CN101063490A - 先导式高压蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种先导式高压蝶阀，其阀杆中心线同所述阀门通径轴线和所述蝶板密封平面之间各设有一个偏心距，所述阀座的密封面呈顶角为2β的圆锥面，该圆锥面的中心线同所述阀体通径的轴线之间有一个偏心角α，其中α≤β，所述阀座的小端密封面和大端密封面同阀门通径轴线之间的夹角分别为β－α和β+α，所述阀杆上固定安装一个位于蝶板一侧的副阀架，所述副阀架与蝶板之间设有转动间隙，所述蝶板的大端板面上设有副阀通径，所述副阀架的对应臂梁上连接有与所述副阀通径相配套的副阀密封件，形成副阀密封副。本发明可以同时保证实现密封面之间的高挤压力和蝶板的灵活转动，并且有效地减小了开启阀门所需的动力，主要适应于高压介质管道。

Description

先导式高压蝶阀

技术领域

本发明涉及一种蝶阀，特别是一种适于高压介质的先导式高压蝶阀。

技术背景

现有蝶阀主要由阀体、阀杆和蝶板构成，所述阀体中心为阀体通径，两端设有安装法兰，所述阀体通径的内侧表面设有向内规则凸起的阀座，所述蝶板位于阀体通径内，并固定连接在阀杆上，其外圆表面设有密封面，与阀座构成密封副，所述阀杆上下延伸，与所述阀体转动密封连接，其上端连接位于阀体上方的驱动装置。工作时阀杆在驱动装置的带动下转动，进而带动蝶板转动，当蝶板外圆的密封面与阀座内表面的密封面吻合时，阀门关闭；当两个密封面相互分离时，阀门开启；当蝶板的密封平面(密封面中线所在的平面)与阀体通径轴线平行时，阀门开度最大。

为便于蝶板转动并保持良好的密封性能，一种优化的设计方式是将蝶板设置成具有两偏心距的结构，其中一个偏心距是阀杆中心线和阀门通径轴线之间的偏心距，另一个偏心距是阀杆中心线和密封平面之间的偏心距，这种优化设计在很大程度减少了阀座对蝶板转动的妨碍，提高了密封效果，但还不是非常理想，特别是对高压介质，由于相互吻合的密封面之间需要具有足够高的挤压力，在保持足够高挤压力的情况下，要保证蝶板活动自如是困难的。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种先导式高压蝶阀，这种阀门可以同时保证实现密封面之间的高挤压力和蝶板的灵活转动。

本发明实现上述目的的技术方案是：一种先导式高压蝶阀，主要由阀体、阀杆和蝶板构成，所述阀体中心为阀体通径，所述阀体通径的内侧表面设有向内规则凸起的阀座，所述蝶板位于所述阀体通径内，与所述阀杆连接，其外圆表面设有密封面，与所述阀座内表面的密封面构成密封副，所述阀杆上下延伸，与所述阀体转动密封连接，所述阀杆中心线同所述阀门通径轴线和所述蝶板密封平面之间各设有一个偏心距，所述阀座的密封面呈顶角为2β的圆锥面，该圆锥面的中心线同所述阀体通径的轴线之间有一个偏心角α，其中α≤β，所述阀座的小端密封面和阀门通径轴线之间的夹角为β-α，大端密封面和阀门通径轴线之间的夹角为β+α。

本发明的有益效果是：由于阀座的密封面为圆锥面，并且该圆锥面同阀体通经轴线之间有一个偏心角，该偏心角同两个偏心距相互配合，在保证密封效果的同时，避免了阀座对蝶板转动的妨碍。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供了一种先导式高压蝶阀，主要由阀体1、阀杆6和蝶板4构成，所述阀体中心为阀体通径，所述阀体通径的内侧表面设有向内规则凸起的阀座，所述蝶板位于所述阀体通径内，与所述阀杆连接，其外圆表面设有密封面，与所述阀座内表面的密封面构成密封副，所述蝶板可以由蝶板板体、蝶板密封件2和密封件压盖3组成，所述蝶板密封件嵌装在蝶板板体的外圆上，其外侧表面构成所述蝶板的密封面，所述密封件压盖紧固在蝶板板体上，并将蝶板密封件压紧在密封件压盖和蝶板板体之间，以实现蝶板密封件的固定，所述阀杆上下延伸，与所述阀体转动密封连接，所述阀杆中心线同所述阀门通径轴线和所述蝶板密封平面之间各设有一个偏心距，所述阀座的密封面呈顶角为2β的圆锥面，该圆锥面的中心线同所述阀体通径的轴线之间有一个偏心角α，其中α≤β，所述阀座的小端密封面和阀门通径轴线之间的夹角为β-α，大端密封面和阀门通径轴线之间的夹角为β+α。

