蝶閥是一種四分之一圈轉旋閥,早在18世紀就被發明并用于原型蒸汽機。20世紀50年代,蝶閥在石油和天然氣市場上的應用有所增加,70年代后,蝶閥繼續廣泛應用于工業中。
蝶閥可與手柄、手輪、氣動或液壓驅動裝置組裝。蝶閥在許多應用中都很受歡迎,因為與其他類型的閥門相比,蝶閥維護成本低,操作速度快,重量輕。大多數蝶閥采用相同的基本配置,包括閥體、閥桿、閥瓣、閥座和閥桿密封;然而,不同類型蝶閥的其他部件可能有所不同,例如彈性閥座、內襯、單偏心、雙偏心和三偏心。這些類型因閥瓣、閥桿、閥座的幾何形狀和閥座設計的材料而有所不同。
與球閥、止回閥、截止閥或閘閥等其他閥門相比,選擇蝶閥的一個關鍵優勢是減少了系統的占用空間和重量。與閘閥相比,蝶閥的安裝從尺寸和重量上來說不那么困難,并且與球閥相比,更換或維修的成本通常更低。但是蝶閥的應用也有明顯的局限性,使其不適用于某些應用中的流量控制。與截止閥相比,它們具有有限的壓降能力,具有更大的潛在氣蝕或閃蒸的可能性。
彈性閥座閥門與管道同心,閥瓣固定在閥門中心。這種類型的閥門是位置固定的,具有連續的閥瓣與閥座。額定值通常為冷工作壓力,而非標準額定值。彈性閥座閥門通常設計為低于ASME壓力等級額定值,因此對于低壓應用更具成本效益。閥桿密封由一級密封(閥座平面至閥瓣轂)、二級密封(閥桿直徑大于閥座孔)和三級密封(上閥桿密封)組成。
典型的閥體材料包括球墨鑄鐵、鑄鐵、碳鋼、鋁、不銹鋼和鋁青銅。常用的閥座材料包括EPDM、丁腈橡膠、PTFE、天然橡膠等。彈性閥座蝶閥主要用于隔離和控制應用,包括暖通空調、化工和石化、食品和飲料、發電、水和廢水、石油和天然氣、采礦和干散貨處理等。

D371F-10/16Q襯氟對夾蝶閥
內襯蝶閥也與管道同心,設計用于惡劣的化學介質:這些聚合物內襯產品在含酸量較高的介質中使用壽命更長。包括PTFE襯里和PFA襯里閥門,均用于石化、食品和飲料行業中的腐蝕性介質。襯里之間的主要區別之一是,在蒸汽機原型中,PFA襯里與PTFE襯里相比,隨著使用時間的增加,PFA襯里可以保持更好的柔性。PTFE襯里蝶閥通常用于水、鹽水、紙漿和弱酸應用。閥瓣材料也可以根據應用而有所不同,有不銹鋼或者是襯有PTFE、PFA和UHMWPE(超高分子量聚乙烯)的不銹鋼。

SD342X-10Q雙偏心伸縮蝶閥
雙偏心蝶閥有兩個偏心設計:閥桿的個偏心偏離閥瓣座面中心或位于閥瓣座面的后面,然后是第二個偏心,使閥桿偏離管道中心線。這種雙重偏心產生了凸輪作用,將閥瓣從閥座上移開而不是越過閥座,從而減少了同心和單偏心中的閥瓣與閥座之間的摩擦。
與同心設計相比,雙偏置通常用于隔離和控制應用,以及使用期限更長的應用。大多數應用的溫度和壓力都高于彈性閥座閥。閥座設計用于在閥瓣處于關閉位置時向閥瓣提供反作用力(接觸應力)。這種接觸應力產生了與閥盤邊緣的密封。這些設計可以是壓力相關的,而其他設計使用由閥座激勵器提供的過盈配合。常見的閥體材料包括碳鋼、不銹鋼和鋁青銅。常見的閥座材料包括PTFE、增強PTFE、TFM、UHMWPE和因科鎳合金。
特定應用的其他座椅設計還可以包括全金屬座椅和防火座椅(軟座椅和金屬座椅)。金屬閥座設計可在臟環境、磨料環境以及高溫和臟環境下的控制應用中承受高達482℃的高溫能力。防火閥座設計用于有火災風險的服務中,使用軟閥座材料進行隔離,同時在發生火災時仍為閥盤提供恒定的金屬對金屬備用密封。這些應用中閥門設計的目的是提供隔離,防止火焰蔓延。
雙偏心設計可配置用于低溫應用;它們于工業氣體應用,如氬氣、氦氣、氫氣、氮氣和氧氣。材料的選擇基于服務,重點是工藝溫度下壓力邊界材料的韌性和沖擊強度。這些應用的標準包括嚴格的材料規范,以及閥門在使用過程中的安全和操作清潔要求。

