三偏心金属硬密封蝶阀

 

1、三偏心金属硬密封蝶阀概述

三偏心金属硬密封蝶阀的密封面是斜锥面，阀体密封圈（图1）与蝶板组合件密封圈（图2）的接触为面接触，其工作原理是靠驱动装置扭力直接带动蝶板组合件，使蝶板组合件密封圈与阀体密封圈充分接触后产生弹性变形而密封。三偏心金属硬密封蝶阀作为一种高性能阀门，具有耐腐蚀性好、密封可靠、开启力矩小等优点。三偏心硬密封电动蝶阀DN1200，其中阀体密封圈材料为1Cr18Ni9Ti，蝶板组合件密封圈材料为复合的不锈钢板与石棉板夹层组合件，阀体密封圈与蝶板组合件密封圈的加工质量直接决定蝶阀密封性能。

 

 

图1 阀体外形及密封圈

 

 

图2 蝶板组合件外形及密封圈

 

2、加工工艺

    从三偏心金属硬密封蝶阀的结构特点分析，蝶板组合件密封圈为不锈钢板与石棉板的组合件，阀体密封圈为硬质合金，硬度很高，进刀量很难控制，不易一次加工成型，而且加工面的粗糙度要求很高。为保证加工要求，工艺过程为阀体或蝶板组合件粗加工—阀体密封圈堆焊硬质合金—保温12h—热处理消除热应力—上工装粗车密封面—上工装精车密封面—上磨头磨削密封面—阀体与蝶板组合件合镗轴孔—强度试验—密封试验。

   

3、加工工装

蝶板组合件密封圈与阀体密封圈密封面（加工面）均为斜锥面。阀体密封圈的锥体中心线与空间垂线夹角为8°，蝶板组合件密封圈的锥体中心线与空间垂线夹角为8°，为此设计阀体密封圈加工工装（图3）与蝶板组合件密封圈加工工装（图4）。

 

 

图3 阀体密封圈加工工装

 

 

图4 蝶板组合件密封圈加工工装

 

4、阀体密封圈加工

阀体起密封作为的为密封圈，焊接在阀体内（图5）。在2.5m立车上将组焊好的阀体装夹在阀体密封圈加工工装上，将立车刀杆旋转8°，根据图纸设计要求，找正后沿圆锥母线方向走刀，车至未焊不锈钢前的尺寸。然后堆焊不锈钢，最后将焊好不锈钢的阀体重新上立车，按上述方法车阀体密封圈至图纸要求尺寸。最后在立车刀架上装磨头，对阀体密封圈进行磨削处理，使其达到图纸设计粗糙度要求。

 

图5 阀体密封圈加工

 

5、蝶板组合件密封圈加工

蝶板组合件起密封作用的零件是密封圈，密封圈为斜锥结构，其锥顶角为16°，厚度为13.5mm，由5层石棉板及4层不锈钢板复合而成（图6）。密封圈必须与蝶板和压环等组装在一起，加工时才能防止密封圈夹层中的不锈钢板及石棉板翘曲变形。根据其结构特点，对蝶板组合件密封圈采用以下加工方法：（1）先在2.5m立车上分别把蝶板和压环上的各止口加工到图纸要求尺寸，外圆不加工；（2）按图纸要求对压环钻孔，蝶板钻孔攻丝；（3）压环、密封圈和蝶板按图纸装配，将蝶板组合件工装用螺栓紧固在阀体工装上，然后再将蝶板组合件装夹其上。立车刀杆旋转8°车压环、密封圈和蝶板至磨削尺寸；⑷用同样厚度钢板替下密封圈，车压环、蝶板各锥面至图纸尺寸；（5）工装不动，将压环、密封圈、蝶板重新按要求组装，然后在立车刀架上装磨头，对密封圈进行磨削处理，使其达到图纸设计粗糙度要求。

 

 

图6 蝶板组合件密封圈加工

 

 6、阀杆轴孔加工

    将蝶板组合件放入阀体内，调整好蝶板组合件与阀体的相对位置后，倒入皂化液，5分钟之内无渗漏，将蝶板组合件压紧，合镗阀体与蝶板的轴孔。

采用此工艺方法加工阀体密封圈与蝶板组合件密封圈，便于操作，工作效率高，能够很好的保证密封面的几何精度，其强度试验及密封试验均达了设计要求，具有良好的实用价值及推广价值。

 

三偏心金属硬密封蝶阀结构特点

1、硬密封蝶阀采用三偏心硬密封结构，阀座与蝶板几乎无磨损，具有越关越紧的密封功能。

2、密封圈选用不锈钢制作，具有金属硬密封和弹性密封的双重优点，无论在低温和高温的情况下，均具有优良的密封性能，具有耐腐蚀,使用寿命长等特点。

3、蝶板密封面采用堆焊钴基硬质合金，密封面耐磨损，使用寿命长。

4、大规格蝶板采用绗架结构，强度高，过流面积大，流阻小。

5、根据用户需求，硬密封蝶阀可以设计成具有双向密封功能，安装时不受介质流向的限制，也不受空间位置的影响，可在任何方向安装。

6、驱动装置可以多工位（旋转90°或180°）安装，便于用户使用。

 

三偏心金属硬密封蝶阀常见的问题：

 

一、由于多层软硬叠式密封圈固定在阀板上，当阀板常开状态时介质对其密封面形成正面冲刷，金属片夹层中的软密封带受冲刷后，直接影响密封性能。

 

二、受结构条件的限制该结构不适应做通径DN200以下阀门，原因是阀板整体结构太厚，流阻大。

 

三、因三偏心结构的原理，阀板的密封面与阀座之间的密封是靠传动装置的力矩使阀板压向阀座。正流状态时，介质压力越高密封挤压越紧。当流道介质逆流时随着介质压力的增大阀板与阀座之间的单位正压力小于介质压强时，密封开始泄漏。

       

    其特征在于：所述阀座密封圈由软性T形密封环两侧多层不锈钢片组成。

 

    阀板与阀座的密封面为斜圆锥结构，在阀板斜圆锥表面堆焊耐温、耐蚀合金材料；固定在调节环压板之间的弹簧与压板上调节螺栓装配一起的结构。这种结构有效地补偿了轴套与阀体之间的公差带及阀杆在介质压力下的弹性变形，解决了阀门在双向互换的介质输送过程中存在的密封问题。

 

采用软性T型两侧多层不锈钢片组成密封圈，具有金属硬密封和软密封的双重优点，无论在低温和高温情况下，均具有零渗漏的密封性能。试验证明池正流状态（介质流动方向与蝶板转动方向相同）时，密封面的压力是传动装置的力矩和介质压力对阀板的作用产生的。正向介质压力增大时阀板斜圆锥表面与阀座密封面挤压越紧，密封效果越好。

 

    当逆流状态时，阀板与阀座之间的密封靠驱动装置的力矩使阀板压向阀座。随着反向介质压力的增大，阀板与阀座之间的单位正压力小于介质压强时，调节环的弹簧在受载后所储存的变形能补偿阀板与阀座密封面的紧压力起到自动补偿作用。

       

    因此本实用新型不像现有的技术那样，在阀板上安装软硬多层密封圈，而是直接安装在阀体上，在压板和阀座中间增设调节环是十分理想的双向硬密封方式。它将可取代闸阀、及球形阀。