CN102252104A - 一种微动力开启蝶阀 - Google Patents

Abstract

一种微动力开启蝶阀，属于阀门技术领域，目的是提供一种开启和关闭时不会产生滑动摩擦力、开启阻力小的蝶阀，其技术方案是：它包括阀体、阀杆、阀板、阀体密封圈与阀板密封环，在阀杆上有凸轮，凸轮为圆柱体，圆柱体轴线与阀杆轴线平行，凸轮安装在凸轮支座中，凸轮支座上有圆柱孔，圆柱孔内径与凸轮圆柱体外径相匹配，凸轮外壁与圆柱孔内腔壁为滑动接触连接，凸轮支座的底平面与阀板平面相连接。本发明设计思路巧妙，以简单的凸轮转动结构改变了原有的传动形式，解决了长期困扰蝶阀设计和制作中存在的难题，取得了意想不到的良好效果，本发明研制的微动力开启蝶阀开创了第二代三偏心蝶阀之后的一种全新的结构，具有巨大的发展空间和拓展价值。

Description

一种微动力开启蝶阀

技术领域

本发明涉及一种偏心蝶阀，属于阀门技术领域。

背景技术

蝶阀是众多阀门中的一种，在工业生产中有着广泛的应用。随着工业发展的需要，阀门口径及公称压力不断增加，遇到了许多不可逾越障碍，制约着阀门的开发利用，启动转矩大是密封蝶阀所面临的最大难题。

阀门在管道中起着阻断开通和调节介质流量的作用，为了保证阀门运行的可靠性，要求阀门的阀板与阀杆一定要运行可靠，开关调节准确无误。同时不怕尘气液体冲击、污染。所以阀体与阀板结构都是刚性联结。这种结构就形成了阀门运行中无法改变难题——恒转矩，目前生产中使用的零泄露蝶阀，阀板和阀杆基本上都是刚性连接，形成了无法改变的恒转矩。

由于蝶阀阀门的恒转矩，使得阀门在开关过程中阀板与阀座密封副接触和脱离的一瞬间产生滑动摩擦力，造成开启阀门时有较大的开启阻力，需要配置较大的开启动力，因而蝶阀的传动装置体积大、结构复杂、制作工序多。

为了改变这种情况，很多专家和技术人员都在为此动脑筋想办法，如何使密封副离开切合时，作垂直移动不作相互滑动摩擦。但是迄今为止，没有提出较好的技术方案，蝶阀开启需要较大的开启动力一直是困扰当前蝶阀设计和制作中的难题，亟待加以解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微动力开启蝶阀，这种蝶阀在开启和关闭瞬间，密封副之间的切合由相对滑动变为垂直移动，因此开启阻力很小，需要的开启动力低，解决当前蝶阀设计和制作中长期存在的难题。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种微动力开启蝶阀，它包括阀体、阀杆、阀板、在阀体和阀板上分别有阀体密封圈与阀板密封环，其改进之处是，在阀杆上有凸出的凸轮，凸轮为圆柱体，圆柱体轴线与阀杆轴线平行，凸轮安装在凸轮支座中，凸轮支座上有圆柱孔，圆柱孔内径与凸轮圆柱体外径相匹配，凸轮外壁与圆柱孔内腔壁为滑动接触连接，凸轮支座的底平面与阀板平面相连接。

上述微动力开启蝶阀，所述凸轮与阀杆为整体制作或套装连接，阀杆壁与凸轮圆柱体的一侧壁相内切，凸轮和凸轮支座为两套，凸轮分别位于阀杆上下两端，凸轮支座分别安装在阀板上。

上述微动力开启蝶阀，所述的阀杆和阀板之间安装有板簧，板簧两端与阀板平面相接触，板簧中部由板簧座套装在阀杆上。

上述微动力开启蝶阀，所述阀板上有防尘罩，阀杆位于防尘罩内。

本发明的有益之处是：

（1）在阀门关闭过程中阀板在阀座中为垂直移动，克服了运转中密封面滑动时引起的摩擦阻力；

（2）阀板垂直移动是由凸轮扭动实现的，这一扭动根本不是原来固定力臂拉动阀板开启地阻力，而是阀杆中心与凸轮中心间的偏心距为力臂的传动力矩，大大减少了开启阻力，也大大减少了所需要的开启动力，具有显著的经济效益；

（3）本发明设计思路巧妙，以简单的凸轮转动结构代替了原有的传动形式，解决了长期困扰蝶阀设计和制作中存在的难题，取得了意想不到的良好效果，本发明所研制的变力矩微动力开启蝶阀开创了第二代三偏心蝶阀之后的一种全新的结构，具有巨大的发展空间和拓展价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是凸轮转动工作状态示意图；

图5是阀杆与凸轮结构示意图；

图6是凸轮支座结构示意图。

图中标记如下：阀体1、阀杆2、阀板3、阀体密封圈4、阀板密封环5、凸轮6、凸轮支座7、板簧8、板簧座9、防尘罩10、限位板11、凸轮转角α、阀体密封圈角度β、凸轮与阀杆偏向量b、阀板3在密封副的平移量a。

具体实施方式

图中显示，本发明所设计的微动力开启蝶阀依然按照二偏心蝶阀设计，包括阀体1、阀杆2、阀板3，密封副在在阀体1的一侧，由阀体密封圈4与阀板密封环5组成，阀杆2在阀体1中向一侧有一个偏心量。