D343H-16C三偏心蝶閥
三偏心蝶閥與雙偏心蝶閥的和第二偏心是相同的,并包括額外的第三偏心,即閥座表面使用傾斜錐形表面。該第三偏移使得密封元件(密封環)僅在最終關閉程度時接合閥座表面(并且在打開時立即與閥座分離),從而導致密封部件之間沒有摩擦。該閥類型為扭矩座式,這意味著施加扭矩以加載密封元件并提供關閉性能。密封圈可以是金屬和石墨的層壓層,也可以是實心金屬板,兩者都可以現場更換。閥座可以用螺栓固定(現場可更換)或與閥體成一體。由于金屬對金屬的密封,這種設計可以在-195℃到815℃的寬溫度范圍內使用,并具有不同的配置。
常見的閥體材料包括碳鋼、不銹鋼和鋁青銅,而常見的閥座材料包括316不銹鋼硬面、鎳鋁青銅、鎢鉻鈷合金和雙相不銹鋼。常見的密封材料包括層壓雙相不銹鋼、蒙乃爾合金、XM-19或鉻鎳鐵合金金屬層,以及石墨或PTFE,實心金屬選項包括雙相不銹鋼,鉻鎳鐵合金或XM-19。三偏心蝶閥的主要應用包括蒸汽分配、石化產品、罐區、終端和開關。
三重補償閥配置用于低溫應用,允許溫度低至-251℃;它被用于液化天然氣、液氫和液氧等領域。加長閥蓋可使閥桿填料免受低溫的影響。
高達815℃的高溫設計使用實心密封圈和閥蓋,以將熱量傳遞到填料和驅動裝置。這種設計主要用于渦輪機、熔鹽和熱空氣應用。
蝶閥有多種端接類型,包括對夾(無法蘭)、凸耳、法蘭和對焊。這些聯系類型中有的便于維護,有的適合于終端服務,有的設計與其他設計相比重量更輕、成本更低。
閥門設計為安裝在法蘭之間,與管道直徑相關的面對面尺寸較短。這些閥門不能用于死端服務,在停機維護時需要額外的隔離閥。對夾式比凸耳式更輕、更便宜,通常用于低壓應用。
閥門設計為使用擰入閥體凸耳中的緊固件將其螺栓連接到一個或兩個法蘭上,其面對面尺寸與管道直徑相關。根據閥座設計,這些閥門也可用于死端應用,但可能會降低額定值,并且可能比對夾式更重。

D341X-10/16Q蝸輪法蘭蝶閥
閥門在閥體兩端設計有法蘭,用螺栓或螺柱和螺母將閥門固定在管道上的配對法蘭上。它們可用于終端服務;然而,某些閥門類型可能會降級。
閥門的每一面都設計有斜面(焊接準備),以匹配管道的厚度和斜面。兩端與管道對接并焊接,用于不常見拆卸的應用場合,或法蘭螺栓之間可能存在泄漏路徑。
許多類型的制動器可以控制蝶閥的打開和關閉。執行機構提供維修期間正確打開和關閉閥門所需的扭矩。有以下類型的執行機構:
操作是的驅動形式。它使用輪子或杠桿控制閥桿和閥瓣的位置。手動操作器也非常便宜,通常用于扭矩要求較低的較小尺寸的閥門。這些特別適用于沒有動力操作閥門的應用。手動操作器的速度有些慢,因此不會在緊急關閉應用中使用。

D971X-10/16Q電動對夾蝶閥
致動器包含一個齒輪箱,可以調節電機速度,提高或降低扭矩。電動執行器易于維護,安裝相對簡單,并且在操作過程中相當安靜。閥門的位置基于電壓或電流信號輸入,并可包含限位開關,在關閉或打開時停止致動器。在有穩定電源的地方使用電動執行器。
包含從壓縮空氣的入口和出口操作的腔室內的彈簧。這些類型的氣動執行機構可以是單動或雙動的,設計緊湊,相對便宜且重量輕。它們具有更快的反應時間,允許在節流服務中使用;他們需要外部壓縮空氣供應。
止回閥軛執行器可使用壓縮空氣或液壓油進行操作。它們由一個空心氣缸中的曲柄和活塞組成。壓力施加到一側,產生的力使活塞線性移動,從而旋轉閥桿和閥盤。這些致動器可以設計成帶有模塊,以便通過僅移除致動器的一部分而不是整個組件來方便維護。止轉閥軛比齒條和小齒輪更大,成本也更高,但對于較大尺寸的閥門,輸出扭矩要高得多。止轉閥軛還可與控制附件配對,用于快速動作或軟關閉應用。
使用流體提供的液壓力來控制閥盤和閥桿的位置。它們有單作用或雙作用。在沒有流體壓力的情況下,單作用工作,將閥門保持在關閉位置;隨著壓力的增加,流體將活塞推向閥門打開。雙作用式液壓泵包含一個液壓泵,可改變流體的方向以打開和關閉閥門。這些致動器用于需要大扭矩操作的非常大或重型閥門;它們也可以與螺線管一起使用,以更好地控制位置。
蝶閥有許多規定設計標準的國家和國際標準,如壁厚、面對面長度、安裝模式、法蘭鉆孔、無組織排放等。以下是許多類型蝶閥設計的一些通用標準。
蝶閥基于其重量、占地面積和成本效益提供了的價值主張。它們提供了多種選擇,包括閥座材料、密封設計以及溫度和壓力額定值范圍。蝶閥是僅次于球閥和閘閥的閥門市場之一。與線性閥相比,基于自動化的靈活性、更低的扭矩和更高的無組織排放性能,它們繼續增長。
蝶閥設計制造規范:【GB/T 12238-89】、【JB/T12221-89】《通用閥門法蘭和對夾連接蝶閥》;
蝶閥結構長度標準:【GB/T 12221-89】《法蘭連接閥門的結構長度》;
蝶閥法蘭連接尺寸標準:【GB/T 4216.4-4216.5-84】《灰鑄鐵法蘭及墊片》,【GB/T 9113-2000】、【GB/T 17241.6-1998】《鑄鋼法蘭設計標準》;
蝶閥壓力溫度等級標準:【GB/T 12224】;
蝶閥閥門試驗與檢驗標準:【GB/T 13927-92】《通用閥門壓力試驗與檢驗》。
信號蝶閥結構長度標準:【GB/T 12221-89】;
信號蝶閥結構長度標準:【GB/T 9113.3-88】、【GB/T 4216.5-84】;
信號蝶閥壓力溫度等級標準:【GB/T 13927-92】、【JB/T 8527-97】。