電動對夾蝶閥的核心區別就在于密封形式,它直接決定了閥門的泄漏等級、適用工況、耐用性和價格。對夾式蝶閥的密封形式主要分為三大類:軟密封、金屬密封以及復合密封。
一、 軟密封 (Soft Seal)
這是最常見、使用最廣泛的密封形式。其核心特征是在蝶板上鑲嵌或整體包覆非金屬的彈性材料作為密封圈,與閥體密封面形成軟性接觸。
1. 常見材料:
丁腈橡膠 (NBR):最常用,耐油性好,適用于水、油、氣等常溫介質。
乙丙橡膠 (EPDM):耐老化、耐臭氧、耐蒸汽及弱酸堿,適用于熱水、蒸汽、冷卻水等。
聚四氟乙烯 (PTFE):俗稱“塑料王”,具有極佳的化學惰性,耐幾乎所有強酸、強堿和有機溶劑,適用于腐蝕性介質。同時也用于高性能的軟密封結構。
2. 主要特點:
優點:
缺點:
耐溫耐壓性差:受彈性材料限制,一般適用于中低壓(PN10/16/25)、常溫(-20℃ ~ 120℃) 工況。即使使用特殊材料(如PTFE),溫度上限也通常在200℃以下。
耐磨性較差:不適合用于含有硬質顆粒或纖維的漿液介質,容易劃傷密封面。
抗老化性:橡膠類材料長期使用會存在老化、變形的風險。
3. 適用工況:
城市給排水、暖通空調(HVAC)、一般工業水管路、低壓空氣、油品等非苛刻工況。
二、 金屬密封 (Metal Seal / Hard Seal)
又稱硬密封,其密封副均由金屬材料制成(如蝶板密封面堆焊硬質合金,閥座為不銹鋼或堆焊合金)。
1. 常見材料組合:
不銹鋼 + 不銹鋼 (SS+SS)
司太立(Stellite)鈷基硬質合金
碳化鎢 (Tungsten Carbide) 等
2. 主要特點:
優點:
耐高溫高壓:可應用于高溫(可達600℃甚至更高)、高壓(PN40/64/100以上) 的苛刻工況。
耐磨性強:非常適合帶有顆粒、粉末、灰漿等磨損性強的介質。
抗腐蝕和抗沖刷:特殊的合金材料能抵抗高速流體的沖刷和特定腐蝕。
使用壽命長:在惡劣工況下,其機械壽命遠高于軟密封。
缺點:
密封性相對較差:金屬與金屬之間是線接觸或微量面接觸,難以達到“零泄漏”,通常泄漏等級為ANSI Class IV 或 III。雖然高性能的三偏心金屬密封可以達到零泄漏,但成本極高。
啟閉力矩大:金屬間摩擦系數高,需要更大扭矩的電動執行器。
制造工藝復雜,成本高:對加工精度和表面光潔度要求極高。
可能有氣蝕現象:在高壓差下,高速流體容易對金屬表面產生氣蝕損傷。
3. 適用工況:
電站、冶金、石油化工行業的高溫煙氣、蒸汽、煤氣、天然氣、催化裂化裝置、含粉塵顆粒的介質等。
三、 復合密封 (Composite Seal / Double Seal)
這是一種結合了軟密封和金屬密封優點的“設計”,而非單一材料。最常見的形式是在金屬密封座上嵌入一個PTFE或石墨等軟質材料的密封圈。
1. 主要特點:
3. 適用工況:
適用于工況可能發生變化,既需要良好密封又需要一定耐溫能力的場合,如某些工業流程中的熱交換系統。
總結對比表
| 特性維度 | 軟密封 | 金屬密封 (硬密封) | 復合密封 |
|---|
| 密封材料 | 橡膠、PTFE等非金屬 | 不銹鋼、硬質合金等金屬 | 金屬 + 非金屬組合 |
| 泄漏等級 | 高 (可達Class VI, 零泄漏) | 較低 (通常Class IV-III) | 高 (常溫下接近零泄漏) |
| 耐溫性 | 差 (通常 < 120~200°C) | 極好 (可達600°C以上) | 較好 (軟材料部分耐溫有限) |
| 耐壓性 | 中低壓 (PN10~25) | 高壓 (PN40~100以上) | 中壓 |
| 耐磨性 | 差 | 極好 | 中等 |
| 操作扭矩 | 小 | 大 | 中等 |
| 成本 | 低 | 高 | 中高 |
| 主要應用 | 水、氣、油等常規介質 | 高溫、高壓、磨損性介質 | 工況多變的工業流程 |
選擇建議
常溫常壓,要求嚴密關閉(如水處理、空調系統):優先選擇軟密封蝶閥,經濟實惠,密封效果好。
高溫、高壓、磨損性強(如蒸汽、煙氣、煤粉、礦漿):必須選擇金屬硬密封蝶閥。
工況復雜或有安全冗余要求:可以考慮復合密封蝶閥。
腐蝕性介質:根據具體介質和溫度,選擇襯PTFE的軟密封或特殊合金的硬密封。
最后,電動執行器的選擇也至關重要。硬密封閥門需要匹配扭矩更大、可靠性更高的執行器,而軟密封閥門則可以配置更經濟型的執行器。正確的“閥體+執行器”組合才能發揮最佳性能。