CN103322212A - 浮动式阀座热力蝶阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种浮动式阀座热力蝶阀，包括阀体、蝶板、阀杆和双活塞效应阀座，蝶板通过阀杆安装于阀体的流道并绕阀杆转动，在阀体与蝶板周侧密封面之间设有双活塞效应阀座，该双活塞效应阀座包括阀座和相配合的弹簧座，弹簧座周向均匀分布有若干弹簧孔，所述双活塞效应阀座可以沿阀体轴线自由浮动进而使阀座密封面与蝶板保持紧密接触。本发明的阀杆设有弹性元件加载的PTFE密封，确保动载密封的可靠性能。
Description
技术领域
本发明公开一种浮动式阀座热力蝶阀，按国际专利分类表(IPC)划分属于蝶阀制造技术领域，尤其是适用于石油天然气长输管线中石油、天然气介质和冶金、轻工、电力、城市供暖等热力管线高温蒸汽的输送。
背景技术
蝶阀是指关闭件（阀瓣或蝶板）为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀，在管道上主要起切断和节流作用。蝶阀的密封问题一直是业内人员研究改进的课题之一，目前金属密封蝶阀常见的有多层次金属密封和U形圈金属密封：其中的多层次金属密封蝶阀，蝶板上的金属片夹层柔性石墨易被介质冲损，介质温度变化易降低密封性能，且金属密封片的强制变形使启闭力矩大，密封容易失效；而U形圈金属密封蝶阀的机理是锥形蝶板使U形密封圈强制变形配合密封，启闭力矩较大。而U形圈的弹性疲劳会使蝶阀密封性能下降，密封区域有限制，越界后不能恢复功能。中国文献CN201436427公开一种浮动阀座双向金属密封蝶阀,在阀体流道一侧并与蝶板的密封面相配合形成密封副的密封阀座,该密封阀座由浮动阀座和压圈构成,浮动阀座的一侧和蝶板相接触,另一侧分别和阀体、压圈相接触，然而，该文献中的浮动阀座只有在介质压力下作微量位移，即在低压状态下不能实现阀座初密封，且浮动阀座外侧由压圈限位。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种结构合理的浮动式阀座热力蝶阀，该蝶阀采用双活塞效应阀座能可靠的保证对介质的双向密封。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种浮动式阀座热力蝶阀，包括阀体、蝶板和阀杆，蝶板通过阀杆安装于阀体的流道并绕阀杆转动，阀体的流道口向内延伸形成环状凸缘，在环状凸缘内侧与蝶板周侧密封面之间设有双活塞效应阀座，该双活塞阀座包括阀座和相配合的弹簧座，弹簧座周向均匀分布有若干弹簧孔，每一孔设有一弹簧，弹簧一端抵触于弹簧座上，弹簧另一端抵触于阀体环状凸缘内侧壁，所述双活塞效应阀座可以沿阀体轴线自由浮动进而使阀座密封面与蝶板保持紧密接触。
进一步，所述蝶板与阀座之间的密封为球面对球面的金属密封结构，蝶板的密封球面对应的流道直径略大于阀体流道口处环状凸缘的口径。
进一步，所述蝶板的密封球面镀硬铬，对应阀座密封球面堆焊STL司太立合金，两者配合形成金属对金属的密封副。
进一步，所述阀座是由基座环及一体成型的座筒，弹簧座套于座筒上并抵压于基座环上，基座环与弹簧座接触的支撑面为斜面，该斜面与座筒周的径向面夹角为12°－18°，座筒沿轴向延伸至阀体凸缘的缺口处形成防尘裙边，所述双活塞效应阀座置于阀座与阀体组成的封闭空间内，以防止管道内的杂质等进入到上述空间而影响双活塞效应阀座正常使用或缩短使用寿命。