当α＝β时，所述阀座的小端密封面和所述阀体通径的轴线平行，夹角为0。当α＜β时，阀座大小端密封面和阀门通径轴线之间都有一个正值角度(即密封面沿介质流方向向通径中心斜)。当阀门关闭时，蝶板的密封面与阀座密封面吻合，受阀座阻挡不会因介质压力而向出口端滑移，有利于保证密封副的稳定性。综合密封要求和蝶板的转动要求，通常可以β-α值的取值范围可以是3-13度，例如：3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度、10度、11度、12度或13度。

所述蝶板同所述阀杆之间的连接方式可以采用孔、轴式配合并设有将两者固定的销轴，由此形成蝶板同阀杆之间的固定连接，转动阀杆时，蝶板随之转动。

所述蝶板同所述阀杆之间的连接方式也可以采用孔、轴式间隙配合，由此允许蝶板和阀杆之间的相对转动由于蝶板的转动需要由阀杆带动，可以在阀杆上固定安装一个副阀架5，所述副阀架位于蝶板的一侧，设有分别朝两个不同方向径向延伸的臂梁7，并与蝶板之间设有转动间隙(一个件可以相对于另一个件转动的角度)。当阀杆向一个方向转动时，相应于该方向的臂梁与对应部位的蝶板接触后可推动蝶板转动，当阀杆改向另一个方向转动时，阀杆先只带动副阀架转动，使副阀架转过其同蝶板之间的转动间隙，随后副阀架上的另一个臂梁压在蝶板的对应部位，推动蝶板随阀杆转动。通过改变副阀架同蝶板之间的转动间隙即可改变副阀架单独转动的角度，如果将副阀架同蝶板之间的转动间隙设为零(即两个方向的臂梁同时与蝶板接触)，则只要阀杆转动，蝶板都随之转动。

所述蝶板的大端板面上可设有副阀通径，与蝶板大端板面相对应的副阀架臂梁上可以连接有与所述副阀通径相配套的副阀密封件9，所述副阀密封件的连接端可以呈螺栓状，并穿过相应副阀架上的安装孔，并通过螺母8紧固在该臂梁上。所述副阀密封件上的密封面可以与所述副阀通径的密封面相互吻合，由此形成副阀密封副(相应的这种情况，由蝶板与阀座构成的密封副可称为主阀密封副，由主阀密封副构成的阀门结构可称为主阀，由副阀密封副构成的阀门结构可称为副阀)。当相应的臂梁带动副阀密封件压在所述副阀通径的密封面上时，副阀通径封闭(副阀关闭)；当相应的臂梁带动副阀密封件脱离所述副阀通径时，副阀通径打开(副阀开启)，介质可以通过副阀通径流过蝶板。

上述副阀可以视为主阀的先导阀。开启阀门时，阀杆带动副阀架逆时针转动(依图1方向，下同)，开始时蝶板不动，副阀密封件脱离副阀通径，使副阀处于开启状态；当副阀架转过一定角度后(副阀架同蝶板之间的转动间隙角度)，副阀架的下臂梁与蝶板接触，推动蝶板转动，将主阀打开；关闭阀门时，阀杆带动副阀架顺时针转动，开始时蝶板不动，副阀密封件在副阀架带动下向副阀通径移动；当副阀架转过一定角度后(副阀架同蝶板之间的转动间隙角度)，副阀密封件上的密封面与副阀通径的密封面吻合而封闭副阀通径，使副阀关闭，同时对蝶板施加压力，推动蝶板转动，直至蝶板密封面同阀座的密封面吻合，关闭主阀。

副阀的最大开启程度受副阀本身结构以及副阀架单独转动角度的影响，通常应在保证副阀有效开启的情况下避免副阀架过大的单独转动角度，根据申请人的试验，所述副阀架同所述蝶板之间的转动间隙以3-13度为宜，例如：3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度、10度、11度、12度或13度。

所述副阀通径可以是圆孔，也可以是以阀杆中心线为圆心的扇形孔，其近副阀密封件的一侧设有密封面，该密封面可以与副阀密封件上的密封面吻合，形成对副阀的有效密封。所述副阀密封件近蝶板端应呈与所述副阀通径相配套的柱形，并设有与所述副阀通径密封面相配套的密封面。

