工作原理

（一）基本控制原理

蝶閥的核心控制原理基于蝶板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。蝶板是蝶閥的關(guān)鍵部件，它安裝在閥桿上，通過閥桿的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)蝶板繞著自身的軸線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)�板處于與管道軸線平行的位置時(shí)，閥門處于全開狀態(tài)，此時(shí)流體可以地通過閥門，實(shí)現(xiàn)管道系統(tǒng)的正常輸送功能；當(dāng)需要關(guān)閉閥門時(shí)，通過外部驅(qū)動(dòng)裝置（如手動(dòng)操作手柄、電動(dòng)執(zhí)行器、氣動(dòng)執(zhí)行器等）使閥桿旋轉(zhuǎn)，閥桿帶動(dòng)蝶板旋轉(zhuǎn) 90 度，蝶板與管道軸線垂直，此時(shí)閥門處于全關(guān)狀態(tài)，流體被截?cái)�，從而�?shí)現(xiàn)對(duì)管道系統(tǒng)的停止輸送或隔離控制。這種通過蝶板旋轉(zhuǎn)來控制流體通斷的工作方式，使得蝶閥能夠快速、準(zhǔn)確地響應(yīng)各種流體控制需求，在工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。

（二）密封原理

閥座密封：閥座是實(shí)現(xiàn)蝶閥密封性能的關(guān)鍵部件之一。閥座通常采用具有良好彈性和耐磨性的材料制成，如橡膠、聚四氟乙烯（PTFE）、金屬等。在閥門關(guān)閉狀態(tài)下，蝶板在閥桿的扭矩作用下，緊密壓靠在閥座上，形成密封接觸線，阻止流體的泄漏。閥座與蝶板之間的密封性能取決于密封面的平整度、光潔度以及密封材料的性能。為了提高密封性能，閥座和蝶板的密封面通常需要進(jìn)行精密加工，使其表面粗糙度達(dá)到微米級(jí)，同時(shí)，選擇合適的密封材料，以確保在各種工況下都能保持良好的密封性能。例如，在輸送腐蝕性介質(zhì)的管道系統(tǒng)中，通常采用耐腐蝕的橡膠或 PTFE 閥座；在高溫、高壓的工況下，則采用金屬閥座，并通過特殊的密封結(jié)構(gòu)和表面處理工藝來提高密封性能。

閥體與閥蓋密封：除了閥座密封外，閥體與閥蓋之間的密封也是保證蝶閥密封性能的重要環(huán)節(jié)。閥體與閥蓋之間通常采用墊片密封的方式，墊片材料一般選用金屬纏繞墊片、石墨墊片、橡膠墊片等。在安裝過程中，通過擰緊連接螺栓，使墊片受到一定的壓縮力，從而在閥體與閥蓋之間形成密封屏障，防止流體從連接處泄漏。墊片的選擇和安裝質(zhì)量對(duì)閥門的密封性能有著直接的影響，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作。例如，在高溫、高壓的工況下，應(yīng)選擇耐高溫、高壓的金屬纏繞墊片或石墨墊片，并確保墊片的安裝位置正確、壓縮均勻，以保證良好的密封性能。

三、結(jié)構(gòu)組成

（一）閥體

材質(zhì)與制造工藝：閥體是蝶閥的主體結(jié)構(gòu)，它承受著管道系統(tǒng)中的流體壓力和外部載荷。閥體的材質(zhì)通常根據(jù)工作介質(zhì)的性質(zhì)、溫度、壓力等因素進(jìn)行選擇，常見的材質(zhì)有鑄鐵、碳鋼、不銹鋼、合金鋼、銅合金、塑料等。鑄鐵閥體具有成本低、鑄造性能好的特點(diǎn)，適用于一般的工業(yè)場(chǎng)合和低壓管道系統(tǒng)；碳鋼閥體具有較高的強(qiáng)度和韌性，適用于中壓和高壓管道系統(tǒng)；不銹鋼閥體具有良好的耐腐蝕性，適用于輸送腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)合；合金鋼閥體則具有更高的強(qiáng)度和耐溫性能，適用于高溫、高壓、高腐蝕的工況；銅合金閥體常用于輸送飲用水、海水等介質(zhì)的場(chǎng)合，具有良好的耐腐蝕性和衛(wèi)生性能；塑料閥體則具有重量輕、耐腐蝕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于一些低壓、腐蝕性較強(qiáng)的場(chǎng)合。

