1　前言
    近幾年來，跟著現代工業的成長，蝶閥的使用已年夜低壓供水擴展到溫度高于538℃，低到-184℃的介質，壓力也年夜低到高，普遍用于空分、化工、冶金、污水措置等規模。而且口徑越來越年夜，機能要求更高，使用壽命要求更長。當前，國內外出產的蝶閥年夜年夜都為橡膠密封和塑僚縵丬封，輕易磨損和老化，達不到設備持續運行周期。以空分為例，當今以深冷分手事理為主的空分設備，其流程都采用分子篩預凈化流程，工作壓力為0.5～0.9MPa，介質溫度的轉變規模在10～200℃，其切換閥使用溫差年夜，口徑年夜，切換頻仍，閥門橡膠密封圈輕易磨損和老化，而且改換也斗勁堅苦。針對這些情形，我公司開發研制了連桿增力式金屬平面密封氣動蝶閥系列。這種新型蝶閥已獲得國家適用型專利(專利號為：ZL 97 2 24037.3)。
    2　金屬平面密封氣動蝶閥的特點
    (1)采用杠桿式啟閉結構，使命封副間相對滑動很小，減小相對磨損。
    (2)執行機組成用連桿增力機構。這種機構在蝶閥處于封鎖狀況時，驅動裝配能輸出最年夜扭矩，且具有自鎖機能，工作平安靠得住。
    (3)采用金屬平面密封結構，具有很強的耐侵蝕性和耐磨性，合用于高溫情形，使用壽命長。
    (4)關頭部件進行了優化設計，使總的閥門啟閉次數可以達到1×106次以上。
    (5)該閥的節制系統采用非接觸式電磁舌簧開關，不受情形前提限制，而且旌旗燈號活絡，切確性高，可以實現遠程遙控，氣動節制和自動節制，與設備配套時也可以實現無人操作。
    3　結構及工作事理
    3.1　杠桿式啟閉結構
    杠桿式啟閉結構如圖1所示。當蝶閥封鎖時，主軸與杠桿用錐銷緊固，繞O點按逆時針扭轉，杠桿用帶孔銷帶動蝶板AB，由壓縮彈簧敦促蝶板固定在杠桿的支點N上，隨主軸杠桿的動彈而動彈。當蝶板上端B與閥體密封面全數接觸而達到密封。開啟過程正好相反。在啟閉過程中，密封副間相對滑動很小，減小相對磨損。在封鎖狀況為軸向壓力密封，改變傳統的外力擠壓密封。
    3.2　連桿增力式執行機構
    連桿增力式執行機構如圖2所示，活塞在氣源壓力的浸染下向右移動，活塞桿帶動力臂于箱體內滑動，連桿牽晃悠桿順時針動彈，輸出扭矩。而連桿與搖桿長度(h)不異，均等于箱體槽心至輸出中心的距離。箱體槽壁承受側向推力F，分力P牽晃悠桿動彈，按照力的剖析可良知
    P=Q/cosα　　α=sin-1(1-sinβ)
    M扭=Phcos(90-α-β)=Qhsin(α+β)/cos(α+β)
    由上式可知，β角減小，α角增年夜，M扭值隨之增添。當β=0°、α=90°時(蝶閥處于封鎖狀況)，驅動裝配輸出最年夜扭矩，而在啟閉過程中的扭矩較小。此特征在曲線上剛好包容了蝶閥操作扭矩曲線，知足蝶閥在封鎖或開啟狀況時所需的密封力矩。
    3.3　平面密封結構
   氣動蝶閥密封副一般采用球面密封，密封壓力是徑向擠壓浸染力，其密封過盈量不能肆意調整，密封機能取決于密封材料的過盈量，是以，設計中選擇密封材料及其過盈量就顯得十分主要。在工作中，出格是在分子篩預凈化流程中，切換閥工作在10～200℃規模內，采用橡膠密封圈時，橡膠的線性膨脹系數很年夜，受溫度轉變影響年夜，過盈量很難切確確定。如不美觀過盈量年夜，不單增年夜摩擦力，而且時常呈現“啃邊”和“翻舌”現象，使命封失蹤效，過盈量小則呈現泄露。即使過盈量選擇合理，而這種閥門切換頻仍，經由一段時刻運行后還會因磨損而失蹤效。假如采用非橡膠密封材料，據今朝資料所知，它們的彈性變形很小，徑向密封過盈很難節制，制造相當復雜，成本很高。同時對橡膠密封材料來說，溫度的不竭轉變，使橡膠密封圈因溫度委靡破損而造成過早老化，對于年夜型空分設備配備的年夜口徑氣動蝶閥，改換密封圈就十分困難。