进一步，所述弹簧座外周壁及内周壁设有环形槽并配有O形圈分别与阀体及阀座密封接触。
进一步，所述阀杆设有弹性元件加载的PTFE密封圈，该弹性元件为螺旋弹簧。
本发明具有如下有益效果：
1、 本发明蝶阀锻钢制造，强度高。结构紧凑，密封可靠，操作灵活方便，备有开关指示和机械限位；
2、热力蝶阀的密封形式为前级密封，它由金属镀硬铬和司太立合金组成的密封副耐颗粒介质和结垢的冲刷，阀座采为双活塞效应形式，可沿阀体的轴线自由浮动，在低压差条件下通过阀座后的弹簧加载，获得初始密封，随着管线上游或下游的介质压力增加，补充了阀座推力，使阀座密封面与蝶板保持紧密接触，达到更好的密封效果；
3、热力蝶阀的金属密封结构采用球面对球面的密封。浮动阀座可防止介质温度变化造成的密封力矩增大。克服了其他类型金属密封蝶阀的弊端，如多层次金属密封蝶阀，蝶板上的金属片夹层柔性石墨易被介质冲损，介质温度变化易降低密封性能，且金属密封片的强制变形使启闭力矩大，密封容易失效；U形圈金属密封蝶阀的机理是锥形蝶板使U形密封圈强制变形配合密封，启闭力矩较大，而U形圈的弹性疲劳会使蝶阀密封性能下降，密封区域有限制，越界后不能恢复功能；
4、热力蝶阀的阀杆密封采用弹簧加载的U形圈和多道密封的密封环，耐老化的高分子材料和密封结构，可以克服填料因温差变化的形变和长期使用的磨损，达到了免维护效果。
附图说明
图1是本发明剖视图；
图2是本发明侧面图；
图3是本发明阀体剖视图；
图4是本发明阀座剖视图；
图5是本发明弹簧座剖视图；
图6是本发明弹簧座侧视图；
图7是本发明蝶板剖视图；
图8是本发明蝶板俯视图；
图9是本发明阀杆密封示意图；
图10是本发明双活塞效应阀座使用原理一示意图；
图11是本发明双活塞效应阀座使用原理另一示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例：请参阅图1至图11，一种浮动式阀座热力蝶阀，包括阀体1、蝶板2和阀杆3，蝶板2通过阀杆3安装于阀体1的流道并绕阀杆3转动，阀体1的流道口向内延伸形成环状凸缘100，在环状凸缘内侧与蝶板周侧密封面之间设有双活塞效应阀座4，该双活塞阀座包括阀座41和相配合的弹簧座42，弹簧座42周向均匀分布有若干弹簧槽孔420，每一槽孔设有一弹簧43，弹簧43一端抵触于弹簧座42上，弹簧43另一端抵触于阀体环状凸缘100内侧壁，且阀体环状凸缘100内侧壁与弹簧座之间预留间隙L，所述双活塞效应阀座4可以沿阀体轴线自由浮动进而使阀座41密封面与蝶板3保持紧密接触。本发明蝶板2与阀座41之间的密封为球面对球面的金属密封结构，蝶板2的密封球面对应的截流直径R1略大于阀体流道口处环状凸缘的口径R2。所述蝶板2的密封球面镀硬铬层21，对应阀座41密封球面堆焊STL司太立合金层410，两者配合形成金属对金属的密封副。
请参阅图1、图4及图5、图6，本发明的阀座41是由基座环411及一体成型的座筒412，弹簧座42套于座筒412上并抵压于基座环上，基座环与弹簧座接触的支撑面为斜面4110，该斜面与座筒周的径向面夹角α为12°－18°，座筒沿轴向延伸至阀体凸缘的缺口处形成防尘裙边4120，所述双活塞效应阀座4置于阀座41与阀体1组成的封闭空间内，以防止管道内的杂质等进入到上述空间而影响双活塞效应阀座正常使用或缩短使用寿命。在弹簧座42外周壁及内周壁设有环形槽421、422并配有O形圈分别与阀体及阀座密封接触。
