三偏心控制蝶阀及其衍生型式

　　0 前 言

　　三偏心蝶阀在工业过程控制领域取代双偏心蝶阀的趋势日益明显，前者的主要优势在于：(1)密封原理更先进;(2)启闭动作更平稳;(3)密封效果改善且使用寿命延长。市场上相继出现了三偏心蝶阀的各种衍生型式，需要注意的是：其变异的意图不尽相同，所以并不是任何一种三偏心蝶阀型式都能适应某一特定的工况。笔者根据近年来在一些工况中的应用需求，对三偏心控制蝶阀各类型式的技术特点提出一些见解。

　　1 控制阀的型式对于过程控制的意义

　　我所近年来主要面向工业炉窑的控制系统，典型项目为浮法玻璃退火线。其温度场使用的控制蝶阀是保证玻璃产品工序及质量重要装备。以玻璃板以一定的速度通过一个1 0 0 m 左右的封闭长廊来实现。这个长廊内的温度在纵向以退火工艺规范要求的梯度平稳降低，横向等温，为一个预设的一次曲面温度场。这个温度场是由不同温控范围的吸、喷气控制点组成的阵列合成的，各个控制点的实际温度与预设温度的误差≤±1.5℃。控制途径是前端的热空气与常温空气混合，以调节品质优良的蝶阀和高精度的二次表不断调控两种温度气体的混合比例，达到各节点温度的动态稳定。任何一个节点的失控或超差，都有残留应力过大甚至造成裂板的可能。要求控制阀的突出的特点为：(1 )优良的流量调节品质;(2 )灵敏、可靠、准确的信号响应;(3 )高温介质下的良好工作性能;(4 )足够的高温使用寿命。此外，空间的占据也有一定限制。曾使用过的双偏心控制蝶阀因0 °到8 ～12°阀板密封面与阀座密封面处于弹性接触，而之后无接触，则行程中存在着驱动力矩的突变引起阀板运行的波动，这对于气动控制响应行程精度为0.8%～0.6%的要求，在小开度范围就根本不能满足。后改用三偏心蝶阀。可见，随着控制精度的提高，阀门结构型式的适应性的问题就将凸显，由于有了前面谈到的优越性，三偏心控制蝶阀的迅速发展是有根据、有前景的。

　　2 三偏心蝶阀的典型构造及原理

　　三偏心蝶阀的典型构造如图1 所示。

　　阀板以顺时针从0～90°开启时，蝶板的密封面会在开启的瞬间立即脱离阀座密封面，在其90～0°关闭时，只有在关闭的瞬间，其蝶板密封面才会接触并压紧阀座密封面。由于θ1和θ2和偏心距b 的存在，其密封副两密封面的比压，由外加于阀杆的驱动力矩产生，蝶板的质心有继续紧压的运动趋势。这不仅消除了常规偏心阀门中因弹性阀座弹性材料老化、冷流、弹性失效等因素造成的密封副两密封面之间的密封比压降低和消失，而且可以通过外加驱动力矩的改变或控制行程的设置，实现对其密封比压的调整，使控制阀长期保持良好的工作状态。