超低溫蝶閥主要應(yīng)用于液化天然氣和液氮等管路系統(tǒng)，控制管路啟閉或調(diào)節(jié)設(shè)備。針對國內(nèi)市場對超低溫閥門的需求及其產(chǎn)品基本上依賴于進口的狀況，研制了一種新型超低溫蝶閥。產(chǎn)品采用了雙偏心結(jié)構(gòu)和彈性金屬密封結(jié)構(gòu)，雙偏心結(jié)構(gòu)可大幅度消除蝶閥啟閉過程中蝶板與密封圈不必要的過度擠壓和刮擦等現(xiàn)象，彈性金屬密封結(jié)構(gòu)可有效地補償溫度變化帶來的變形影響，兩種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可有效地提高超低溫工況下蝶閥的密封性能。

(1)超低溫蝶閥密封結(jié)構(gòu)
　　在超低溫工況下，軟密封材料會發(fā)生冷脆等不良現(xiàn)象，使密封結(jié)構(gòu)失效。超低溫蝶閥采用彈性金屬密封結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)螺栓控制壓環(huán)位置調(diào)整彈性金屬密封圈的壓縮量以滿足密封要求。其中彈性金屬密封圈為關(guān)鍵零件，它由外層、內(nèi)層以及內(nèi)部彈簧組成，外層的主要材料為銅，具有良好的硬密封性能，內(nèi)層主要材料為適合超低溫應(yīng)用環(huán)境的不銹鋼，保證密封件具有一定的剛度。內(nèi)部彈簧使密封件具有一定的彈性，可以很好地減小溫度變化帶來的材料熱脹冷縮對密封性能產(chǎn)生的影響。
(2)超低溫蝶閥材料選擇
　　在低溫條件下，金屬材料的強度和硬度提高，塑性和韌性降低，呈現(xiàn)出不同程度的低溫冷脆現(xiàn)象，嚴重影響到蝶閥的性能和安全。為了防止材料在低溫下的脆斷，閥體和蝶板等承壓零部件采用奧氏體不銹鋼(如304L、316、316L等，其中316L的穩(wěn)定性最好，沒有明顯的低溫冷脆臨界溫度，在低溫條件下，仍能保持較高的韌性，因此閥體和蝶板等承壓部件選用316L材料。
超低溫蝶閥試驗
　　參照BS6364、JB/T7749等相關(guān)低溫閥門試驗標準，搭建了超低溫蝶閥試驗裝置，通過減壓閥和截止閥等組合操作對蝶閥的密封性能進行測試。在試驗過程中，通過熱電偶監(jiān)測閥體、閥蓋及蝶板等部位的溫度，達到試驗溫度要求后，用低溫測試介質(zhì)氦氣進行蝶閥的密封性能試驗。

超低溫蝶閥試驗裝置原理

　　在雙偏心蝶板、密封結(jié)構(gòu)以及閥門主要零件選用材料等方面研究成果的基礎(chǔ)上，研制了DN300-PN10超低溫雙偏心蝶閥，并在試驗裝置上用氦氣對該閥分別進行常溫與液氮工況下的密封性能試驗。試驗結(jié)果表明DN300-PN10超低溫雙偏心蝶閥常溫下的泄漏量小于16ml/min。在液氮超低溫工況下，該閥泄漏量小于100ml/min。

　　通過雙偏心蝶板幾何關(guān)系研究，提出的數(shù)值計算公式，結(jié)合密封結(jié)構(gòu)中所需的密封件壓縮量以及綜合考慮雙偏心蝶板產(chǎn)生的附加靜水力矩等方面因素，可以較好的確定雙偏心蝶板的結(jié)構(gòu)尺寸。提出的彈性金屬密封結(jié)構(gòu)可以較好地減少溫度變化帶來的材料熱脹冷縮對密封性能產(chǎn)生的影響。選用的316L材料作為閥體、蝶板等零件材料應(yīng)用于超低溫工況是適宜的。研制的DN300-PN10超低溫雙偏心蝶閥的密封性能達到了ANSI/FCI70-2中Ⅵ級以及JB/T7749中低溫蝶閥對密封性能的要求。