概述
目前, 广泛应用于市政、石油、化工、轻工等给排水工业领域中蝶阀的种类很多, 有中心线型、有单偏心、双偏心、甚至还有三偏心, 但它们都有一个共同的特点: 通常都有阀盖, 而且由于蝶板是铸铁件, 长期暴露于空气、水等介质中, 腐蚀严重, 污染环境, 同时阀门所采用的阀杆是贯穿整个蝶板, 流通面积小, 扭矩偏大, 加之阀门中的零件较多, 造成维修困难。“M”型蝶阀是新型*阀门, 它*克服了现有蝶阀行业的一些技术性不足, 综合提高了阀门的使用性能。
二、结构及工作原理
“M”型蝶阀结构简单, 它是一种单偏心软密封蝶阀, 设有上下两段式阀杆, 蝶板表面包有密封胶层, 在蝶板两端的密封面上设计成“M”形, 这样就使得蝶板与阀体之间形成了双密封, 在“M”形胶层之间会密封上一段空气, 这样密封效果会更好。
该阀主要由阀体、上下阀杆、全包胶阀板、内螺纹圆柱销等零件组成。其结构见图1。
开启阀门时, 用扳手逆时针缓缓转动主阀杆上部的方榫, 使蝶板与法兰面垂直, 关闭阀门时, 用扳手顺时针缓缓转动主阀杆上部的方榫, 使蝶板与法兰面平行。
三、装配方法
装配时, 用煤油清洗所有的部件, 先将蝶板移至阀体内, 在主、副阀杆表面涂上硅脂, 安装好挡圈2 和“O”形密封圈4 , 使之与蝶板的内孔相连接, 再用橡皮锤轻敲蝶板, 使之*嵌入阀体, 再配上内螺纹圆柱销5 , 待试水完成后, 在销的上端注入液态密封胶。
四、性能
“M”型蝶阀在蝶板两端的密封面上设计成“M”形（详见图1 中放大图） , 使之与阀体密封时, 形成了双重密封, 有效地解决了阀门启闭过程中密封面磨损的问题, 使用寿命长, 加之该阀采用上、下两段式阀杆, 单偏心结构, 增加了阀门的流通面积, 水头损失及操作扭矩要比同规格的普通蝶阀小。
蝶板整体包胶, 不污染水质, 又保护了蝶板, 特别适用于食品、饮料行业。阀杆与蝶板的连接采用了内螺纹圆柱销, 销的端面又灌以液态密封胶, 在实际使用中拆卸维修极为方便, 生产成本也较低。
五、设计计算
1.“M”型蝶阀的阀体zui小壁厚
采用ASME B16.34 附录中壁厚的计算公式进行计算。
2. 偏心式蝶阀阀杆力矩计算
采用下式, 力矩计算图如图2。
MD = MM + MT + Mj + Md （1）
式中 MD ———蝶阀阀杆力矩, 单位为N·mm;
MM ———密封面间摩擦力矩, 单位为N·mm。
qM ———密封面必需比压, 单位为MPa （查表或计算） ;
R ———蝶板密封半径, 单位为mm;
bM ———密封面的接触宽度, 单位为mm;
fM ———密封面间的摩擦因数（对于橡胶为018～110） ;
h ———阀杆与蝶板中心的偏心距, 单位为mm;
MT ———密封填料的摩擦力矩（由于阀杆采用“O”形圈密封可忽略不计） ;
Mj ———静水力矩, 单位为N·mm （查表或计算） ;
Md ———动水力矩, 单位为N·mm （查表或计算） 。
3. 蝶板的厚度计算（如图3）
b = 01054 D3 H （3）
式中b ———蝶板zui大厚度, 单位为mm;
D ———蝶阀流道直径, 单位为mm
（查表, 一般b/ D = 0115～0125 （图2） ;
H ———zui大静压水头（水击升压介质） , 单位为m。
H = 100 （ p +Δp） （4）
p ———设计压力（常取p = PN） , 单位为MPa。
Δp ———蝶阀快速关阀, 在管路中产生的水击升压值, 单位为MPa ;
v ———介质流速, （查表） 单位为m/ h ;
t ———蝶板从全开到全关所经历的时间（查表选择） , 单位为s。
4.断面的强度校核
（1） 蝶板A2A 断面的强度校核
式中σWA ———验证A2A 断面上的弯曲应力,单位为MPa ;
MA ———A2A 断面上的弯矩, 单位为N·mm;
MA = 01113 pD31 （7）
p———设计压力（常取p = PN） , 单位为MPa ;
D1 ———蝶板外径, 单位为mm。
WA ———A－A 断面的抗弯断面系数, 单位为mm3 ;
JA ———A－A 断面的惯性矩（查表或计算） 单位为mm4 ;
b ———蝶板zui大厚度, 单位为mm。
若A－A 断面的实际弯曲应力, 即
σWA < [σWA ] 则蝶板设计合理, [σWA ] 为材料许用弯曲应力。
（2） 蝶板B2B 断面的强度校核
由于阀门采用上下两段式阀杆支撑, 蝶板变形量很小, 故在这里不作赘述。
六、结束语
“M”形蝶阀设计的关键在于传动件上、下阀杆、阀体和蝶板的强度计算, 以及阀体、蝶板、阀杆、销等零件的合理选材和热处理。该阀是一种单偏心蝶阀, 扭矩小, 整个蝶板表面包有密封胶层, 密封性能好, 不污染环境, 拆卸维修非常方便。驱动方式有把手式、蜗轮式、电动式以及气动等, 是一种适应范围广泛的阀门。
