CN102943885A

CN102943885A - 双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀

Info

Publication number: CN102943885A
Application number: CN2012104508201A
Authority: CN
Inventors: 陈彦; 许义兵; 孙迟月; 史强修
Original assignee: Wuxi Smart Auto Control Engineering Co Ltd
Current assignee: Wuxi Smart Auto Control Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-11-10
Filing date: 2012-11-10
Publication date: 2013-02-27

Abstract

本发明涉及一种双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀，其主要采用填料垫、填料组件、填料压盖依次装入阀体的填料函处，通过锁紧螺母、螺杆固定进行密封；填料组件的预紧通过拧紧螺杆上的锁紧螺母来实现；阀板与阀杆通过直销连接固定；所述阀杆轴心偏离阀板中心及偏离阀板密封面中心，阀板密封面的圆锥型轴线偏斜于阀体圆柱轴线；所述止推环安装在阀体与阀板之间；通过阀板的背面轴壳上下面与止推环的台阶面进行上下定位；阀板围绕阀杆旋转，实现关闭和开启阀门。本发明阀板密封面上受力均匀，摩擦力及扭矩较小，能减少磨损，有效延长使用寿命；可以加大密封环与阀板的密封比压，实现双向密封；确保介质不会从密封环与压圈或阀体接触处泄漏。

Description

双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀

技术领域

本发明涉及一种双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀，更具体地说是一种蝶阀，可实现双向密封，属于流体控制阀领域。

背景技术

众所周知，蝶阀的阀体通常是允许流体流过的圆筒状部件。其特征在于，阀板围绕阀轴为中心旋转，靠近或远离与阀座的密封结合面。因此，这样的阀有两个密封面，一个密封面在阀体内的阀座上，另一个密封面在阀板上。当阀板旋转至与阀座接触时，形成密封。

蝶阀主要有同心蝶阀、单偏心蝶阀、双偏心蝶阀和三偏心蝶阀几大类。同心蝶阀的结构特征为阀杆轴心、阀板中心、本体中心在同一个位置上。这种结构简单、制造方便，缺点是由于阀板与阀座始终处于挤压、刮擦状态、扭矩大、磨损快。单偏心蝶阀的结构特征在于阀杆轴心偏离了阀板中心，从而使阀板上下端不再成为回转中心，分散、减轻了阀板上下与阀座的过度挤压。但由于单偏心构造在阀门的整个开关过程中阀板与阀座的刮擦现象并未消失，在应用范围上与同心蝶阀大同小异。双偏心蝶阀的结构特征为阀杆轴心即偏离阀板中心、也偏离密封面中心。双偏心的效果使阀门备开启后的阀板能迅速脱离阀座、大幅度地消除了阀板与阀座的过度挤压、减轻了开启扭矩、降低了磨损和提高了阀板寿命。但因为其密封原理属位置密封构造，故对关闭位置要求很高。三偏心结构的特征为在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时，是阀板密封面的圆锥型轴线偏斜于本体圆柱轴线。经过第三次偏心后，阀板的密封面不再是正圆，而是椭圆，其密封面形状也因此而不对称，一边倾斜与本体中心线，另一边则平行与本体中心线。这第三次偏心的最大特点就是从根本上改变了密封构造，不再是位置密封，而是扭力密封，不是依靠阀座的弹性变形，而是完全依靠阀座的接触面压来达到密封效果。但由于三偏心原理属面密封构造，在现有技术中，阀板上密封环与阀体上的阀座的密封面只能单配，很难做批量的阀板上密封环与阀体上的阀座的密封面形状完全贴合、压紧。由于单件配做，所以无法在线更换和维修。再从密封圈的受力分析可以看出，整体密封环都存在密封圈周边受力不均和变形不均的问题，在阀杆力矩的作用下，密封圈周边的密封力和产生的应力不等，有高压力区和底压力区，导致密封圈周边的变形不一致。这种沿周边不一致的变形，影响了阀门的密封效果和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的不足之处，而提供一种能实现有效密封、耐磨性好，所需扭矩小、使用寿命长的双向弹性三偏心密封蝶阀，该蝶阀能保证设备装置安全、平稳地运行，提高生产效率。

