CN102359654A - 角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，包括安装在角行程阀阀体上的端盖和安装在端盖上的阀盖，特征是：在所述阀盖上端的轴孔内安装偏心凸轮轴，偏心凸轮轴下部的轴孔内设置有滑动轴承，在所述阀盖的内腔中设置有倾斜式阀杆，在所述倾斜式阀杆上套设金属波纹管并连接成一体，所述金属波纹管的一端设置在偏心凸轮轴轴孔中的滑动轴承内，所述倾斜式阀杆的一端与金属波纹管的一端密封，倾斜式阀杆的另一端设置在端盖的内腔中。所述偏心凸轮轴下端的轴孔的轴线倾斜设置。所述倾斜式阀杆由两段呈倾斜设置并为一整体的阀杆组成。本发明可根据扭矩大小应用到蝶阀、球阀类不同产品上，应用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，是一种用于蝶阀、球阀等角行程（60度、90度）阀门的金属波纹管密封结构。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，工业自动化控制水平的不断提高，由此对过程控制中阀门的可靠性提出了更高的要求。特别是在一些有毒介质及易燃易爆等恶劣工况的场合，阀门的密封性能受到了严峻考验。在现有的密封技术中，用波纹管作为阀杆密封元件的阀门得到了广泛的应用。但由于金属波纹管只能承受拉伸力，而不能承载扭矩，因此，目前的应用也局限在阀杆作直线升降运动的阀门。如何将波纹管密封技术合理的运用到径向旋转的阀门中，这是该领域内需要解决的问题所在。
阀门是一种终端控制元件，主要用于调节或切断压力管道中流体的流量、压力、温度等参数，以满足系统控制的需要。在工作过程中，阀芯及阀杆会根据系统控制的要求而连续或周期性的产生直线或回转运动，而阀杆是依靠与石墨或PTFE（聚四氟乙烯）等材质制成的填料系统来实现密封的，因此阀门在现场使用过程中常因阀杆运动而产生填料泄漏，影响阀门使用，同时产生严重的环境污染甚至发生安全事故，特别是在一些有毒、易燃易爆、贵重介质等恶劣工况的场合，由于阀门的密封性能不佳将会产生极其严重的安全事故。因此，在阀门领域采用了金属波纹管密封结构来避免发生填料泄漏，但由于金属波纹管只能做伸缩运动，而不能实现转运动，因此，目前的应用也局限在阀杆作直线升降运动的阀门产品中。如何将波纹管密封技术合理的运用到径向旋转的阀门中，这是该领域内需要解决的问题所在。
在现有的转角行程波纹管密封技术中，通常是在下阀杆上加工螺旋导轴槽与上阀杆上的导向销传动连接而使球体旋转来实现启闭动作，而中阀杆与阀盖之间仅作轴向直线运动，波纹管也只承受了拉伸力，这种设计需要使用三个阀杆连接并且借助外界的作用力在传递的过程中经过三次的转化才可以实现转角功能。由于间隙的存在，使得阀杆间的运动就存在了误差。拆卸和维修也很困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种具有优秀密封性能的角行程阀门用金属波纹管整体式上盖密封结构。
按照本发明提供的技术方案，一种角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，包括安装在角行程阀阀体上的端盖和安装在端盖上的阀盖，特征是：在所述阀盖内安装偏心凸轮轴，偏心凸轮轴下部的轴孔内设置有滑动轴承，在所述阀盖的内腔中设置有倾斜式阀杆，在所述倾斜式阀杆上套设金属波纹管并连接成一体，所述金属波纹管的一端设置在偏心凸轮轴轴孔中的滑动轴承内，所述倾斜式阀杆的一端与金属波纹管的一端密封，倾斜式阀杆的另一端设置在端盖的内腔中。
所述偏心凸轮轴下端的轴孔的轴线倾斜设置。
所述倾斜式阀杆由两段呈倾斜设置并为一整体的阀杆组成，所述倾斜式阀杆与金属波纹管相配合。
在所述倾斜式阀杆与端盖之间设置有衬套。
在所述偏心凸轮轴与阀盖之间设置有导向衬套。
所述偏心凸轮轴与阀盖之间通过填料函进行密封，填料函由填料压盖压紧，所述填料函由石墨填料或聚四氟乙烯填料与填料垫组成。
在所述端盖和阀盖之间设有密封垫片。
本发明具有以下优点：
（1）采用模块化设计，可根据扭矩大小应用到蝶阀、球阀类不同产品上，应用范围广泛；
（2）采用黑匣设计技术，金属波纹管及其转轴完全密封于上盖内，防止外泄漏；
（3）上盖与阀门连接采用唇焊接术，同时加装密封垫片，密封更加可靠；
（4）采用低摩擦滑动轴承，减少了摩擦力，提高了传动效率，提高了调节精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的偏心凸轮轴的结构示意图。
图3为本发明的倾斜式阀杆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1～图3所示：角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构包括填料压盖1、填料函2、偏心凸轮轴3、导向衬套4、阀盖5、滑动轴承6、金属波纹管7、倾斜式阀杆8、衬套9、密封垫片10、端盖11、角行程阀阀体12、轴孔13等。
