工作原理
（一）基本控制原理
蝶閥的核心控制原理基于蝶板的旋轉運動。蝶板是蝶閥的關鍵部件，它安裝在閥桿上，通過閥桿的旋轉帶動蝶板繞著自身的軸線旋轉。當蝶板處于與管道軸線平行的位置時，閥門處于全開狀態，此時流體可以地通過閥門，實現管道系統的正常輸送功能；當需要關閉閥門時，通過外部驅動裝置（如手動操作手柄、電動執行器、氣動執行器等）使閥桿旋轉，閥桿帶動蝶板旋轉 90 度，蝶板與管道軸線垂直，此時閥門處于全關狀態，流體被截斷，從而實現對管道系統的停止輸送或隔離控制。這種通過蝶板旋轉來控制流體通斷的工作方式，使得蝶閥能夠快速、準確地響應各種流體控制需求，在工業生產和基礎設施建設中發揮著重要的作用。
（二）密封原理
閥座密封：閥座是實現蝶閥密封性能的關鍵部件之一。閥座通常采用具有良好彈性和耐磨性的材料制成，如橡膠、聚四氟乙烯（PTFE）、金屬等。在閥門關閉狀態下，蝶板在閥桿的扭矩作用下，緊密壓靠在閥座上，形成密封接觸線，阻止流體的泄漏。閥座與蝶板之間的密封性能取決于密封面的平整度、光潔度以及密封材料的性能。為了提高密封性能，閥座和蝶板的密封面通常需要進行精密加工，使其表面粗糙度達到微米級，同時，選擇合適的密封材料，以確保在各種工況下都能保持良好的密封性能。例如，在輸送腐蝕性介質的管道系統中，通常采用耐腐蝕的橡膠或 PTFE 閥座；在高溫、高壓的工況下，則采用金屬閥座，并通過特殊的密封結構和表面處理工藝來提高密封性能。
閥體與閥蓋密封：除了閥座密封外，閥體與閥蓋之間的密封也是保證蝶閥密封性能的重要環節。閥體與閥蓋之間通常采用墊片密封的方式，墊片材料一般選用金屬纏繞墊片、石墨墊片、橡膠墊片等。在安裝過程中，通過擰緊連接螺栓，使墊片受到一定的壓縮力，從而在閥體與閥蓋之間形成密封屏障，防止流體從連接處泄漏。墊片的選擇和安裝質量對閥門的密封性能有著直接的影響，因此在實際應用中需要嚴格按照相關標準和規范進行操作。例如，在高溫、高壓的工況下，應選擇耐高溫、高壓的金屬纏繞墊片或石墨墊片，并確保墊片的安裝位置正確、壓縮均勻，以保證良好的密封性能。
三、結構組成
（一）閥體
材質與制造工藝：閥體是蝶閥的主體結構，它承受著管道系統中的流體壓力和外部載荷。閥體的材質通常根據工作介質的性質、溫度、壓力等因素進行選擇，常見的材質有鑄鐵、碳鋼、不銹鋼、合金鋼、銅合金、塑料等。鑄鐵閥體具有成本低、鑄造性能好的特點，適用于一般的工業場合和低壓管道系統；碳鋼閥體具有較高的強度和韌性，適用于中壓和高壓管道系統；不銹鋼閥體具有良好的耐腐蝕性，適用于輸送腐蝕性介質的場合；合金鋼閥體則具有更高的強度和耐溫性能，適用于高溫、高壓、高腐蝕的工況；銅合金閥體常用于輸送飲用水、海水等介質的場合，具有良好的耐腐蝕性和衛生性能；塑料閥體則具有重量輕、耐腐蝕、成本低等優點，適用于一些低壓、腐蝕性較強的場合。
