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蝶閥zui早以風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板形式應(yīng)用于煙道、煙囪、通風(fēng)或供氣等低壓系統(tǒng)1960年德國(guó)Karl在動(dòng)力學(xué)仿真中提出蝶閥同時(shí)具有切斷、調(diào)節(jié)和止回3種功能，并于1966年以“斜置錐形閥座密封系統(tǒng)”為名注冊(cè)了專利，這是蝶閥技術(shù)的一次重大進(jìn)展1967年在法蘭克福舉辦的“國(guó)際化工展覽(CHEMA)”上展出了新型的三偏心設(shè)計(jì)閥，這種新型蝶閥的密封性能大為提高，很快用于中、高壓系統(tǒng)。
20世紀(jì)80年代后，這種新型蝶閥被稱為“高性能蝶閥”并與成套設(shè)備一起引進(jìn)中國(guó)。高性能蝶閥的主要特點(diǎn)如下。
1、密封性能好，可以達(dá)到氣泡級(jí)密封，許多產(chǎn)品都標(biāo)明“零泄漏”。具有高防火性能，以及過(guò)火后的密封性能。
2、密封副之間的摩擦小，有些產(chǎn)品提出“無(wú)摩擦”、“無(wú)磨損”和高循環(huán)壽命。
3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)和檢修，其產(chǎn)品的零件可以現(xiàn)場(chǎng)更換。閥體高度和連接長(zhǎng)度比傳統(tǒng)閥門小得多，呈“緊湊設(shè)計(jì)”。
4、低開閉力矩。
正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)，使高性能蝶閥的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。據(jù)國(guó)外資料介紹，zui高壓力可達(dá) 400MPa，溫度為一96~950℃。蝶閥開閉時(shí)閥軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°，比截止閥和閘閥的多旋轉(zhuǎn)開閉力矩要大得多。因此使用蝸桿、氣動(dòng)、液壓和電動(dòng)等傳動(dòng)裝置操縱閥門。
按照三偏心設(shè)計(jì)，蝶板與閥座在開閉時(shí)理論上無(wú)摩擦。實(shí)際上由于蝶板和閥座的彈性變形，在其接觸和脫離的瞬間，存在著摩擦。與傳統(tǒng)的截止閥和閘閥相比，由于它是部分旋轉(zhuǎn)，接觸范圍小，摩擦和磨損程度也小。另外，高性能蝶閥在設(shè)計(jì)上還有兩個(gè)難點(diǎn)。
1、高密封性能和低開閉力矩的矛盾。要求密封性能好，就必須提高密封面比壓，這必然要增加摩擦力，使開閥力矩也相應(yīng)增大。由于存在著正流和逆流兩種不同的工作狀態(tài)，密封性能與開閉力矩之間呈現(xiàn)更復(fù)雜的關(guān)系。
2、正流和逆流的不同密封性能。以蝶板為界，介質(zhì)流動(dòng)方向的上游和下游情況不同。正流狀態(tài)，蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)方向與介質(zhì)流動(dòng)方向相同，上游密封條件較好，容易達(dá)到零泄漏。逆流狀態(tài)時(shí)介質(zhì)流動(dòng)方向與蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，上游密封條件不好，一般要求外部施加留駐力矩，才能保持密封面的比壓，要達(dá)到零泄漏比較閑難。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，蝶閥在正流狀態(tài)下，關(guān)閥容易開閥難。逆流狀態(tài)下，開容易關(guān)閥難。為解決這一矛盾，使蝶閥的上下游都能達(dá)到零泄漏，設(shè)計(jì)者采取了很多辦法。一般都要增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這就使閥門結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，結(jié)果是降低了可靠性，提高了成本。
Orbit 閥門公司 1988年推出一種對(duì)稱閥軸導(dǎo)向(Dual Stem Guide，簡(jiǎn)稱 DSG)技術(shù)的新型球閥，具有先脫開，再旋轉(zhuǎn)的技術(shù)特征，較好地解決了一般閥門密封性能良好而開關(guān)力矩過(guò)大的矛盾。這種技術(shù)把閥門的開關(guān)過(guò)程分解為“旋轉(zhuǎn)”和“壓緊”兩個(gè)步驟。關(guān)閉閥門時(shí)，閥瓣在完全脫離閥座的情況下旋轉(zhuǎn)，到達(dá)關(guān)閉位置后再將閥瓣壓向閥座，以達(dá)到完全的密封。開啟閥門時(shí)，閥瓣先脫離閥座，然后再旋轉(zhuǎn)到完全打開。該閥門的閥軸」有螺旋狀凹槽，借助固定螺釘?shù)膶?dǎo)向作用使閥瓣從開啟位置旋轉(zhuǎn)90°，再由閥軸末端的斜面施力，使閥瓣繞底部的耳軸擺動(dòng)，最終壓向閥座，達(dá)到密封。在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與閥座脫開，完全是無(wú)摩擦的。這種閥門適用于工作條件苛刻，如高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕等場(chǎng)合。在解決密封與力矩的矛盾方面，DSG技術(shù)是目前zui好的技術(shù)方案之一。按照改進(jìn)的對(duì)稱閥軸導(dǎo)向技術(shù)原，改進(jìn)后的蝶閥只有軸向偏心距，即“單偏心”。使用對(duì)稱閥軸導(dǎo)向技術(shù)保證蝶閥在正流和逆流時(shí)具有同樣的密封性能，同時(shí)又能降低閥門的開關(guān)力矩，改善蝶閥的操作性能，目前這還是個(gè)設(shè)想。只有在蝶閥設(shè)計(jì)普遍采用改進(jìn)的對(duì)稱閥軸導(dǎo)向(Advanced Dual Stem Guid，ADSG)技術(shù)，并達(dá)到同類型球閥的使用效果時(shí)，才能說(shuō)蝶閥技術(shù)又一次出現(xiàn)了新的進(jìn)展。
芬蘭NELES和美國(guó)JAMESBURY合并，成功研制了800系列雙向蝶閥，在上海建立耐萊斯·詹姆斯伯雷閥門有限公司進(jìn)行生產(chǎn)，其主要結(jié)構(gòu)是球形密封表面的雙偏心蝶板，配以單片撓性唇式密封座，號(hào)稱是雙向硬密封，但其閥座是滾壓而成的彎曲彈性不銹鋼片，彎曲彈性不銹鋼片閥座必須是彈性的，但不銹鋼片彈性有限，且容易失去彈性、易變形、不能堆焊高硬材料而不能稱之為硬密封，啟閉時(shí)完全靠閥板摩擦進(jìn)入或退出閥座，使用壽命很短，為保持其彈性時(shí)間更長(zhǎng)，全部用進(jìn)口鎳鉻系合金材料，成本增加較大。該公司后來(lái)改稱該閥門為800系列高性能蝶閥。
由于目前雙向流閥門存在的泄漏大、壽命低和抗水錘性能差等缺點(diǎn)，本課題所研究的雙向零泄漏大口徑電磁驅(qū)動(dòng)閥門是一種新型實(shí)體硬密封閥座的雙向流硬碰硬密封旋球閥.
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