所述副阀密封件近副阀架端可以呈锥形，并设有穿过相应臂梁上的安装孔的螺栓，通过螺母与该臂梁紧固在一起。

设置副阀通径的一个重要作用是减小阀门开启过程中的阻力。由于阀杆中心线偏离阀门通径的轴线，使阀杆两侧的蝶板面积不相等，因此蝶板受到的介质压力会形成一个阻止阀门开启的力矩，在蝶板大端一侧的板面上设置副阀通径，使阀杆两侧蝶板的实际面积相仿，受到的介质压力基本平衡，由介质压力产生的力矩非常小，由此可以有效地减小开启阀门时所需的动力，降低阀杆和驱动装置的成本。需要考虑到的是，还应采取措施避免开启副阀时的阻力过大，应从合理安排副阀密封件截面积和距发阀杆的距离，优化副阀密封件远蝶板端的形状(例如设计成锥面形)，使阀门在副阀开启过程中和主阀开启过程中所需的动力基本一致。

所述蝶板与阀杆连接的一侧设有一个凸起的安装座，所述安装座上设有与所述阀杆配合的通孔，所述阀杆穿过该通孔，形成与蝶板的连接。

所述副阀架的两个臂梁结合部为其同阀杆的连接部，设有通孔，阀杆穿过该通孔，并通过销轴与副阀架固定连接在一起。

所述蝶板上的安装座和所述副阀架与阀杆的连接部并列于阀杆的延伸方向上，以避免相互干扰。

所述阀体两端可以设有用于管道安装的法兰。

所述阀体上方可以设有阀杆驱动装置，所述阀杆的上端与所述阀杆驱动装置连接，由阀杆驱动装置带动。

Claims (10)

1.一种先导式高压蝶阀，主要由阀体、阀杆和蝶板构成，所述阀体中心为阀体通径，所述阀体通径的内侧表面设有向内规则凸起的阀座，所述蝶板位于所述阀体通径内，与所述阀杆连接，其外圆表面设有密封面，与所述阀座内表面的密封面构成密封副，所述阀杆上下延伸，与所述阀体转动密封连接，所述阀杆中心线同所述阀门通径轴线和所述蝶板密封平面之间各设有一个偏心距，其特征在于所述阀座的密封面呈顶角为2β的圆锥面，该圆锥面的中心线同所述阀体通径的轴线之间有一个偏心角α，其中α≤β，所述阀座的小端密封面和阀门通径轴线之间的夹角为β-α，大端密封面和阀门通径轴线之间的夹角为β+α。

2.如权利要求1所述的先导式高压蝶阀，其特征在于所述α＝β，所述阀座的小端密封面和所述阀体通径的轴线平行。

3.如权利要求1所述的先导式高压蝶阀，其特征在于其特征在于所述α＜β，所述阀座大小端密封面和阀门通径轴线之间都有一个正值角度。

4.如权利要求1所述的先导式高压蝶阀，其特征在于所述β-α值的取值范围是3-13度。

5.如权利要求1、2、3或4所述的先导式高压蝶阀，其特征在于所述蝶板同所述阀杆之间的连接方式采用孔、轴式配合并设有将两者固定的销轴。

6.如权利要求1、2、3或4所述的先导式高压蝶阀，其特征在于所述蝶板同所述阀杆之间的连接方式采用孔、轴式间隙配合，所述阀杆上固定安装一个副阀架，所述副阀架位于蝶板的一侧，设有分别朝两个不同方向径向延伸的臂梁，并与蝶板之间设有转动间隙。

7.如权利要求6所述的先导式高压蝶阀，其特征在于所述副阀架同所述蝶板之间的转动间隙为3-13度。

8.如权利要求6所述的先导式高压蝶阀，其特征在于所述蝶板的大端板面上设有副阀通径，与蝶板大端板面相对应的副阀架臂梁上连接有与所述副阀通径相配套的副阀密封件，所述副阀密封件上的密封面与所述副阀通径的密封面相互吻合，形成副阀密封副。

9.如权利要求8所述的先导式高压蝶阀，其特征在于所述副阀通径是圆孔，或者是以阀杆中心线为圆心的扇形孔，其近副阀密封件的一侧设有密封面，该密封面与所述副阀密封件上的密封面吻合，所述副阀密封件近蝶板端呈与所述副阀通径相配套的柱形并设有与所述副阀通径密封面相配套的密封面，近副阀架端呈锥形并设有穿过相应臂梁上的安装孔的螺栓，通过螺母与该臂梁紧固在一起。

10.如权利要求9所述的先导式高压蝶阀，其特征在于所述蝶板与阀杆连接的一侧设有一个凸起的安装座，所述安装座上设有与所述阀杆配合的通孔，所述阀杆穿过该通孔，形成与蝶板的连接，所述副阀架的两个臂梁结合部为其同阀杆的连接部，设有通孔，阀杆穿过该通孔，并通过销轴与副阀架固定连接在一起，所述蝶板上的安装座和所述副阀架与阀杆的连接部并列于阀杆的延伸方向上，所述阀体两端设有用于管道安装的法兰，阀体上方设有阀杆驱动装置，所述阀杆的上端与所述阀杆驱动装置连接。

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