本发明包括安装在角行程阀阀体12上的端盖11和安装在端盖11上的阀盖5，在端盖11和阀盖5之间设有密封垫片10，在所述阀盖5上端的轴孔内安装偏心凸轮轴3，偏心凸轮轴3下部的轴孔13内设置有滑动轴承6，在所述阀盖5的内腔中设置有倾斜式阀杆8，在所述倾斜式阀杆8上套设金属波纹管7并连接成一体，所述金属波纹管7的一端设置在偏心凸轮轴3轴孔13中的滑动轴承6内，所述倾斜式阀杆8的一端与金属波纹管7的一端密封，倾斜式阀杆8的另一端设置在端盖11的内腔中；
如图2所示，所述偏心凸轮轴3下端的轴孔13的轴线倾斜设置，可以平稳的传递扭矩，依靠轴孔13内的斜面挤压，来传递摩擦力，继而使金属波纹管7受力摆动，偏心凸轮轴3可整体锻造成型也可压铸成型；
如图3所示，所述倾斜式阀杆8由两段呈倾斜设置并为一整体的阀杆组成，所述倾斜式阀杆8与金属波纹管7相配合，加之偏心凸轮轴3传递的扭矩，可使金属波纹管7自由摆动，此结构精度高，受力均匀；
在所述倾斜式阀杆8与端盖11之间设置有衬套9；
在所述偏心凸轮轴3与阀盖5之间设置有导向衬套4，所述偏心凸轮轴3与阀盖5之间通过填料函2进行密封，填料函2由填料压盖1压紧，所述填料函2由石墨填料或聚四氟乙烯填料与填料垫组成。
本发明的工作原理：驱动器将扭矩传递给偏心凸轮轴3，使之开始轴向转动，在转动过程中，偏心凸轮轴3的轴孔13中的滑动轴承6受力，再将摩擦力传递给金属波纹管7，当金属波纹管7受摩擦力摆动时，倾斜式阀杆8也承受力开始转动，从而带动角行程阀阀门启闭。
本发明将转轴做成偏心凸轮轴3，并将阀杆设计成一体倾斜式阀杆8，这样一来，金属波纹管7在阀盖5内就有了摆动的空间，更好更有效的将扭矩传递，传递精确，误差小，更好的实现了密封功能。
本发明还将填料压盖1设计成螺纹密封形式，加上填料函2及金属波纹管7的双重密封，本结构很好的实现了阀门零级泄露。在强腐蚀性、剧毒，放射性等稀有特殊介质的自动控制系统中可以更安全的使用。本发明采用金属波纹管7与阀盖偏心凸轮轴3及倾斜阀杆8固定连接而实现阀杆部位的密封，变现有技术的动密封为静密封，可彻底消除工艺介质从阀杆运动间隙向外泄漏的可能性，很好的弥补了填料密封阀存在的填料老化易泄露及使用效率低和温差敏感等缺点。
Claims (7)
1. 一种角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，包括安装在角行程阀阀体（12）上的端盖（11）和安装在端盖（11）上的阀盖（5），其特征是：在所述阀盖（5）上端的轴孔内安装偏心凸轮轴（3），偏心凸轮轴（3）下部的轴孔（13）内设置有滑动轴承（6），在所述阀盖（5）的内腔中设置有倾斜式阀杆（8），在所述倾斜式阀杆（8）上套设金属波纹管（7）并连接成一体，所述金属波纹管（7）的一端设置在偏心凸轮轴（3）轴孔（13）中的滑动轴承（6）内，所述倾斜式阀杆（8）的一端与金属波纹管（7）的一端密封，倾斜式阀杆（8）的另一端设置在端盖（11）的内腔中。
2.如权利要求1所述的角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，其特征是：所述偏心凸轮轴（3）下端的轴孔（13）的轴线倾斜设置。
3.如权利要求1所述的角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，其特征是：所述倾斜式阀杆（8）由两段呈倾斜设置并为一整体的阀杆组成，所述倾斜式阀杆（8）与金属波纹管（7）相配合。
4.如权利要求1所述的角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，其特征是：在所述倾斜式阀杆（8）与端盖（11）之间设置有衬套（9）。
5.如权利要求1所述的角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，其特征是：在所述偏心凸轮轴（3）与阀盖（5）之间设置有导向衬套（4）。
6.如权利要求1所述的角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，其特征是：所述偏心凸轮轴（3）与阀盖（5）之间通过填料函（2）进行密封，填料函（2）由填料压盖（1）压紧，所述填料函（2）由石墨填料或聚四氟乙烯填料与填料垫组成。
7.如权利要求1所述的角行程阀门的金属波纹管整体式上盖密封结构，其特征是：在所述端盖（11）和阀盖（5）之间设有密封垫片（10）。
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