偏心蝶閥結(jié)構(gòu)見圖 1,主要由閥體、蝶板、閥桿和填料組成。圖 1 中 L 為閥桿回轉(zhuǎn)中心與閥體密封面的偏心距離(mm)。偏心蝶閥在介質(zhì)正向流動(dòng)實(shí)現(xiàn)密封功能時(shí),閥桿扭矩在蝶板密封面施加的必需密封力為 FMF(N)。但由于介質(zhì)力 FMJ(N)的作用,使密封面的實(shí)際密封力增大到 FMZZ,此時(shí),密封面的實(shí)際密封力 FMZZ 為必需密封力 FMF和介質(zhì)力 FMJ 之和,即:
FMZZ=FMF+FMJ (1)
其中:FMF=qMFA
式中,qMF 為為密封面必需密封比壓,MPa;A 為密封面受壓面積,mm2。
FMZZ 在密封面形成的密封比壓由下式計(jì)算:
qz=FMZZ/A>qMF (2)
式中,qz 為密封面正向密封比壓,MPa。
偏心蝶閥受反向介質(zhì)力作用時(shí),在同樣的閥桿扭矩和介質(zhì)力作用下,密封力為:
FMZF=FMF-FMJ (3)
式中,F(xiàn)MZF 為密封面的反向密封力,N。
FMZF 在密封面形成的密封比壓由下式計(jì)算:
qF=FMZF/A
式中,qF 為密封面反向密封比壓,MPa。
分析式(2)和式(4)可知,偏心蝶閥在正向介質(zhì)力作用時(shí),密封面的密封力 FMZZ 是閥桿作用力和正向介質(zhì)力作用之和,介質(zhì)正向流動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)密封。介質(zhì)在反向流動(dòng)時(shí),由于介質(zhì)力的作用,密封力減小,反向密封比壓 qF 小于正向密封比壓 qZ,且 qZ
必需密封力 FMF 是由閥桿施加在蝶板密封面上的作用力,正向密封時(shí)閥桿施加在蝶板密封面上的作用力是必需密封力。若使介質(zhì)反向流動(dòng)時(shí)能夠保證密封,即 qF≥qMF,則:
FMZF=FMF+FMJ-FMJ=FMF (5)
由此可知,反向密封時(shí)閥桿施加在蝶板密封面上的作用力為必需密封力與介質(zhì)力之和,反向密封時(shí)閥桿施加在蝶板密封面上的作用力大于正向密封時(shí)閥桿作用力。
1.2 閥桿彎曲變形對(duì)密封影響的分析
由于反向密封時(shí)閥桿施加在蝶板密封面上的作用力大于正向密封時(shí)閥桿作用力,因此,僅對(duì)介質(zhì)反向流動(dòng)時(shí)閥桿彎曲變形對(duì)偏心蝶閥的密封影響進(jìn)行分析。介質(zhì)反向流動(dòng),閥桿在克服密封面作用力的同時(shí),還要克服介質(zhì)力對(duì)閥桿的正壓力。將閥桿受力簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁,見圖 2。圖 2 中 A、B 兩點(diǎn)為閥體對(duì)閥桿的支點(diǎn),C、D 兩點(diǎn)是閥桿的受力點(diǎn),作用力為 FFGF/2(FFGF 為蝶板密封面力和介質(zhì)力對(duì)閥桿的作用力,N),根據(jù)力的平衡原理有:
FFGF=FMF+2FMJ (6)
FFGF 對(duì)閥桿產(chǎn)生的彎曲變形量為:
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