1 概述
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差别的要求。因此 ，在设计及选用时应凭据工况条件 ，对其类型、质料和连接形式等做出合理的选择。
2 设计
2.1 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。
关于大口径蝶阀蝶板的结构 ，AWWA C504（美国给水工程协会标准）划定 ，蝶板不应有横向筋 ，其厚度不得大于阀杆直径的 2.25 倍。
蝶板的迎水面和出水面应呈流线型。
内部螺钉不可凸出在蝶板外面 ，以免增加迎水面积。
外洋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 53171-1999 标准也将国际标准 ISO/TC 153/SC1GT8-37的流阻和流量系数（见《表 1》）列入其中 ，这说明流阻是一个重要指标。
| 公称通径 DN mm | 公称压力 PN/MPa | |||
|---|---|---|---|---|
| 小于 16 | 20.25 | |||
| C (Kv) | K (ξ) | C (Kv) | K (ξ) | |
| 40 | 50 | 64 | 40 | 2.56 |
| 50 | 80 | 1.33 | 45 | 2.37 |
| 65 | 150 | 1.27 | 120 | 1.98 |
| 80 | 250 | 1.05 | 200 | 1.64 |
| 100 | 400 | 1.00 | 300 | 1.78 |
| 125 | 650 | 0.92 | 450 | 1.93 |
| 150 | 1000 | 0.81 | 800 | 1.26 |
| 200 | 1900 | 0.71 | 1500 | 1.14 |
| 250 | 3100 | 0365 | 2500 | 1.00 |
| 300 | 4700 | 0.59 | 3600 | 1.00 |
| 350 | 6700 | 0.53 | 5400 | 0.82 |
| 400 | 9000 | 0.51 | 7000 | 0.84 |
| 450 | 11500 | 0.50 | 9500 | 0.73 |
| 500 | 14000 | 0.50 | 12000 | 0.69 |
| 600 | 21000 | 0.47 | 18000 | 0.64 |
| 700 | 30000 | 0.43 | 25000 | 0.61 |
| 800 | 41000 | 0.39 | 35000 | 0.53 |
| 900 | 53000 | 0.37 | 46000 | 0.50 |
| 1000 | 67000 | 0.35 | 58000 | 0.48 |
| 1200 | 100000 | 0.35 | 87000 | 0.44 |
2.2 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质料制造 ，在压制成型时应遵守工艺规程 ，不可任意提高硫化温度 ，缩短时间 ，不然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 ，不然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。
2.3 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 中划定了阀轴尺寸。阀轴尺寸达不到要求 ，可能泛起刚度不敷 ，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 ，选用好的质料对刚度影响不大。I 是惯性矩 ，与轴的截面尺寸有关。阀轴的尺寸一般按弯扭合成盘算 ，它不但与扭矩有关 ，并且主要与弯矩有关 ，尤其大口径蝶阀弯矩比扭矩大得多。
（2）轴孔配合 AWWA C504的旧版本中划定 ，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 划定 ，轴与孔的嵌入长度应为 1.5d。日本蝶阀轴向尺寸中阀体内边沿与蝶板支承端之间的间隙（C 值）给出划定 ，一般与口径巨细有关 ，在 25~45mm 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保存刚度问题。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 ，但保存工艺性差的问题。
2.4 自润滑轴承
蝶板上所受介质压力大部或全部（反向）是通过轴通报到轴承上去的 ，因此轴承起到很是重要的作用。外洋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极重 ，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质料的润滑性。AWWA C504 标准提出 ，阀体中装置的轴套或轴承应属于自润滑质料 ，轴套保存减磨润滑问题 ，不允许锈蚀。没有轴套 ，纵然阀轴是不锈钢 ，阀体也有锈蚀及胶合粘着问题。接纳轴套还可以增加刚性。
2.5 轴与蝶板的连接
小口径蝶阀的轴与蝶板接纳键或花键连接为宜 ，也可以接纳多边形轴连接或销钉连接 ，大口径蝶阀的轴与蝶板多接纳键或锥销等连接。目前轴与蝶板接纳销连接的比较多。在卑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 ，其中吻合精度欠好 ，销子尺寸选择不对适 ，销子硬度不敷或接纳质料不对适等应引起注意。大型蝶阀的轴与蝶板可接纳特殊的要领进行连接。
2.6 结构长度
蝶阀的结构长度向短系列生长 ，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划定 ，可是压力较高的阀门结构长度不宜改短 ，不然会出问题 ，尤其是铸铁等脆性质料。
3 选用
3.1 类型
蝶阀有单偏心、斜板式、中线型、双偏心和三偏心等差别结构。介质压力通过蝶板作用在阀轴及轴承上 ，因此在高压小口径流阻很大时 ，其轴径和蝶板厚度都相应增加 ，如果接纳闸阀和球阀或截止阀 ，从密封及流阻等方面剖析比接纳蝶阀合适。
近几年来 ，在水系统中软密封闸阀的泛起改善了闸阀容易沉淀泥沙的缺点 ，其流阻比较小 ，可以在线维修 ，用于中小口径很是合适 ，因此逐渐获得了应用。
3.2 密封副
金属密封蝶阀的主要优点是密封可靠、寿命长、耐高温 ，不易损坏和撕裂 ，承压能力高。因此近些年来应用较多 ，尤其用于工程系统的要害部位。橡胶软密封蝶阀如果设计制造优良可以获得很好的密封 ，并且大口径容易做到在线换圈。可是橡胶保存老化问题 ，只能用于温度不高的工况条件下 ，因此广泛应用在自来水及供水系统。
外洋金属密封蝶阀也用于火电厂的泵站、凝汽器、抽汽系统及换热系统 ，核电站还用于压力壳隔离、喷淋系统及盐水等 ，石油精练系统中的储油隔离、蒸汽供应阀、脱硫系统和尾气处理、热裂解及催化单位中�Ａ碛惺突こА⑸罾洹⒔汉驮熘降认低�。
关于中温中压工况选用金属密封蝶阀较好。关于要求阀门可靠性高 ，寿命长 ，恒久不宜更换的地方 ，也应该选用金属密封蝶阀。
对用于常温水的阀门 ，如果不是要求很高 ，恒久不更换或更换不便当的地方 ，则宜接纳软密封结构的蝶阀。如果橡胶质量能够包管 ，水用大口径蝶阀仍应以橡胶阀座蝶阀为主。
4 结语
新工艺及新质料的不绝泛起 ，将提高蝶阀的结构性能 ，扩大蝶阀的使用规模 ，并对蝶阀的设计和选用提出更新的要求。
