蝶阀是给水排水管路系统中的一个重要装置，随着工业技术的进步，对蝶阀的结构及性能提出了不同的要求。因此，在设计及选用时应根据工况条件，对其类型、材料和连接形式等做出合理的选择。 

下面我厂技术人员对蝶阀设计应注意的流阻、强度、刚度和结构等问题进行了简单的概述。希望对同行有所帮助。

一、结构 

蝶阀的关闭件(蝶板) 在介质中间, 设计时应考虑其对流阻的影响。 

1、关于大口径蝶阀蝶板的结构, AWWA C504(美国给水工程协会标准) 规定, 蝶板不应有横向筋, 其厚度不得大于阀杆直径的2125 倍。 

2、蝶板的迎水面和出水面应呈流线型。 

3、内部螺钉不能凸出在蝶板外面, 以免增加迎水面积。 

国外某公司生产的蝶阀为了减小流阻将蝶板做成铁饼形, 也有公司将小型蝶阀蝶板做得很薄, 而水电管网上用的蝶阀在全开位置时蝶板有导流件,都是为了减小流阻。我国JB/ T 5317121999 标准也将国际标准ISO/ TC 153/ SC1GT 8237 的流阻和流量系数(表1) 列入其中, 这说明流阻是一个重要指标。 

二、橡胶密封圈 

有时橡胶蝶阀使用寿命较短, 这与橡胶质量及密封面宽度有关。橡胶密封蝶阀的密封圈应选用优质的橡胶材料制造, 在压制成型时应遵守工艺规程, 不能任意提高硫化温度, 缩短时间, 否则容易造成密封圈老化和开裂。与橡胶密封圈配合的金属密封面应有足够的宽度, 否则橡胶密封圈不易嵌入。另外, 阀体及蝶板的形位公差、对称度、精度、光洁度、密封圈的压弹量等也影响橡胶密封圈的使用寿命。 

三、刚度 

刚度是蝶阀设计中的重要问题, 它与蝶板、阀轴及连接等因素有关。 

1、阀轴尺寸　AWWA C504 中规定了阀轴尺寸。阀轴尺寸达不到要求, 可能出现刚度不够, 反向密封泄漏, 开启力矩大等现象。轴的刚度与1/EI 有关, 也就是说要提高刚度减小变形问题应该从提高EI 着手。E 是弹性模量, 一般钢材差别不大, 选用好的材料对刚度影响不大。I 是惯性矩,与轴的截面尺寸有关。阀轴的尺寸一般按扭合成计算, 它不仅与扭矩有关, 而且主要与弯矩有关,尤其大口径蝶阀弯矩比扭矩大得多。 

2、轴孔配合　AWWA C504 的旧版本中规定, 蝶阀轴是一根直通的整轴。1980 版本以后,提出可以做成两段短轴。AWWA C504 及GB12238 规定, 轴与孔的嵌入长度应为115 d 。日本蝶阀轴向尺寸中阀体内边缘与蝶板支承端之间的间隙(C 值) 给出规定, 一般与口径大小有关, 在25～45 mm 之间, 也就是尽量减小轴支承间的距离(C 值) , 从而减小轴的弯矩和变形。 

3、蝶板结构　蝶板结构形式与刚度有直接关系, 因此除平板形外多做成锅形或桁架形。总之是为了增大断面的惯性矩, 以提高刚度。 

4、阀体结构　大口径蝶阀阀体设计中也存在刚度问题。一般有圈筋和横筋, 实际上横筋只是增加稳定性, 不宜太多, 主要是圈筋。如果能加∩形筋则对刚度更有利, 但存在工艺性差的问题。 

四、自润滑轴承 

蝶板上所受介质压力大部或全部(反向) 是通过轴传递到轴承上去的, 因此轴承起到非常重要的作用。国外蝶阀有的转动很轻巧, 小口径阀门一个手指都能转动, 而国产蝶阀有的转动却很沉重, 这除了与同轴度、对称度、加工精度、光洁度和填料的质量有关之外, 很重要的一个因素就是轴套材料的润滑性。AWWA C504 标准提出, 阀体中安装的轴套或轴承应属于自润滑材料, 轴套存在减磨润滑问题, 不允许锈蚀。没有轴套, 即使阀轴是不锈钢, 阀体也有锈蚀及胶合粘着问题。采用轴套还可以增加刚性。 

五、轴与蝶板的连接 

小口径蝶阀的轴与蝶板采用键或花键连接为宜, 也可以采用多边形轴连接或销钉连接, 大口径蝶阀的轴与蝶板多采用键或锥销等连接。目前轴与蝶板采用销连接的比较多。在恶劣的工况条件下连接销有损坏现象, 这主要是由于制造的原因, 其中吻合精度不好, 销子尺寸选择不合适, 销子硬度不够或采用材料不合适等应引起注意。大型蝶阀的轴与蝶板可采用特殊的方法进行连接。 

六、结构长度 

        蝶阀的结构长度向短系列发展, 但这样的做法要慎重。因为结构长度太短对强度有影响。国际标准对法兰蝶阀短系列结构长度做出了规定, 但是压力较高的阀门结构长度不宜改短, 否则会出问题,尤其是铸铁等脆性材料。