    新型密封氣動蝶閥則采用金屬平面密封結構，閥瓣作為非易損件采用不銹鋼堆焊硬質合金，閥座密封環采用銅基合金或不銹鋼堆焊代鈷合金，它們具有很強的耐侵蝕和耐磨性，使用溫度規模年夜，在-40～300℃之間可以持久使用，是以，使用壽命比橡膠密封年夜得多。
    因為閥板的舉念頭組成用杠桿形式，當閥板封鎖后，閥板與閥座成為平面接觸密封，厥后杠桿相當于凸輪機構，如不美觀主軸繼續扭轉，那么閥板向前繼續平移達到力的平衡，有工作介質壓力時，還能實現自密封，保證了密封靠得住性。當整個密封面磨損后，還具有自動抵償密封磨損量的特征，年夜而延遲了使用壽命。
    因為該閥門采用合理的結構，其使用機能比國內其它閥門好，已經能夠庖代國外同類產物。
    4　試驗結不美觀及應用情形
    我公司于1997年4月首先研制成功PN1.0MPa DN300氣動蝶閥，并進行了機能指標試驗和模擬現場工況試驗，結不美觀如下：
    4.1　機能指標試驗
    氣源壓力：0.4MPa；管道壓力：0.95MPa；介質溫度：常溫；開啟次數：1500次(要求1000次/a)；動作啟閉時刻：10s。
    4.2　模擬現場工況試驗
    氣源壓力：0.4MPa；管道壓力：0.7MPa；介質溫度：150℃；開啟次數：8000次(要求1000次/a)；動作啟閉時刻：10s；泄露量：8000次試運行后，作氣密性試驗其泄露量為零。
    經由試驗后，對各個部件進行搜檢，主密封面無磨損痕跡，執行機構的行為部件及閥內行為部件無缺無損，且整體動作矯捷，運行靠得住。今朝，這種閥門已經系列化，可以與年夜中小型空分設備配套使用。
    此后，我們又開發出PN1.0MPa　DN400蝶閥，機能精采，深受用戶好評。
    為了順應小型高純氮設備流程需要，我們又組織開發了PN1.6MPa　DN150和DN200蝶閥，也被用戶選用。
    針對我公司又組織開發了PN1.0MPa　DN500和DN600蝶閥，至今運行精采，獲得用戶的依靠。比來，魯南化工場1.6萬空分設備所配套DN500　DN600閥門也將起頭運行。它的成功應用標識表記標幟著高壓力、年夜口徑的金屬硬密封蝶閥持久依靠進口的歷史已經竣事，同時也填補了國內年夜口徑金屬硬密封蝶閥的應用空白。
    經由過程現實應用，各項設計指標均達到要求，知足空分設備工藝流程的要求，該產物已經供給用戶使用。今朝，我公司這種閥門主若是為空分設備配套，已經出產DN200～DN600分歧規格閥門100多臺，供給國內市場，此外還出口到印尼20多臺也在運行傍邊。
    金屬平面密封氣動蝶閥不僅合用于空分行業，也合用于化工、冶金、污水措置、煤氣、石油及其它天燃氣管道輸送行業。尤其是天燃氣輸送管道所用閥門為年夜口徑蝶閥，采用這種氣動閥門既能知足密封機能的要求，又能防火保證輸送的平安性，而且中心維修少，價錢低，是最理想的配套產物。由此可見，金屬平面密封氣動蝶閥此后必將庖代國內外同類產物，成為市場主導產物，具有寬敞寬年夜曠達的成長前景