按照本实用型提供的技术方案，双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀包括螺杆、阀体、阀板、阀杆；阀板安装在阀体中，特征是：填料垫、填料组件、填料压盖依次装入阀体的填料函处，通过锁紧螺母、螺杆固定进行密封；填料组件的预紧通过拧紧螺杆上的锁紧螺母来实现；阀板与阀杆通过直销连接固定；所述阀板具有三个偏心，阀杆轴心偏离阀板中心及偏离阀板密封面中心，阀板密封面的圆锥型轴线偏斜于阀体圆柱轴线；所述止推环安装在阀体与阀板之间；阀板与阀体的轴孔中心对齐，通过阀板的背面轴壳上下面与止推环的台阶面进行上下定位；阀板围绕阀杆旋转，实现关闭和开启阀门。

作为本发明的进一步改进，所述金属密封环，由压圈通过十字槽沉头螺钉固定在阀体上；阀体的齿形槽嵌入金属密封环中形成第一道密封；阀板与金属密封环的配合形成第二道密封。

作为本发明的进一步改进，所述金属密封环内孔处的边缘紧贴压圈的平面作为支撑。

作为本发明的进一步改进，所述非金属密封环的上下两个面是具有一定倾斜角度的锥面，由压圈通过十字槽沉头螺钉固定在阀体上，锥面的顶点与压圈和阀体的面配合形成第一和第二道密封；通过与压圈和阀体的内孔处的凸台止口进行定位；垫环安装在非金属环的背面V型槽与阀体台阶孔内壁之间，能够形成第三道密封。

作为本发明的进一步改进，所述缠绕垫片安装在阀体与底法兰之间，用六角螺栓进行紧固密封。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1、阀座为一个同心的弹性密封环，阀板采用三偏心构造的一个整体零件，在开和中间位置时，弹性密封环与阀板不接触，无干涉。在关闭时，阀板密封面上受力均匀，摩擦力及扭矩较小，减少了磨损，有效延长使用寿命；

2、弹性密封环结构能够双向承压。介质从密封环的正面或反面为入口，都可以加大密封环与阀板的密封比压，实现双向密封；

3、弹性密封环，由压圈通过螺钉固定在阀体上，如果密封面损毁或弹性密封环需要更换成更耐磨、耐腐蚀的材质时，无须拆卸阀板和阀轴，密封环可在线维护，降低用户成本。

4、阀体与金属密封环配合面为齿形槽，当压圈压紧后，齿间嵌入金属密封环，进一步确保介质不会从密封环与压圈或阀体接触处泄漏；

5、非金属密封环阀体、压圈和阀板之间形成四道密封。垫环安装在非金属密封环的背面V型槽与阀体之间，通过自身的变形增加非金属密封环的密封力。

附图说明

图1为本发明结构外形装配图。

图2为图1的A-A剖面视图。

图3为图1的B-B剖面视图。

图4为本发明金属弹性密封环密封原理图。

图5为本发明非金属密封环密封原理图。

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5所示，双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀主要包括锁紧螺母1、螺杆2、填料压盖3、填料组4、填料垫5、阀体6、压圈7、弹性密封环8、十字槽沉头螺钉9、衬套10、缠绕垫片11、六角螺栓12、底法兰13、止推环14、直销15、阀板16、阀杆17、非金属密封环18、垫环19等部件构成。

所述止推环14安装在阀体6与阀板16之间。阀板16安装在阀体6中，与阀体6的轴孔中心对齐，通过背面轴壳上下面与止推环14配合定位。阀板16与阀杆17通过直销15连接固定。阀板16围绕阀杆17旋转，靠近或远离阀体上的弹性密封阀座，实现关闭和开启阀门。

所述金属密封环8，由压圈7通过十字槽沉头螺钉9固定在阀体6上。阀体6的齿形槽嵌入金属密封环中形成第一道密封。阀板16与金属密封环8的配合形成第二道密封。

所述非金属密封环18的上下两个面是具有一定倾斜角度的锥面，由压圈7通过十字槽沉头螺钉9固定在阀体6上，锥面的顶点与压圈7和阀体6的面配合形成第一和第二道密封。通过与压圈7和阀体6的内孔处的凸台止口进行定位。垫环19安装在非金属环18的背面V型槽与阀体台阶孔内壁之间，能够形成第三道密封，同时也给非金属密封环18弹性增能的作用。

所述填料垫5、填料组4、填料压盖3依次装入阀体6的填料函处，通过锁紧螺母1、螺杆2固定进行密封。填料组的预紧通过拧紧螺杆2上的锁紧螺母17来实现。所述缠绕垫片11安装在阀体6与底法兰13之间进行密封。

成型的密封环具有一定的弹性，弹性密封环的材质可用316或INCONEL，非金属材料可用PTFE；阀板外圆密封面接触的部位可采用局部硬化处理，密封区域镀Cr或堆焊STE合金。