閥體的制造工藝主要有鑄造、鍛造和焊接等。鑄造工藝是將熔融的金屬材料注入模具型腔中，冷卻凝固后形成閥體的形狀。鑄造工藝具有生產(chǎn)效率高、成本低、能夠制造復(fù)雜形狀的閥體等優(yōu)點(diǎn)，但鑄造閥體的內(nèi)部質(zhì)量可能存在一些缺陷，如氣孔、砂眼等，需要通過后續(xù)的加工和檢驗(yàn)來保證質(zhì)量。鍛造工藝是通過對(duì)金屬坯料進(jìn)行壓力加工，使其產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需的閥體形狀和性能。鍛造閥體具有內(nèi)部組織致密、強(qiáng)度高、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，但鍛造工藝的成本較高，生產(chǎn)效率相對(duì)較低。焊接工藝是將多個(gè)零部件通過焊接的方式連接在一起，形成完整的閥體。焊接工藝適用于制造大型、復(fù)雜形狀的閥體，具有靈活性高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，但焊接質(zhì)量對(duì)閥體的性能有著重要的影響，需要嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)和質(zhì)量檢驗(yàn)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：閥體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮到流體的流動(dòng)特性、密封性能、安裝維護(hù)的便利性等因素。常見的閥體結(jié)構(gòu)形式有對(duì)夾式、法蘭式、凸耳式等。對(duì)夾式閥體結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，安裝時(shí)需要兩片法蘭將閥體夾在中間，通過螺栓連接，適用于空間有限的場(chǎng)合；法蘭式閥體兩端帶有法蘭，與管道連接時(shí)直接通過螺栓將法蘭連接在一起，安裝方便，適用于各種管道系統(tǒng)；凸耳式閥體在閥體兩側(cè)帶有凸耳，通過螺栓穿過凸耳將閥門與管道連接，安裝和拆卸較為方便，且在安裝過程中可以調(diào)整閥門的位置。此外，閥體的進(jìn)出口通常采用圓形或橢圓形設(shè)計(jì)，以減少流體的流動(dòng)阻力。

（二）蝶板

材質(zhì)與加工工藝：蝶板是蝶閥的核心部件，它直接與流體接觸并控制流體的通斷。蝶板的材質(zhì)需要具備良好的耐磨性、耐腐蝕性、強(qiáng)度和硬度等性能。常見的蝶板材質(zhì)有不銹鋼、合金鋼、銅合金、鋁合金等。不銹鋼蝶板具有良好的耐腐蝕性和耐磨性，適用于輸送各種腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)合；合金鋼蝶板則具有更高的強(qiáng)度和硬度，適用于高溫、高壓、高磨損的工況；銅合金蝶板常用于輸送飲用水、海水等介質(zhì)的場(chǎng)合，具有良好的耐腐蝕性和衛(wèi)生性能；鋁合金蝶板具有重量輕、耐腐蝕的特點(diǎn)，適用于一些對(duì)重量要求較高的場(chǎng)合。

蝶板的加工工藝對(duì)其性能和質(zhì)量有著重要的影響。蝶板的加工通常需要經(jīng)過鍛造、機(jī)械加工、熱處理、表面處理等多個(gè)工序。鍛造工序可以使蝶板的內(nèi)部組織更加致密，提高其強(qiáng)度和韌性；機(jī)械加工工序則需要保證蝶板的尺寸精度和表面粗糙度，以確保蝶板與閥座之間的密封性能；熱處理工序可以改善蝶板的力學(xué)性能，提高其硬度和耐磨性；表面處理工序可以提高蝶板的耐腐蝕性和表面光潔度，延長其使用壽命。例如，一些蝶閥蝶板表面會(huì)采用鍍鉻、鍍鎳等表面處理工藝，以提高其耐腐蝕性和耐磨性。

結(jié)構(gòu)形式：蝶板的結(jié)構(gòu)形式主要有平板式和斜板式兩種。平板式蝶板結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，但在關(guān)閉時(shí)，蝶板與閥座之間的密封性能相對(duì)較差，適用于一些對(duì)密封性能要求不高的場(chǎng)合；斜板式蝶板在關(guān)閉時(shí)，蝶板與閥座之間的密封接觸線更長，密封性能更好，適用于對(duì)密封性能要求較高的場(chǎng)合。此外，為了提高蝶板的強(qiáng)度和剛性，一些蝶板還會(huì)采用加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在蝶板表面設(shè)置不同形狀的加強(qiáng)筋，以增加蝶板的承載能力。

