工作原理
（一）基本控制原理
蝶阀的核心控制原理基于蝶板的旋转运动。蝶板是蝶阀的关键部件，它安装在阀杆上，通过阀杆的旋转带动蝶板绕着自身的轴线旋转。当蝶板处于与管道轴线平行的位置时，阀门处于全开状态，此时流体可以地通过阀门，实现管道系统的正常输送功能；当需要关闭阀门时，通过外部驱动装置（如手动操作手柄、电动执行器、气动执行器等）使阀杆旋转，阀杆带动蝶板旋转 90 度，蝶板与管道轴线垂直，此时阀门处于全关状态，流体被截断，从而实现对管道系统的停止输送或隔离控制。这种通过蝶板旋转来控制流体通断的工作方式，使得蝶阀能够快速、准确地响应各种流体控制需求，在工业生产和基础设施建设中发挥着重要的作用。
（二）密封原理
阀座密封：阀座是实现蝶阀密封性能的关键部件之一。阀座通常采用具有良好弹性和耐磨性的材料制成，如橡胶、聚四氟乙烯（PTFE）、金属等。在阀门关闭状态下，蝶板在阀杆的扭矩作用下，紧密压靠在阀座上，形成密封接触线，阻止流体的泄漏。阀座与蝶板之间的密封性能取决于密封面的平整度、光洁度以及密封材料的性能。为了提高密封性能，阀座和蝶板的密封面通常需要进行精密加工，使其表面粗糙度达到微米级，同时，选择合适的密封材料，以确保在各种工况下都能保持良好的密封性能。例如，在输送腐蚀性介质的管道系统中，通常采用耐腐蚀的橡胶或 PTFE 阀座；在高温、高压的工况下，则采用金属阀座，并通过特殊的密封结构和表面处理工艺来提高密封性能。
阀体与阀盖密封：除了阀座密封外，阀体与阀盖之间的密封也是保证蝶阀密封性能的重要环节。阀体与阀盖之间通常采用垫片密封的方式，垫片材料一般选用金属缠绕垫片、石墨垫片、橡胶垫片等。在安装过程中，通过拧紧连接螺栓，使垫片受到一定的压缩力，从而在阀体与阀盖之间形成密封屏障，防止流体从连接处泄漏。垫片的选择和安装质量对阀门的密封性能有着直接的影响，因此在实际应用中需要严格按照相关标准和规范进行操作。例如，在高温、高压的工况下，应选择耐高温、高压的金属缠绕垫片或石墨垫片，并确保垫片的安装位置正确、压缩均匀，以保证良好的密封性能。
三、结构组成
（一）阀体
材质与制造工艺：阀体是蝶阀的主体结构，它承受着管道系统中的流体压力和外部载荷。阀体的材质通常根据工作介质的性质、温度、压力等因素进行选择，常见的材质有铸铁、碳钢、不锈钢、合金钢、铜合金、塑料等。铸铁阀体具有成本低、铸造性能好的特点，适用于一般的工业场合和低压管道系统；碳钢阀体具有较高的强度和韧性，适用于中压和高压管道系统；不锈钢阀体具有良好的耐腐蚀性，适用于输送腐蚀性介质的场合；合金钢阀体则具有更高的强度和耐温性能，适用于高温、高压、高腐蚀的工况；铜合金阀体常用于输送饮用水、海水等介质的场合，具有良好的耐腐蚀性和卫生性能；塑料阀体则具有重量轻、耐腐蚀、成本低等优点，适用于一些低压、腐蚀性较强的场合。
阀体的制造工艺主要有铸造、锻造和焊接等。铸造工艺是将熔融的金属材料注入模具型腔中，冷却凝固后形成阀体的形状。铸造工艺具有生产效率高、成本低、能够制造复杂形状的阀体等优点，但铸造阀体的内部质量可能存在一些缺陷，如气孔、砂眼等，需要通过后续的加工和检验来保证质量。锻造工艺是通过对金属坯料进行压力加工，使其产生塑性变形，从而获得所需的阀体形状和性能。锻造阀体具有内部组织致密、强度高、韧性好等优点，但锻造工艺的成本较高，生产效率相对较低。焊接工艺是将多个零部件通过焊接的方式连接在一起，形成完整的阀体。焊接工艺适用于制造大型、复杂形状的阀体，具有灵活性高、成本相对较低等优点，但焊接质量对阀体的性能有着重要的影响，需要严格控制焊接工艺参数和质量检验。
结构设计特点：阀体的结构设计需要考虑到流体的流动特性、密封性能、安装维护的便利性等因素。常见的阀体结构形式有对夹式、法兰式、凸耳式等。对夹式阀体结构紧凑、重量轻，安装时需要两片法兰将阀体夹在中间，通过螺栓连接，适用于空间有限的场合；法兰式阀体两端带有法兰，与管道连接时直接通过螺栓将法兰连接在一起，安装方便，适用于各种管道系统；凸耳式阀体在阀体两侧带有凸耳，通过螺栓穿过凸耳将阀门与管道连接，安装和拆卸较为方便，且在安装过程中可以调整阀门的位置。此外，阀体的进出口通常采用圆形或椭圆形设计，以减少流体的流动阻力。