本发明的工作原理：本发明采用阀板16具有三个偏心，如图3所示：F表示阀杆轴心偏离阀板中心；E值表示阀杆轴心偏离阀板密封面中心，a表示阀板密封面的圆锥型轴线偏斜于阀体圆柱轴线。其结构特征为阀杆轴心偏离阀板中心、偏离密封面中心，阀板密封面的圆锥型轴线偏斜于本体圆柱轴线。在开和中间位置时，弹性密封环与阀板不接触，干涉量小，摩擦力及扭矩较小，减少了磨损，有效延长使用寿命。阀板16围绕阀杆17旋转，靠近或远离阀体上的弹性密封阀座，实现关闭和开启阀门。金属密封环8，由压圈7通过十字槽沉头螺钉9固定在阀体6上。阀体6的齿形槽嵌入金属密封环中形成第一道密封。阀板16与金属密封环8的配合形成第二道密封。当介质从阀板正面进入时，介质同时也会流入金属密封环的正面的槽内，介质压力使密封环弧形背面紧贴阀体6上的台阶面作为支撑。金属密封环8的密封面背面通过介质的压力，增大密封环的密封比压；当介质从阀板16背面进入时，介质同时流入金属密封环8背面的空间，介质的压力使金属密封环内孔处的边缘紧贴压圈7的平面作为支撑，由介质的压力迫使金属密封环的密封面受到压圈的反作用力，可增大密封环的密封比压。无介质压力时，密封力靠金属密封环8自身的弹性变形提供。

另一种非金属密封环18，也可实现双向承压的密封。非金属密封环18的上下两个面是具有一定倾斜角度的锥面，由压圈7通过十字槽沉头螺钉9固定在阀体6上，锥面的顶点与压圈7和阀体6的面配合形成第一和第二道密封。通过与压圈7和阀体6的内孔处的凸台止口进行定位。垫环19安装在非金属环18的背面V型槽与阀体台阶孔内壁之间，能够行程第三道密封，同时也给非金属密封环18弹性增能的作用。当介质从阀板16正面进入时，介质的压力作用在非金属密封环18的前端部分形成一个推力，增加了非金属密封环18的密封比压。当介质从阀板16背面进入，介质的压力作用在非金属密封环18的前端部分，非金属密封环18背面V型槽对垫环19的挤压方向偏向介质入口方向，非金属密封环18受到垫环19的反作用力，加大了密封比压。无介质压力时，密封力靠垫环19的弹性变形提供。

Claims

1. 一种双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀，包括螺杆（2）、阀体（6）、阀板（16）、阀杆（17）；阀板（16）安装在阀体（6）中，其特征是：填料垫（5）、填料组件（4）、填料压盖（3）依次装入阀体（6）的填料函处，通过锁紧螺母（1）、螺杆（2）固定密封；所述阀板（16）与阀杆（17）通过直销（15）连接固定；所述阀板（16）具有三个偏心，阀杆（17）轴心偏离阀板（16）中心及偏离阀板（16）密封面中心，阀板（16）密封面的圆锥型轴线偏斜于阀体（6）圆柱轴线；所述止推环（14）安装在阀体（6）与阀板（16）之间；阀板（16）与阀体（6）的轴孔中心对齐，通过阀板（16）的背面轴壳上下面与止推环（14）的台阶面进行上下定位；阀板（16）围绕阀杆（17）旋转，实现关闭和开启阀门。

2.如权利要求1所述的双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀，其特征是：所述阀体6上由压圈（7）通过十字槽沉头螺钉（9）固定金属密封环（8），所述阀体（6）的齿形槽嵌入金属密封环（8）中形成第一道密封；阀板（16）与金属密封环（8）配合形成第二道密封。

3.如权利要求1所述的双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀，其特征是：所述金属密封环（8）内孔处的边缘紧贴压圈（7）的平面作为支撑。

4.如权利要求1所述的双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀，其特征是：所述阀体（6）上由压圈（7）通过十字槽沉头螺钉（9）固定非金属密封环（18）；所述非金属密封环（18）的上下两个面是具有倾斜角度的锥面，所述锥面的顶点与压圈（7）和阀体（6）的面配合形成第一道密封和第二道密封；通过与压圈（7）和阀体（6）的内孔处的凸台止口进行定位；垫环（19）安装在非金属环（18）的背面V型槽与阀体台阶孔内壁之间，形成第三道密封。

5.如权利要求1所述的双向密封弹性密封三偏心密封蝶阀，其特征是：所述阀体（6）与底法兰（13）之间安装缠绕垫片（11），用六角螺栓（12）进行紧固密封。