（三）閥桿

材質(zhì)與設(shè)計(jì)要求：閥桿是連接驅(qū)動(dòng)裝置和蝶板的部件，它傳遞驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力，使蝶板實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。閥桿的材質(zhì)需要具備良好的強(qiáng)度、韌性、耐磨性和耐腐蝕性等性能。常見的閥桿材質(zhì)有碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。碳鋼閥桿具有成本低、強(qiáng)度較高的特點(diǎn)，適用于一般的工業(yè)場(chǎng)合；不銹鋼閥桿具有良好的耐腐蝕性，適用于輸送腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)合；合金鋼閥桿則具有更高的強(qiáng)度和耐溫性能，適用于高溫、高壓的工況。

閥桿的設(shè)計(jì)要求主要包括強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等方面。在強(qiáng)度方面，閥桿需要能夠承受驅(qū)動(dòng)裝置的扭矩和蝶板的重力、流體壓力等載荷，確保在工作過程中不會(huì)發(fā)生斷裂；在剛度方面，閥桿需要具有足夠的剛度，以防止在工作過程中發(fā)生彎曲變形，影響蝶板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和密封性能；在穩(wěn)定性方面，閥桿需要具有良好的穩(wěn)定性，以防止在工作過程中發(fā)生共振現(xiàn)象，導(dǎo)致閥桿損壞。此外，閥桿的表面還需要進(jìn)行加工處理，以提高其耐磨性和光潔度，減少閥桿與填料之間的摩擦。

連接方式與密封：閥桿與蝶板之間的連接方式通常有鍵連接、銷連接、螺紋連接等。鍵連接結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，能夠可靠地傳遞扭矩，但在頻繁開關(guān)的過程中，鍵容易磨損，需要定期檢查和維護(hù)；銷連接則具有連接可靠、傳遞扭矩大的優(yōu)點(diǎn)，但加工精度要求較高；螺紋連接結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但在高溫、高壓的工況下，螺紋容易松動(dòng)，需要采取防松措施。閥桿與閥體之間的密封通常采用填料密封的方式，填料材料一般選用石墨、石棉、聚四氟乙烯等。在安裝過程中，將填料填充在閥桿與閥體之間的填料函內(nèi)，通過擰緊填料壓蓋，使填料受到一定的壓縮力，從而在閥桿與閥體之間形成密封屏障，防止流體從閥桿處泄漏。填料的選擇和安裝質(zhì)量對(duì)閥門的密封性能有著重要的影響，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要定期檢查和更換填料，確保良好的密封性能。

（四）驅(qū)動(dòng)裝置

手動(dòng)驅(qū)動(dòng)：手動(dòng)驅(qū)動(dòng)是蝶閥驅(qū)動(dòng)方式之一，它通過手動(dòng)操作手柄或手輪來實(shí)現(xiàn)蝶板的旋轉(zhuǎn)。手動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低，適用于一些操作頻率不高、對(duì)控制精度要求不高的場(chǎng)合。手動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置通常由手柄、手輪、閥桿螺母、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件組成，在操作過程中，通過旋轉(zhuǎn)手柄或手輪，帶動(dòng)閥桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，閥桿螺母與閥桿之間的螺紋配合使閥桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)蝶板的旋轉(zhuǎn)。

電動(dòng)驅(qū)動(dòng)：電動(dòng)驅(qū)動(dòng)是利用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過減速裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為蝶板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置具有操作方便、控制精度高、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等優(yōu)點(diǎn)，適用于一些對(duì)操作頻率和控制精度要求較高的場(chǎng)合。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置通常由電動(dòng)機(jī)、減速箱、控制器、位置傳感器等部件組成，在操作過程中，通過控制器控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)蝶板的精確控制。同時(shí)，位置傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蝶板的位置，并將信號(hào)反饋給控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門開度的精確顯示和控制。

氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)：氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)是利用壓縮空氣作為動(dòng)力源，通過氣缸和活塞將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)蝶板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置具有響應(yīng)速度快、動(dòng)作可靠、防爆性能好等優(yōu)點(diǎn)，適用于一些對(duì)響應(yīng)速度和安全性要求較高的場(chǎng)合，如石油、化工、天然氣等易燃易爆行業(yè)。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置通常由氣缸、活塞、電磁閥、氣源處理裝置等部件組成，在操作過程中，通過電磁閥控制壓縮空氣的通斷和流向，實(shí)現(xiàn)氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)蝶板的旋轉(zhuǎn)。

