1 概述
蝶閥是給水排水管路系統中的一個(gè)重要裝置隨著(zhù)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，對蝶閥的結構及性能提出了不同的要求。因此，在設計及選用時(shí)應根據工況條件，對其類(lèi)型、材料和連接形式等做出合理的選擇。
2 設計
2.1 結構
蝶閥的關(guān)閉件（蝶板）在介質(zhì)中間，設計時(shí)應考慮其對流阻的影響。
關(guān)于大口徑蝶閥蝶板的結構，AWWA C504（美國給水工程協(xié)會(huì )標準）規定，蝶板不應有橫向筋，其厚度不得大于閥桿直徑的 2.25 倍。
蝶板的迎水面和出水面應呈流線(xiàn)型。
內部螺釘不能凸出在蝶板外面，以免增加迎水面積。
2.2 橡膠密封圈
有時(shí)橡膠蝶閥使用壽命較短，這與橡膠質(zhì)量及密封面寬度有關(guān)。橡膠密封蝶閥的密封圈應選用優(yōu)質(zhì)的橡膠材料制造，在壓制成型時(shí)應遵守工藝規程，不能任意提高硫化溫度，縮短時(shí)間，否則容易造成密封圈老化和開(kāi)裂。與橡膠密封圈配合的金屬密封面應有足夠的寬度，否則橡膠密封圈不易嵌入。另外，閥體及蝶板的形位公差、對稱(chēng)度、精度、光潔度、密封圈的壓彈量等也影響橡膠密封圈的使用壽命。
2.3 剛度
剛度是蝶閥設計中的重要問(wèn)題，它與蝶板、閥軸及連接等因素有關(guān)。
（1）閥軸尺寸 AWWA C504 中規定了閥軸尺寸。閥軸尺寸達不到要求，可能出現剛度不夠，反向密封泄漏，開(kāi)啟力矩大等現象。軸的剛度與 1/EI 有關(guān)，也就是說(shuō)要提高剛度減小變形問(wèn)題應該從提高 EI 著(zhù)手。E 是彈性模量，一般鋼材差別不大，選用好的材料對剛度影響不大。I 是慣性矩，與軸的截面尺寸有關(guān)。閥軸的尺寸一般按彎扭合成計算，它不僅與扭矩有關(guān)，而且主要與彎矩有關(guān)，尤其大口徑蝶閥彎矩比扭矩大得多。
（2）軸孔配合 AWWA C504的舊版本中規定，蝶閥軸是一根直通的整軸。1980 版本以后，提出可以做成兩段短軸。AWWA C504及 GB12238 規定，軸與孔的嵌入長(cháng)度應為 1.5d。日本蝶閥軸向尺寸中閥體內邊緣與蝶板支承端之間的間隙（C 值）給出規定，一般與口徑大小有關(guān)，在 25~45mm 之間，也就是盡量減小軸支承間的距離（C 值），從而減小軸的彎矩和變形。
（3）蝶板結構 蝶板結構形式與剛度有直接關(guān)系，因此除平板形外多做成鍋形或桁架形?？傊菫榱嗽龃髷嗝娴膽T性矩，以提高剛度。
（4）閥體結構 大口徑蝶閥閥體設計中也存在剛度問(wèn)題。一般有圈筋和橫筋，實(shí)際上橫筋只是增加穩定性，不宜太多，主要是圈筋。如果能加∩形筋則對剛度更有利，但存在工藝性差的問(wèn)題。
2.4 自潤滑軸承
