型使用，受到广泛好评和欢迎。 |
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