（二）蝶板
材质与加工工艺：蝶板是蝶阀的核心部件，它直接与流体接触并控制流体的通断。蝶板的材质需要具备良好的耐磨性、耐腐蚀性、强度和硬度等性能。常见的蝶板材质有不锈钢、合金钢、铜合金、铝合金等。不锈钢蝶板具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，适用于输送各种腐蚀性介质的场合；合金钢蝶板则具有更高的强度和硬度，适用于高温、高压、高磨损的工况；铜合金蝶板常用于输送饮用水、海水等介质的场合，具有良好的耐腐蚀性和卫生性能；铝合金蝶板具有重量轻、耐腐蚀的特点，适用于一些对重量要求较高的场合。
蝶板的加工工艺对其性能和质量有着重要的影响。蝶板的加工通常需要经过锻造、机械加工、热处理、表面处理等多个工序。锻造工序可以使蝶板的内部组织更加致密，提高其强度和韧性；机械加工工序则需要保证蝶板的尺寸精度和表面粗糙度，以确保蝶板与阀座之间的密封性能；热处理工序可以改善蝶板的力学性能，提高其硬度和耐磨性；表面处理工序可以提高蝶板的耐腐蚀性和表面光洁度，延长其使用寿命。例如，一些蝶阀蝶板表面会采用镀铬、镀镍等表面处理工艺，以提高其耐腐蚀性和耐磨性。
结构形式：蝶板的结构形式主要有平板式和斜板式两种。平板式蝶板结构简单、加工方便，但在关闭时，蝶板与阀座之间的密封性能相对较差，适用于一些对密封性能要求不高的场合；斜板式蝶板在关闭时，蝶板与阀座之间的密封接触线更长，密封性能更好，适用于对密封性能要求较高的场合。此外，为了提高蝶板的强度和刚性，一些蝶板还会采用加强筋结构设计，在蝶板表面设置不同形状的加强筋，以增加蝶板的承载能力。
（三）阀杆
材质与设计要求：阀杆是连接驱动装置和蝶板的部件，它传递驱动装置的动力，使蝶板实现旋转运动。阀杆的材质需要具备良好的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性等性能。常见的阀杆材质有碳钢、不锈钢、合金钢等。碳钢阀杆具有成本低、强度较高的特点，适用于一般的工业场合；不锈钢阀杆具有良好的耐腐蚀性，适用于输送腐蚀性介质的场合；合金钢阀杆则具有更高的强度和耐温性能，适用于高温、高压的工况。
阀杆的设计要求主要包括强度、刚度和稳定性等方面。在强度方面，阀杆需要能够承受驱动装置的扭矩和蝶板的重力、流体压力等载荷，确保在工作过程中不会发生断裂；在刚度方面，阀杆需要具有足够的刚度，以防止在工作过程中发生弯曲变形，影响蝶板的旋转运动和密封性能；在稳定性方面，阀杆需要具有良好的稳定性，以防止在工作过程中发生共振现象，导致阀杆损坏。此外，阀杆的表面还需要进行加工处理，以提高其耐磨性和光洁度，减少阀杆与填料之间的摩擦。
连接方式与密封：阀杆与蝶板之间的连接方式通常有键连接、销连接、螺纹连接等。键连接结构简单、安装方便，能够可靠地传递扭矩，但在频繁开关的过程中，键容易磨损，需要定期检查和维护；销连接则具有连接可靠、传递扭矩大的优点，但加工精度要求较高；螺纹连接结构简单、成本低，但在高温、高压的工况下，螺纹容易松动，需要采取防松措施。阀杆与阀体之间的密封通常采用填料密封的方式，填料材料一般选用石墨、石棉、聚四氟乙烯等。在安装过程中，将填料填充在阀杆与阀体之间的填料函内，通过拧紧填料压盖，使填料受到一定的压缩力，从而在阀杆与阀体之间形成密封屏障，防止流体从阀杆处泄漏。填料的选择和安装质量对阀门的密封性能有着重要的影响，因此在实际应用中需要定期检查和更换填料，确保良好的密封性能。
（四）驱动装置
手动驱动：手动驱动是蝶阀驱动方式之一，它通过手动操作手柄或手轮来实现蝶板的旋转。手动驱动装置结构简单、操作方便、成本低，适用于一些操作频率不高、对控制精度要求不高的场合。手动驱动装置通常由手柄、手轮、阀杆螺母、传动机构等部件组成，在操作过程中，通过旋转手柄或手轮，带动阀杆螺母转动，阀杆螺母与阀杆之间的螺纹配合使阀杆做旋转运动，从而实现蝶板的旋转。
