为了选取合适的蝶板和阀座材料,保证三偏心蝶阀强度和密封性能,仿真研究了3种不同材料对三偏心蝶阀强度和密封性能的影响。结果表明对于GH4169、铝青铜和聚三氟氯乙烯阀座,三偏心蝶阀的密封压力分布都不均匀,阀轴附近存在低密封压力区;合适的蝶板和阀座材料可以增加低密封压力区的密封压力,提高三偏心蝶阀的强度和密封可靠性,其中铝青铜阀座的密封比压比是GH4169阀座的2倍左右,具有较好的强度和密封性能。

通过FLUENT对不同结构的DN600口径的三偏心蝶阀模型进行流场数值分析,得到阀门内部的流场分布。通过蝶阀内部压力和速度矢量分布情况,找出影响流量系数和流阻系数的结构因素。然后优化蝶板、密封圈、压板结构减小流通阻力,增大流量系数,以满足工程需求。同时对满足工程需求的三偏心蝶阀进行不同开度下的流量分析,拟合出阀门流量特性曲线,为三偏心蝶阀的调节范围提供参考依据。

根据三偏心蝶阀在工业过程控制领域的应用迅速扩大的态势，列举了现有的三偏心蝶阀的数种衍生型式，指出了各型式的适用工况及其局限，对三偏心控制蝶阀的延伸研发提出了看法。

针对三偏心金属密封蝶阀的密封面容易磨损泄漏问题,提出一种利用弹簧等蓄能零件进行自补偿的密封结构,通过严苛程序的试验验证,试验结果良好,证明了密封结构的有效性和可靠性。

基于现有三偏心蝶阀多层次密封圈的不足以及全金属密封圈密封性能差、研究少的现状,运用有限元分析软件,模拟分析了不同状态下密封圈的密封压力分布情况,得到了三偏心蝶阀密封性能与密封压力影响因素的关系,并给出了相关设计建议。分析结果表明,三偏心蝶阀密封压力分布不均匀,阀轴附近存在低密封压力过渡区。合理设计密封圈,可改善密封压力分布情况和增大过渡区密封压力值,提高三偏心蝶阀密封性能。

针对传统三偏心蝶阀的缺点,提出一种桁架过流式三偏心蝶阀结构,利用SolidWorks建立其三维模型并抽取不同开度下的流体域模型,然后根据设定的工况条件在Fluent中进行流场模拟计算。结果表明:优化后的阀板在不同开度下,过流面处承受的压力变小,承压面所能承受的压力变大;同等开度下,优化后的阀板表面的速度降低,阀板表面所受冲刷程度减轻;大开度下,优化后的阀板周围流动稳定性更好,改进后蝶阀的流量系数变大,流通能力变强。对改进前后的蝶阀结构进行阻力特性试验,对比分析得出:大开度下流阻系数明显减小,且改进后结构的流阻系数在同等开度下都有所减小,再次证明改进后结构的性能优势。

三偏心蝶阀广泛的应用于多种多样的工业,如水量分配、下水道、石油与天然气发电厂等等,而三偏心蝶阀中的蝶板和阀杆的振动在其结构设计和应用中起着重要的作用,且目前关于三偏心蝶阀中蝶板和阀杆的振动特性的研究较少。在蝶阀工作中,若蝶板的固有频率与流过蝶板后产生的卡门涡的脱落频率过于接近,则二者就会产生共振而毁坏三偏心蝶阀甚至影响整台机器正常运行。为了比较三偏心蝶板和阀杆的振动频率与流过蝶板产生的卡门涡的脱落频率的大小,运用了ANSYS有限元分析方法结合实验验证的方式计算出三偏心蝶板和阀杆的固有频率,再根据计算卡门涡的脱落频率的经验公式得出流过蝶板后产生的卡门涡的脱落频率,得出二者不发生共振的充分条件,此外,也论述了蝶板和阀杆的振动对蝶阀密封性的影响。

通过对三偏心蝶阀蝶板的静力分析，推导出三偏心蝶阀的摩擦力矩，并且分析了径向偏心距、轴向偏心距以及偏心角对摩擦力矩的影响。

大型三偏心蝶阀作为紧急切断系统逐步推广应用到燃气发电机组进气保安系统中，其液压控制系统的动态响应特性及可靠性对电站安全运行至关重要。针对三偏心蝶阀作为紧急切断阀系统的功能要求，设计出满足紧急切断要求的液压控制方案。建立液压控制系统的仿真模型，对开阀及关阀过程进行系统的动态特性仿真，并对研制的紧急切断阀系统的动态响应进行了试验，全开过程中执行机构活塞实测最大位移比仿真结果大0．21mm，快关阀全开和紧急关闭实测最长时间都比仿真结果多0．01s。证明在设计过程中采用仿真技术能够准确地预测设计的三偏心蝶阀系统的动态响应特性和优化设计方案。

针对以三偏心蝶阀作为快关阀系统的功能要求，设计快关阀液压系统，并建立仿真模型。该快关阀系统由启闭、控制及驱动3部分组成。要求系统可实现慢开、快关、游动和手动急停4种开关方式。为了使设计的液压系统能够满足系统的功能要求，需要对液压系统动态仿真。先进行快关阀开阀过程液压系统动态仿真，再进行关阀过程动态仿真。通过对该快关阀系统的动态响应试验实测表明，仿真与实测结果一致。