蝶板上所受介質(zhì)壓力大部或全部（反向）是通過(guò)軸傳遞到軸承上去的，因此軸承起到非常重要的作用。國外蝶閥有的轉動(dòng)很輕巧，小口徑閥門(mén)一個(gè)手指都能轉動(dòng)，而國產(chǎn)蝶閥有的轉動(dòng)卻很沉重，這除了與同軸度、對稱(chēng)度、加工精度、光潔度和填料的質(zhì)量有關(guān)之外，很重要的一個(gè)因素就是軸套材料的潤滑性。AWWA C504 標準提出，閥體中安裝的軸套或軸承應屬于自潤滑材料，軸套存在減磨潤滑問(wèn)題，不允許銹蝕。沒(méi)有軸套，即使閥軸是不銹鋼，閥體也有銹蝕及膠合粘著(zhù)問(wèn)題。采用軸套還可以增加剛性。
2.5 軸與蝶板的連接
小口徑蝶閥的軸與蝶板采用鍵或花鍵連接為宜，也可以采用多邊形軸連接或銷(xiāo)釘連接，大口徑蝶閥的軸與蝶板多采用鍵或錐銷(xiāo)等連接。目前軸與蝶板采用銷(xiāo)連接的比較多。在惡劣的工況條件下連接銷(xiāo)有損壞現象，這主要是由于制造的原因，其中吻合精度不好，銷(xiāo)子尺寸選擇不合適，銷(xiāo)子硬度不夠或采用材料不合適等應引起注意。大型蝶閥的軸與蝶板可采用特殊的方法進(jìn)行連接。
2.6 結構長(cháng)度
蝶閥的結構長(cháng)度向短系列發(fā)展，但這樣的做法要慎重。因為結構長(cháng)度太短對強度有影響。國際標準對法蘭蝶閥短系列結構長(cháng)度做出了規定，但是壓力較高的閥門(mén)結構長(cháng)度不宜改短，否則會(huì )出問(wèn)題，尤其是鑄鐵等脆性材料。
3 選用
3.1 類(lèi)型
蝶閥有單偏心、斜板式、中線(xiàn)型、雙偏心和三偏心等不同結構。介質(zhì)壓力通過(guò)蝶板作用在閥軸及軸承上，因此在高壓小口徑流阻很大時(shí)，其軸徑和蝶板厚度都相應增加，如果采用閘閥和球閥或截止閥，從密封及流阻等方面分析比采用蝶閥合適。
近幾年來(lái)，在水系統中軟密封閘閥的出現改善了閘閥容易沉淀泥沙的缺點(diǎn)，其流阻比較小，可以在線(xiàn)維修，用于中小口徑非常合適，因此逐漸得到了應用。
3.2 密封副
金屬密封蝶閥的主要優(yōu)點(diǎn)是密封可靠、壽命長(cháng)、耐高溫，不易損壞和撕裂，承壓能力高。因此近些年來(lái)應用較多，尤其用于工程系統的關(guān)鍵部位。橡膠軟密封蝶閥如果設計制造優(yōu)良可以得到很好的密封，而且大口徑容易做到在線(xiàn)換圈。但是橡膠存在老化問(wèn)題，只能用于溫度不高的工況條件下，因此廣泛應用在自來(lái)水及供水系統。
國外金屬密封蝶閥也用于火電廠(chǎng)的泵站、凝汽器、抽汽系統及換熱系統，核電站還用于壓力殼隔離、噴淋系統及鹽水等，石油精練系統中的儲油隔離、蒸汽供給閥、脫硫系統和尾氣處理、熱裂解及催化單元中。還有石油化工廠(chǎng)、深冷、漿液和造紙等系統。
對于中溫中壓工況選用金屬密封蝶閥較好。對于要求閥門(mén)可靠性高，壽命長(cháng)，長(cháng)期不宜更換的地方，也應該選用金屬密封蝶閥。
對用于常溫水的閥門(mén)，如果不是要求很高，長(cháng)期不更換或更換不方便的地方，則宜采用軟密封結構的蝶閥。如果橡膠質(zhì)量能夠保證，水用大口徑蝶閥仍應以橡膠閥座蝶閥為主。
4 結語(yǔ)
新工藝及新材料的不斷出現，將提高蝶閥的結構性能，擴大蝶閥的使用范圍，并對蝶閥的設計和選用提出更新的要求。