四、分類方式

（一）按結(jié)構(gòu)形式分類

中心對(duì)稱蝶閥：中心對(duì)稱蝶閥的蝶板回轉(zhuǎn)中心（即閥桿中心）位于閥體的中心線上，蝶板在開啟和關(guān)閉過程中，蝶板的密封面始終與閥座的密封面保持平行。這種結(jié)構(gòu)形式的蝶閥結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，但密封性能相對(duì)較差，適用于一些對(duì)密封性能要求不高的場(chǎng)合，如通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中的空氣調(diào)節(jié)閥門。

單偏心蝶閥：單偏心蝶閥的蝶板回轉(zhuǎn)中心（即閥桿中心）相對(duì)于閥體的中心線有一定的偏心距，在蝶板開啟和關(guān)閉過程中，蝶板的密封面與閥座的密封面逐漸脫離或貼合。這種結(jié)構(gòu)形式的蝶閥在一定程度上改善了密封性能，適用于一些對(duì)密封性能要求較高的場(chǎng)合，如給排水系統(tǒng)中的水閥門。

雙偏心蝶閥：雙偏心蝶閥在單偏心蝶閥的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加了一個(gè)偏心距，即蝶板的回轉(zhuǎn)中心與蝶板密封面的中心也有一定的偏心距。在蝶板開啟和關(guān)閉過程中，蝶板首先脫離閥座的密封面，然后再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，減少了蝶板與閥座之間的摩擦和磨損，提高了密封性能和使用壽命。雙偏心蝶閥適用于各種中、高壓管道系統(tǒng)，如石油、化工、電力等行業(yè)的工藝管道閥門。

三偏心蝶閥：三偏心蝶閥是在雙偏心蝶閥的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)特殊的偏心角度，使得蝶板在關(guān)閉過程中，蝶板的密封面與閥座的密封面之間產(chǎn)生一個(gè)法向力，從而實(shí)現(xiàn)越關(guān)越緊的密封效果。三偏心蝶閥具有良好的密封性能、耐磨損性能和耐高溫性能，適用于高溫、高壓、高磨損的工況，如冶金、水泥等行業(yè)的高溫?zé)煔夤艿篱y門。

（二）按密封形式分類

軟密封蝶閥：軟密封蝶閥的閥座采用橡膠、聚四氟乙烯等軟質(zhì)材料制成，蝶板與閥座之間通過軟質(zhì)材料的彈性變形實(shí)現(xiàn)密封。軟密封蝶閥具有密封性能好、泄漏量小、啟閉力矩小等優(yōu)點(diǎn)，適用于低溫、低壓、腐蝕性介質(zhì)的管道系統(tǒng)，如食品、飲料、制藥等行業(yè)的流體輸送閥門。

硬密封蝶閥：硬密封蝶閥的閥座和蝶板均采用金屬材料制成，通過金屬材料的表面加工精度和密封結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)密封。硬密封蝶閥具有耐高溫、高壓、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，適用于高溫、高壓、高磨損的工況，如石油、化工、電力、冶金等行業(yè)的工藝管道閥門。

（三）按驅(qū)動(dòng)方式分類

手動(dòng)蝶閥：手動(dòng)蝶閥通過手動(dòng)操作手柄或手輪來實(shí)現(xiàn)蝶板的旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低，適用于一些操作頻率不高、對(duì)控制精度要求不高的場(chǎng)合，如小型工廠的給排水管道閥門、家庭用水管道閥門等。

電動(dòng)蝶閥：電動(dòng)蝶閥利用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過減速裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為蝶板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，具有操作方便、控制精度高、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等優(yōu)點(diǎn)，適用于一些對(duì)操作頻率和控制精度要求較高的場(chǎng)合，如工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中的流體控制閥門、城市供水系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程監(jiān)控閥門等。

氣動(dòng)蝶閥：氣動(dòng)蝶閥利用壓縮空氣作為動(dòng)力源，通過氣缸和活塞將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)蝶板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，具有響應(yīng)速度快、動(dòng)作可靠、防爆性能好等優(yōu)點(diǎn)，適用于一些對(duì)響應(yīng)速度和安全性要求較高的場(chǎng)合，如石油、化工、天然氣等易燃易爆行業(yè)的工藝管道閥門、消防系統(tǒng)中的氣體控制閥門等。

液動(dòng)蝶閥：液動(dòng)蝶閥利用液壓油作為動(dòng)力源，通過液壓缸和活塞將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)蝶板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液動(dòng)蝶閥具有輸出扭矩大、控制精度高、動(dòng)作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于一些對(duì)輸出扭矩要求較高的場(chǎng)合，如大型水電站的水輪機(jī)進(jìn)水閥門、大型冶金設(shè)備的液壓控制系統(tǒng)閥門等。