图中显示，本发明的发明点增加了凸轮6和凸轮支座7，以实现阀板3的移动。凸轮6与阀杆2整体制作或套装固定连接，凸轮6为圆柱体，圆柱体轴线与阀杆2轴线平行，阀杆2壁与凸轮6圆柱体的一侧壁相内切。凸轮6安装在凸轮支座7中，凸轮支座7为长方体，长方体中有圆柱孔，圆柱孔内径与凸轮6圆柱体外径相匹配，凸轮6可以在圆柱孔内滑动转动，凸轮支座7的底平面与阀板3的平面相连接。上述凸6轮和凸轮支座7为两套，两个凸轮分别位于阀杆2上下两端，两个凸轮支座7分别安装在阀板3上。凸轮6在阀杆2带动下转动时可以带动凸轮支座7运动，由于凸轮支座7与阀板3连接，则阀板3在凸轮支座7的带动下实现上下运动，即实现开启和关闭。

为了实现利用凸轮6转动达到阀板3在密封副内上下移动进行开启的目的，凸轮6的偏心量设计至为关键，即必须使凸轮6转动时产生的偏移量达到完成阀门密封副之间的预留量（0.3-0.5mm之间），这也就是阀板3在密封副的平移量a。

图中显示，在阀杆2和阀板3之间安装有板簧8，板簧8中部由板簧座9套装在阀杆2上，板簧8两端压在阀板3平面上。板簧8的作用是使阀板3在阀体1内处于稳定的状态。

图中显示，阀板1上有防尘罩10，阀杆2、凸轮6、凸轮支座7、板簧8、板簧座9都位于防尘罩10内。

本发明的这种微动力开启蝶阀的动作与功能如下：

（1）阀门关闭。阀门驱动装置带动阀杆2回转，阀杆2通过板簧8带动阀板3回转，凸轮支座7连同凸轮6同时跟随阀杆2一起转动，但是凸轮6和凸轮支座7之间没有相对运动。阀板3转到碰到限位板11位置时，即密封副预进位置时，阀板3被迫停止转动，这时阀体密封圈4与阀板密封环5之间保有0.3-0 .5毫米的间隙。传动装置继续转动，阀杆2和凸轮6继续转动，由于阀板3受到限位板11阻挡不能继续转动，凸轮支座7也不能转动，在凸轮6的转动下迫使凸轮支座7和阀板3沿管道轴线垂直平移，阀板3与阀体密封圈4接触，阻断介质流动完成密封。在这个过程中，板簧8受到同时压迫。由于这个过成只有关闭平移压紧，无任何滑动摩擦，其关闭力臂为阀杆中心及凸轮中心间的偏心距，阀门整个关闭过程处在无滑动接触状态，大大减小了阀门关闭过程中的驱动力矩。

（2）阀门打开。阀板3受阀杆2回转力臂驱动作用，即由阀杆中心与凸轮中心的偏心距传来反转力矩， 传动装置反方向回转，凸轮6回转，凸轮支座7迫使阀板3脱离阀体密封圈4，板簧8能量释放复位，阀板3恢复常态，继续回转直到全部打开。本阀门采用可变力臂，大大的减少开阀门的阻力。板簧8的作用保证了阀板3在阀体1内的稳定状态。

（3）功能。阀门传动力臂源自于阀杆的受力点阀杆传递到阀板密封环5的距离，具有可变性。这种可变性是传动力臂由阀杆中心到阀板密封环5之间的距离变为凸轮6的偏心量。这一过程是在阀门开关转动当中，阀板3与限位块11相遇或脱离的一瞬间，力臂实现了由凸轮6偏心量向阀杆中心到阀体密封圈4的距离之间的转变。它不但改变了开、关阀门产生的恒转矩，同时阀板垂直移动过程克服了与密封副之间的滑动摩擦。力臂可变比达到1：10以上，大大减轻了开关阀门的力矩。如果以DN600型蝶阀为例，其配置动力与本发明的同直径阀门开关动力相比，只相当于原力矩的14%。即使是最新的三偏心蝶阀相比，其开阀力矩也只有它的20%，这种结构在阀门的开关过程中起到了一指拨千斤的作用。

Claims (4)

1.一种微动力开启蝶阀，它包括阀体[1]、阀杆[2]、阀板[3]、在阀体[1]和阀板[3]上分别有阀体密封圈[4]与阀板密封环[5]，其特征在于：在阀杆[2]上有凸出的凸轮[6]，凸轮[6]为圆柱体，圆柱体轴线与阀杆[2]轴线平行，凸轮[6]安装在凸轮支座[7]中，凸轮支座[7]上有圆柱孔，圆柱孔内径与凸轮[6]圆柱体外径相匹配，凸轮[6]外壁与圆柱孔内腔壁为滑动接触连接，凸轮支座[7]的底平面与阀板[3]平面相连接。

2.根据权利要求1所述的微动力开启蝶阀，其特征在于：所述凸轮[6]与阀杆[2]为整体制作或套装连接，阀杆[2]壁与凸轮[6]圆柱体的一侧壁相内切，凸轮[6]和凸轮支座[7]为两套，凸轮[6]分别位于阀杆[2]上下两端，凸轮支座[7]分别安装在阀板[3][上。

3.根据权利要求2所述的微动力开启蝶阀，其特征在于：所述的阀杆[2]和阀板[3]之间安装有板簧[8]，板簧[8]两端与阀板[3]平面相接触，板簧[8]中部由板簧座[9]套装在阀杆[2]上。

4.根据权利要求2所述的微动力开启蝶阀，其特征在于：所述阀板[3]上有防尘罩[10]，阀杆[2]位于防尘罩[10]内。

Images