请参阅图9，本发明阀杆3设有弹性元件加载的PTFE密封圈4，阀杆3的阀体1结合处还设有密封环5，密封环与阀杆及阀体的结合面加设多道橡胶O形圈6密封。
本发明使用时，当介质流向如图10所示时，介质的正向推力（右侧箭头）大于反向推力（左侧箭头），浮动阀座在介质作用下移动以保证可靠密封；当介质流向如图11所示时，介质反向推力（右侧箭头）大于正向推力（左侧箭头），浮动阀座同样向蝶板挤压，从而保证阀门密封。
本发明阀门具有如下特点：
1 、阀体使用材料为ASTM A105，是高温压力容器的专用材料，阀门可以长期在＜250℃，＜5.0Mp的工作环境下工作；
2、阀门的密封付采用金属对金属，可抵御介质中的其它颗粒杂质对密封表面的损伤；
3、本发明特殊的双活塞效应阀座能可靠的保证对介质的双向密封，阀门的弹簧座结构可补偿温差影响，使密封比压保持稳定；
4、本发明阀杆保证阀门长期静止后使用能可靠动作，阀杆的弹性元件加载的PTFE密封和密封环内多道橡胶密封确保动载密封的可靠，调整简便；
5、本发明阀门的蝶板、阀座、弹簧座等内件零件用不锈钢制作，不会锈蚀，本发明三偏心结构使阀门密封付摩擦力矩降低，阀门启闭动作快，可以做流量调节使用；本发明焊接式结构便于和热力管道的连接；
6、本发明阀门可以配置气动或电动装置，实现自动化控制；阀门可以埋地安装，有专用的顶部操作驱动装置。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
Claims (6)
1.一种浮动式阀座热力蝶阀，其特征在于：包括阀体、蝶板、阀杆和双活塞效应阀座，蝶板通过阀杆安装于阀体的流道并绕阀杆转动，阀体的流道口向内延伸形成环状凸缘，在环状凸缘内侧与蝶板周侧密封面之间设有双活塞效应阀座，该双活塞阀座包括阀座和相配合的弹簧座，弹簧座周向均匀分布有若干弹簧孔，每一孔设有一弹簧，弹簧一端抵触于弹簧座上，弹簧另一端抵触于阀体环状凸缘内侧壁，所述双活塞效应阀座可以沿阀体轴线自由浮动进而使阀座密封面与蝶板保持紧密接触。
2.根据权利要求1所述的浮动式阀座热力蝶阀，其特征在于：所述蝶板与阀座之间的密封为球面对球面的金属密封结构，蝶板的密封球面对应的流道直径略大于阀体流道口处环状凸缘的口径。
3.根据权利要求2所述的浮动式阀座热力蝶阀，其特征在于：所述蝶板的密封球面镀硬铬，对应阀座密封球面堆焊STL司太立合金，两者配合形成金属对金属的密封副。
4.根据权利要求1至3之一所述的浮动式阀座热力蝶阀，其特征在于：所述阀座是由基座环及一体成型的座筒，弹簧座套于座筒上并抵压于基座环上，基座环与弹簧座接触的支撑面为斜面，该斜面与座筒周的径向面夹角为12°－18°，座筒沿轴向延伸至阀体凸缘的缺口处形成防尘裙边，所述双活塞效应阀座置于阀座与阀体组成的封闭空间内，以防止管道内的杂质等进入到上述空间而影响双活塞效应阀座正常使用或缩短使用寿命。
5.根据权利要求1至3之一所述的浮动式阀座热力蝶阀，其特征在于：所述弹簧座外周壁及内周壁设有环形槽并配有O形圈分别与阀体及阀座密封接触。
6.根据权利要求1或2所述的浮动式阀座热力蝶阀，其特征在于：所述阀杆设有弹性元件加载的PTFE密封圈。
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