閥體的制造工藝主要有鑄造、鍛造和焊接等。鑄造工藝是將熔融的金屬材料注入模具型腔中，冷卻凝固后形成閥體的形狀。鑄造工藝具有生產效率高、成本低、能夠制造復雜形狀的閥體等優點，但鑄造閥體的內部質量可能存在一些缺陷，如氣孔、砂眼等，需要通過后續的加工和檢驗來保證質量。鍛造工藝是通過對金屬坯料進行壓力加工，使其產生塑性變形，從而獲得所需的閥體形狀和性能。鍛造閥體具有內部組織致密、強度高、韌性好等優點，但鍛造工藝的成本較高，生產效率相對較低。焊接工藝是將多個零部件通過焊接的方式連接在一起，形成完整的閥體。焊接工藝適用于制造大型、復雜形狀的閥體，具有靈活性高、成本相對較低等優點，但焊接質量對閥體的性能有著重要的影響，需要嚴格控制焊接工藝參數和質量檢驗。
結構設計特點：閥體的結構設計需要考慮到流體的流動特性、密封性能、安裝維護的便利性等因素。常見的閥體結構形式有對夾式、法蘭式、凸耳式等。對夾式閥體結構緊湊、重量輕，安裝時需要兩片法蘭將閥體夾在中間，通過螺栓連接，適用于空間有限的場合；法蘭式閥體兩端帶有法蘭，與管道連接時直接通過螺栓將法蘭連接在一起，安裝方便，適用于各種管道系統；凸耳式閥體在閥體兩側帶有凸耳，通過螺栓穿過凸耳將閥門與管道連接，安裝和拆卸較為方便，且在安裝過程中可以調整閥門的位置。此外，閥體的進出口通常采用圓形或橢圓形設計，以減少流體的流動阻力。
（二）蝶板
材質與加工工藝：蝶板是蝶閥的核心部件，它直接與流體接觸并控制流體的通斷。蝶板的材質需要具備良好的耐磨性、耐腐蝕性、強度和硬度等性能。常見的蝶板材質有不銹鋼、合金鋼、銅合金、鋁合金等。不銹鋼蝶板具有良好的耐腐蝕性和耐磨性，適用于輸送各種腐蝕性介質的場合；合金鋼蝶板則具有更高的強度和硬度，適用于高溫、高壓、高磨損的工況；銅合金蝶板常用于輸送飲用水、海水等介質的場合，具有良好的耐腐蝕性和衛生性能；鋁合金蝶板具有重量輕、耐腐蝕的特點，適用于一些對重量要求較高的場合。
蝶板的加工工藝對其性能和質量有著重要的影響。蝶板的加工通常需要經過鍛造、機械加工、熱處理、表面處理等多個工序。鍛造工序可以使蝶板的內部組織更加致密，提高其強度和韌性；機械加工工序則需要保證蝶板的尺寸精度和表面粗糙度，以確保蝶板與閥座之間的密封性能；熱處理工序可以改善蝶板的力學性能，提高其硬度和耐磨性；表面處理工序可以提高蝶板的耐腐蝕性和表面光潔度，延長其使用壽命。例如，一些蝶閥蝶板表面會采用鍍鉻、鍍鎳等表面處理工藝，以提高其耐腐蝕性和耐磨性。
結構形式：蝶板的結構形式主要有平板式和斜板式兩種。平板式蝶板結構簡單、加工方便，但在關閉時，蝶板與閥座之間的密封性能相對較差，適用于一些對密封性能要求不高的場合；斜板式蝶板在關閉時，蝶板與閥座之間的密封接觸線更長，密封性能更好，適用于對密封性能要求較高的場合。此外，為了提高蝶板的強度和剛性，一些蝶板還會采用加強筋結構設計，在蝶板表面設置不同形狀的加強筋，以增加蝶板的承載能力。
（三）閥桿
材質與設計要求：閥桿是連接驅動裝置和蝶板的部件，它傳遞驅動裝置的動力，使蝶板實現旋轉運動。閥桿的材質需要具備良好的強度、韌性、耐磨性和耐腐蝕性等性能。常見的閥桿材質有碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。碳鋼閥桿具有成本低、強度較高的特點，適用于一般的工業場合；不銹鋼閥桿具有良好的耐腐蝕性，適用于輸送腐蝕性介質的場合；合金鋼閥桿則具有更高的強度和耐溫性能，適用于高溫、高壓的工況。