电动驱动：电动驱动是利用电动机作为动力源，通过减速装置和传动机构将电动机的旋转运动转化为蝶板的旋转运动。电动驱动装置具有操作方便、控制精度高、可实现远程控制等优点，适用于一些对操作频率和控制精度要求较高的场合。电动驱动装置通常由电动机、减速箱、控制器、位置传感器等部件组成，在操作过程中，通过控制器控制电动机的正反转和转速，实现蝶板的精确控制。同时，位置传感器可以实时监测蝶板的位置，并将信号反馈给控制器，实现对阀门开度的精确显示和控制。
气动驱动：气动驱动是利用压缩空气作为动力源，通过气缸和活塞将压缩空气的压力能转化为机械能，实现蝶板的旋转运动。气动驱动装置具有响应速度快、动作可靠、防爆性能好等优点，适用于一些对响应速度和安全性要求较高的场合，如石油、化工、天然气等易燃易爆行业。气动驱动装置通常由气缸、活塞、电磁阀、气源处理装置等部件组成，在操作过程中，通过电磁阀控制压缩空气的通断和流向，实现气缸的往复运动，从而带动蝶板的旋转。
四、分类方式
（一）按结构形式分类
中心对称蝶阀：中心对称蝶阀的蝶板回转中心（即阀杆中心）位于阀体的中心线上，蝶板在开启和关闭过程中，蝶板的密封面始终与阀座的密封面保持平行。这种结构形式的蝶阀结构简单、加工方便，但密封性能相对较差，适用于一些对密封性能要求不高的场合，如通风、空调系统中的空气调节阀门。
单偏心蝶阀：单偏心蝶阀的蝶板回转中心（即阀杆中心）相对于阀体的中心线有一定的偏心距，在蝶板开启和关闭过程中，蝶板的密封面与阀座的密封面逐渐脱离或贴合。这种结构形式的蝶阀在一定程度上改善了密封性能，适用于一些对密封性能要求较高的场合，如给排水系统中的水阀门。
双偏心蝶阀：双偏心蝶阀在单偏心蝶阀的基础上，进一步增加了一个偏心距，即蝶板的回转中心与蝶板密封面的中心也有一定的偏心距。在蝶板开启和关闭过程中，蝶板首先脱离阀座的密封面，然后再进行旋转，减少了蝶板与阀座之间的摩擦和磨损，提高了密封性能和使用寿命。双偏心蝶阀适用于各种中、高压管道系统，如石油、化工、电力等行业的工艺管道阀门。
三偏心蝶阀：三偏心蝶阀是在双偏心蝶阀的基础上，增加了一个特殊的偏心角度，使得蝶板在关闭过程中，蝶板的密封面与阀座的密封面之间产生一个法向力，从而实现越关越紧的密封效果。三偏心蝶阀具有良好的密封性能、耐磨损性能和耐高温性能，适用于高温、高压、高磨损的工况，如冶金、水泥等行业的高温烟气管道阀门。
（二）按密封形式分类
软密封蝶阀：软密封蝶阀的阀座采用橡胶、聚四氟乙烯等软质材料制成，蝶板与阀座之间通过软质材料的弹性变形实现密封。软密封蝶阀具有密封性能好、泄漏量小、启闭力矩小等优点，适用于低温、低压、腐蚀性介质的管道系统，如食品、饮料、制药等行业的流体输送阀门。
硬密封蝶阀：硬密封蝶阀的阀座和蝶板均采用金属材料制成，通过金属材料的表面加工精度和密封结构实现密封。硬密封蝶阀具有耐高温、高压、耐磨损等优点，适用于高温、高压、高磨损的工况，如石油、化工、电力、冶金等行业的工艺管道阀门。
（三）按驱动方式分类
手动蝶阀：手动蝶阀通过手动操作手柄或手轮来实现蝶板的旋转，结构简单、操作方便、成本低，适用于一些操作频率不高、对控制精度要求不高的场合，如小型工厂的给排水管道阀门、家庭用水管道阀门等。
电动蝶阀：电动蝶阀利用电动机作为动力源，通过减速装置和传动机构将电动机的旋转运动转化为蝶板的旋转运动，具有操作方便、控制精度高、可实现远程控制等优点，适用于一些对操作频率和控制精度要求较高的场合，如工业自动化生产线中的流体控制阀门、城市供水系统中的远程监控阀门等。
气动蝶阀：气动蝶阀利用压缩空气作为动力源，通过气缸和活塞将压缩空气的压力能转化为机械能，实现蝶板的旋转运动，具有响应速度快、动作可靠、防爆性能好等优点，适用于一些对响应速度和安全性要求较高的场合，如石油、化工、天然气等易燃易爆行业的工艺管道阀门、消防系统中的气体控制阀门等。
液动蝶阀：液动蝶阀利用液压油作为动力源，通过液压缸和活塞将液压油的压力能转化为机械能，实现蝶板的旋转运动。液动蝶阀具有输出扭矩大、控制精度高、动作平稳等优点，适用于一些对输出扭矩要求较高的场合，如大型水电站的水轮机进水阀门、大型冶金设备的液压控制系统阀门等。
