“M”型蝶閥的設(shè)計 
概述
　　目前, 廣泛應(yīng)用于市政、石油、化工、輕工等給排水工業(yè)領(lǐng)域中蝶閥的種類很多, 有中心線型、有單偏心、雙偏心、甚至還有三偏心, 但它們都有一個共同的特點: 通常都有閥蓋, 而且由于蝶板是鑄鐵件, 長期暴露于空氣、水等介質(zhì)中, {TodayHot}腐蝕嚴重, 污染環(huán)境, 同時閥門所采用的閥桿是貫穿整個蝶板, 流通面積小, 扭矩偏大, 加之閥門中的零件較多, 造成維修困難。“M”型蝶閥是新型*閥門, 它*克服了現(xiàn)有蝶閥行業(yè)的一些技術(shù)性不足, 綜合提高了閥門的使用性能。
　　結(jié)構(gòu)及工作原理
　　“M”型蝶閥結(jié)構(gòu)簡單, 它是一種單偏心軟密封蝶閥, 設(shè)有上下兩段式閥桿, 蝶板表面包有密封膠層, 在蝶板兩端的密封面上設(shè)計成“M”形, 這樣就使得蝶板與閥體之間形成了雙密封, 在“M”形膠層之間會密封上一段空氣, 這樣密封效果會更好。該閥主要由閥體、上下閥桿、全包膠閥板、內(nèi)螺紋圓柱銷等零件組成。其結(jié)構(gòu)見圖1。
　　開啟閥門時, 用扳手逆時針緩緩轉(zhuǎn)動主閥桿上部的方榫, 使蝶板與法蘭面垂直, 關(guān)閉閥門時, 用扳手順時針緩緩轉(zhuǎn)動主閥桿上部的方榫, 使蝶板與法蘭面平行。
　　裝配方法
　　裝配時, 用煤油清洗所有的部件, 先將蝶板移至閥體內(nèi), 在主、副閥桿{HotTag}表面涂上硅脂, 安裝好擋圈2 和“O”形密封圈4 , 使之與蝶板的內(nèi)孔相連接, 再用橡皮錘輕敲蝶板, 使之*嵌入閥體, 再配上內(nèi)螺紋圓柱銷5 , 待試水完成后, 在銷的上端注入液態(tài)密封膠。


四、性能
　　“M”型蝶閥在蝶板兩端的密封面上設(shè)計成“M”形（詳見圖1 中放大圖） , 使之與閥體密封時, 形成了雙重密封, 有效地解決了閥門啟閉過程中密封面磨損的問題, 使用壽命長, 加之該閥采用上、下兩段式閥桿, 單偏心結(jié)構(gòu), 增加了閥門的流通面積, 水頭損失及操作扭矩要比同規(guī)格的普通蝶閥小。
　　蝶板整體包膠, 不污染水質(zhì), 又保護了蝶板, 特別適用于食品、飲料行業(yè)。閥桿與蝶板的連接采用了內(nèi)螺紋圓柱銷, 銷的端面又灌以液態(tài)密封膠, 在實際使用中拆卸維修極為方便, 生產(chǎn)成本也較低。
　　設(shè)計計算
　　1.“M”型蝶閥的閥體zui小壁厚
　　采用ASME B16.34 附錄中壁厚的計算公式進行計算。
　　2. 偏心式蝶閥閥桿力矩計算
　　采用下式, 力矩計算圖如圖2。
　　　　　MD = MM + MT + Mj + Md （1）
　　式中　MD ———蝶閥閥桿力矩, 單位為N·mm;
　　　　　MM ———密封面間摩擦力矩, 單位為N·mm。


    qM ———密封面必需比壓, 單位為MPa （查表或計算） ;
　　R ———蝶板密封半徑, 單位為mm;
　　bM ———密封面的接觸寬度, 單位為mm;
　　fM ———密封面間的摩擦因數(shù)（對于橡膠為018～110） ;
　　h ———閥桿與蝶板中心的偏心距, 單位為mm;
　　MT ———密封填料的摩擦力矩（由于閥桿采用“O”形圈密封可忽略不計） ;
　　Mj ———靜水力矩, 單位為N·mm （查表或計算） ;
　　Md ———動水力矩, 單位為N·mm （查表或計算） 。
　　3. 蝶板的厚度計算（如圖3）
　　　　　b = 01054 D3 H （3）
　　式中b ———蝶板zui大厚度, 單位為mm;
　　　　D ———蝶閥流道直徑, 單位為mm
　　　（查表, 一般b/ D = 0115～0125 （圖2） ;
　　　　H ———zui大靜壓水頭（水擊升壓介質(zhì)） , 單位為m。
　　　　H = 100 （ p +Δp） （4）
　　　　p ———設(shè)計壓力（常取p = PN） , 單位為MPa。

             
    Δp ———蝶閥快速關(guān)閥, 在管路中產(chǎn)生的水擊升壓值, 單位為MPa ;
        v ———介質(zhì)流速, （查表） 單位為m/ h ;
　　    t ———蝶板從全開到全關(guān)所經(jīng)歷的時間（查表選擇） , 單位為s。
　　4.斷面的強度校核
　　（1） 蝶板A2A 斷面的強度校核


    式中σWA ———驗證A2A 斷面上的彎曲應(yīng)力,單位為MPa ;
　　　　　MA ———A2A 斷面上的彎矩, 單位為N·mm;
　　　　　　　　MA = 01113 pD31 （7）
　　　　　p———設(shè)計壓力（常取p = PN） , 單位為MPa ;
　　　　　D1 ———蝶板外徑, 單位為mm。。
　　      WA ———A－A 斷面的抗彎斷面系數(shù), 單位為mm3 ;
　　      JA ———A－A 斷面的慣性矩（查表或計算） 單位為mm4 ;
　　      b ———蝶板zui大厚度, 單位為mm。
　　若A－A 斷面的實際彎曲應(yīng)力, 即
　　σWA < [σWA ] 則蝶板設(shè)計合理, [σWA ] 為材料許用彎曲應(yīng)力。
　　（2） 蝶板B2B 斷面的強度校核
　　由于閥門采用上下兩段式閥桿支撐, 蝶板變形量很小, 故在這里不作贅述。
　　結(jié)束語
　　“M”形蝶閥設(shè)計的關(guān)鍵在于傳動件上、下閥桿、閥體和蝶板的強度計算, 以及閥體、蝶板、閥桿、銷等零件的合理選材和熱處理。該閥是一種單偏心蝶閥, 扭矩小, 整個蝶板表面包有密封膠層, 密封性能好, 不污染環(huán)境, 拆卸維修非常方便。驅(qū)動方式有把手式、蝸輪式、電動式以及氣動等, 是一種適應(yīng)范圍廣泛的閥門。