閥桿的設計要求主要包括強度、剛度和穩定性等方面。在強度方面，閥桿需要能夠承受驅動裝置的扭矩和蝶板的重力、流體壓力等載荷，確保在工作過程中不會發生斷裂；在剛度方面，閥桿需要具有足夠的剛度，以防止在工作過程中發生彎曲變形，影響蝶板的旋轉運動和密封性能；在穩定性方面，閥桿需要具有良好的穩定性，以防止在工作過程中發生共振現象，導致閥桿損壞。此外，閥桿的表面還需要進行加工處理，以提高其耐磨性和光潔度，減少閥桿與填料之間的摩擦。
連接方式與密封：閥桿與蝶板之間的連接方式通常有鍵連接、銷連接、螺紋連接等。鍵連接結構簡單、安裝方便，能夠可靠地傳遞扭矩，但在頻繁開關的過程中，鍵容易磨損，需要定期檢查和維護；銷連接則具有連接可靠、傳遞扭矩大的優點，但加工精度要求較高；螺紋連接結構簡單、成本低，但在高溫、高壓的工況下，螺紋容易松動，需要采取防松措施。閥桿與閥體之間的密封通常采用填料密封的方式，填料材料一般選用石墨、石棉、聚四氟乙烯等。在安裝過程中，將填料填充在閥桿與閥體之間的填料函內，通過擰緊填料壓蓋，使填料受到一定的壓縮力，從而在閥桿與閥體之間形成密封屏障，防止流體從閥桿處泄漏。填料的選擇和安裝質量對閥門的密封性能有著重要的影響，因此在實際應用中需要定期檢查和更換填料，確保良好的密封性能。
（四）驅動裝置
手動驅動：手動驅動是蝶閥驅動方式之一，它通過手動操作手柄或手輪來實現蝶板的旋轉。手動驅動裝置結構簡單、操作方便、成本低，適用于一些操作頻率不高、對控制精度要求不高的場合。手動驅動裝置通常由手柄、手輪、閥桿螺母、傳動機構等部件組成，在操作過程中，通過旋轉手柄或手輪，帶動閥桿螺母轉動，閥桿螺母與閥桿之間的螺紋配合使閥桿做旋轉運動，從而實現蝶板的旋轉。
電動驅動：電動驅動是利用電動機作為動力源，通過減速裝置和傳動機構將電動機的旋轉運動轉化為蝶板的旋轉運動。電動驅動裝置具有操作方便、控制精度高、可實現遠程控制等優點，適用于一些對操作頻率和控制精度要求較高的場合。電動驅動裝置通常由電動機、減速箱、控制器、位置傳感器等部件組成，在操作過程中，通過控制器控制電動機的正反轉和轉速，實現蝶板的精確控制。同時，位置傳感器可以實時監測蝶板的位置，并將信號反饋給控制器，實現對閥門開度的精確顯示和控制。
氣動驅動：氣動驅動是利用壓縮空氣作為動力源，通過氣缸和活塞將壓縮空氣的壓力能轉化為機械能，實現蝶板的旋轉運動。氣動驅動裝置具有響應速度快、動作可靠、防爆性能好等優點，適用于一些對響應速度和安全性要求較高的場合，如石油、化工、天然氣等易燃易爆行業。氣動驅動裝置通常由氣缸、活塞、電磁閥、氣源處理裝置等部件組成，在操作過程中，通過電磁閥控制壓縮空氣的通斷和流向，實現氣缸的往復運動，從而帶動蝶板的旋轉。
四、分類方式
（一）按結構形式分類
中心對稱蝶閥：中心對稱蝶閥的蝶板回轉中心（即閥桿中心）位于閥體的中心線上，蝶板在開啟和關閉過程中，蝶板的密封面始終與閥座的密封面保持平行。這種結構形式的蝶閥結構簡單、加工方便，但密封性能相對較差，適用于一些對密封性能要求不高的場合，如通風、空調系統中的空氣調節閥門。
單偏心蝶閥：單偏心蝶閥的蝶板回轉中心（即閥桿中心）相對于閥體的中心線有一定的偏心距，在蝶板開啟和關閉過程中，蝶板的密封面與閥座的密封面逐漸脫離或貼合。這種結構形式的蝶閥在一定程度上改善了密封性能，適用于一些對密封性能要求較高的場合，如給排水系統中的水閥門。
雙偏心蝶閥：雙偏心蝶閥在單偏心蝶閥的基礎上，進一步增加了一個偏心距，即蝶板的回轉中心與蝶板密封面的中心也有一定的偏心距。在蝶板開啟和關閉過程中，蝶板首先脫離閥座的密封面，然后再進行旋轉，減少了蝶板與閥座之間的摩擦和磨損，提高了密封性能和使用壽命。雙偏心蝶閥適用于各種中、高壓管道系統，如石油、化工、電力等行業的工藝管道閥門。
三偏心蝶閥：三偏心蝶閥是在雙偏心蝶閥的基礎上，增加了一個特殊的偏心角度，使得蝶板在關閉過程中，蝶板的密封面與閥座的密封面之間產生一個法向力，從而實現越關越緊的密封效果。三偏心蝶閥具有良好的密封性能、耐磨損性能和耐高溫性能，適用于高溫、高壓、高磨損的工況，如冶金、水泥等行業的高溫煙氣管道閥門。
（二）按密封形式分類
軟密封蝶閥：軟密封蝶閥的閥座采用橡膠、聚四氟乙烯等軟質材料制成，蝶板與閥座之間通過軟質材料的彈性變形實現密封。軟密封蝶閥具有密封性能好、泄漏量小、啟閉力矩小等優點，適用于低溫、低壓、腐蝕性介質的管道系統，如食品、飲料、制藥等行業的流體輸送閥門。
硬密封蝶閥：硬密封蝶閥的閥座和蝶板均采用金屬材料制成，通過金屬材料的表面加工精度和密封結構實現密封。硬密封蝶閥具有耐高溫、高壓、耐磨損等優點，適用于高溫、高壓、高磨損的工況，如石油、化工、電力、冶金等行業的工藝管道閥門。
（三）按驅動方式分類
手動蝶閥：手動蝶閥通過手動操作手柄或手輪來實現蝶板的旋轉，結構簡單、操作方便、成本低，適用于一些操作頻率不高、對控制精度要求不高的場合，如小型工廠的給排水管道閥門、家庭用水管道閥門等。
電動蝶閥：電動蝶閥利用電動機作為動力源，通過減速裝置和傳動機構將電動機的旋轉運動轉化為蝶板的旋轉運動，具有操作方便、控制精度高、可實現遠程控制等優點，適用于一些對操作頻率和控制精度要求較高的場合，如工業自動化生產線中的流體控制閥門、城市供水系統中的遠程監控閥門等。
氣動蝶閥：氣動蝶閥利用壓縮空氣作為動力源，通過氣缸和活塞將壓縮空氣的壓力能轉化為機械能，實現蝶板的旋轉運動，具有響應速度快、動作可靠、防爆性能好等優點，適用于一些對響應速度和安全性要求較高的場合，如石油、化工、天然氣等易燃易爆行業的工藝管道閥門、消防系統中的氣體控制閥門等。
液動蝶閥：液動蝶閥利用液壓油作為動力源，通過液壓缸和活塞將液壓油的壓力能轉化為機械能，實現蝶板的旋轉運動。液動蝶閥具有輸出扭矩大、控制精度高、動作平穩等優點，適用于一些對輸出扭矩要求較高的場合，如大型水電站的水輪機進水閥門、大型冶金設備的液壓控制系統閥門等。
