CN103836208B - 一种小口径三偏心蝶阀及其用途 - Google Patents

一种小口径三偏心蝶阀及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小口径三偏心蝶阀及其用途，包括阀体，所述阀体上设有阀板，所述阀板连接有阀杆，所述阀体与阀板的接触面设有密封圈，所述阀体上固定有压板，所述阀体与压板之间形成凹槽，所述密封圈在靠近阀体的一侧设置在凹槽内。所述密封圈与压板之间设有加强复合石墨垫片。所述密封圈与阀体之间设有加强复合石墨垫片。采用本发明的结构保证密封圈既不会在凹槽内随意晃动，又可在高温工况工作时能够自由膨胀。从而保证密封圈和阀板的密封面在热态工况膨胀一致，保证阀门在高温工况下具有良好的密封性能。

Description

一种小口径三偏心蝶阀及其用途
技术领域
本发明涉及一种阀门，特别涉及一种小口径三偏心蝶阀及其用途。
背景技术
在炼油化工行业装置管线的一些关键位置，由于对阀门的调节性能、快速关闭时间以及关闭时的泄漏等级均有着严格的要求，因此，三偏心蝶阀因为其调节性好、关闭时间短以及可实现零泄漏的特点，得到广泛的应用。
当三偏心蝶阀工作于温度超过450℃的工况时，由于热变形以及密封圈和阀板膨胀不一致的原因，导致其在高温工况时密封性能降低或者完全失效，降低了整个装置的工作效率甚至带来安全隐患。因此，解决三偏心蝶阀在高温工况下阀板和密封圈的同步膨胀问题成为三偏心蝶阀能否正常运行的关键。对于大口径三偏心蝶阀（DN＞600），一般通过设计双筒体结构来抵销阀板和密封圈热态膨胀不一致带来的影响。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：对于小口径三偏心蝶阀（DN≤600）来说，由于其口径和开档尺寸的限制，使得双筒体结构无法得到足够的设计空间，因此运用上述方法无法实现小口径三偏心蝶阀在高温工况下具有良好的密封性能。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种在高温工况下具有良好的密封性能的小口径三偏心蝶阀。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：
一种小口径三偏心蝶阀，包括阀体，所述阀体上设有阀板，所述阀板连接有阀杆，所述阀体与阀板的接触面设有密封圈，所述阀体上固定有压板，所述阀体与压板之间形成凹槽，所述密封圈在靠近阀体的一侧设置在所述凹槽内，所述密封圈的外圈壁与所述凹槽的内壁之间设有膨胀间隙，所述膨胀间隙能够使所述密封圈在热态膨胀时不受凹槽约束。
所述密封圈与所述压板之间设有加强复合石墨垫片。
所述密封圈与所述阀体之间设有加强复合石墨垫片。
所述凹槽内设有导向销，所述导向销固定在所述阀体上，所述密封圈套设在所述导向销上。
所述密封圈上设有第一导向槽，所述加强复合石墨垫片上设有第二导向槽，所述第一导向槽和第二导向槽位于同一轴线上，所述导向销一端设置在第一导向槽和第二导向槽内，所述导向销另一端固定在所述阀体上。
所述压板通过压紧螺栓固定在所述阀体上;所述压板作用到密封圈上的作用力对密封圈只是起到预压作用，使得密封圈不会产生晃动或位移，在高温工况时又不会对密封圈的膨胀产生约束。
所述阀杆为通径通轴结构，在不安装执行机构的一侧设有间隙。
所述阀板与所述密封圈接触的密封面堆焊有硬质合金。
本发明还提供一种所述的小口径三偏心蝶阀在硝酸尾气能量回收机组的硝酸尾气透平旁路上的用途。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
采用本发明的结构保证密封圈既不会在凹槽内随意晃动，又可在高温工况工作时能够自由膨胀。从而保证密封圈和阀板的密封面在热态工况膨胀一致，保证阀门在高温工况下具有良好的密封性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的小口径三偏心蝶阀径向剖视图；
图2是图1的I处放大图；
图3是本发明实施例提供的小口径三偏心蝶阀轴向剖视图；
图4是本发明实施例提供的密封圈的结构示意图；
图5是图4的侧面剖视图；
图6是本发明实施例提供的加强复合石墨垫片的结构示意图。
图中：1阀板，2加强复合石墨垫片，3导向销，4密封圈，5压紧螺栓，6压板，7阀体，8阀杆，9凹槽，10执行机构，11第一导向槽，12第二导向槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1和图2，一种小口径三偏心蝶阀，包括阀体7，阀体7上设有阀板1，阀板1连接有阀杆8，阀体7与阀板1的接触面设有密封圈4，阀体7上固定有压板6，阀体7与压板6之间形成凹槽9，密封圈4在靠近阀体7的一侧设置在凹槽9内。密封圈4的外圈壁与凹槽9的内壁之间设有膨胀间隙，所述膨胀间隙能够使所述密封圈在热态膨胀时不受凹槽约束。
本发明的密封圈作为密封附件，具有可更换性，在密封面磨损时，方便更换密封圈。压板与阀体为对夹式结构，设置压板，相当于增厚阀体，将密封圈的同步膨胀补偿设计放置到阀体中，从而很好的保证了阀门的密封面开口面积，使阀门的密封面开口面积容易符合相关设计要求；密封圈和阀板的密封面在热态工况膨胀一致，保证阀门在高温工况下具有良好的密封性能。
本实施例是在上述实施例的基础上，密封圈4与压板6之间设有加强复合石墨垫片2。密封圈4与阀体7之间设有加强复合石墨垫片2。加强复合石墨垫片2优选为金属加强复合石墨垫片。
其中，加强复合石墨垫片，加强材质为金属或者陶瓷，采用金属或者陶瓷作为骨架结构，其特征为可形成空隙状结构，在空隙处填充入石墨，其骨架结构可保证垫片的强度，而填充的石墨可在高温工况时析出到垫片表面，在垫片与密封圈之间形成石墨滑动层，可减少金属与金属之间的摩擦阻力，利于密封圈热态膨胀。
本发明的加强复合石墨垫片可选用艾志工业技术集团，其规格为AIG39D金属增强石墨垫片，厚度为2mm，金属基材材质为304SS，可整张买回自行加工成所需要的尺寸，也可委托加工至成品尺寸。也可选用该公司规格为AIGOEM139系列的金属增强石墨板材垫片。
在密封圈两侧设计有加强复合石墨垫片，在凹槽内设计合适的膨胀间隙值，当阀门升温后，密封圈4沿凹槽的径向膨胀，两侧的加强复合石墨垫片2析出到表面的石墨可起到润滑减少磨檫力的作用。
本实施例是在上述实施例的基础上，凹槽9内设有导向销3，导向销3固定在阀体7上，导向销3套设在密封圈4上。
参见图2、图4、图5和图6，密封圈4上设有第一导向槽11，加强复合石墨垫片2上设有第二导向槽12，第一导向槽11和第二导向槽12位于同一轴线上，两个导向槽相连通，导向销3一端设置在第一导向槽11和第二导向槽12内，导向销3另一端固定在阀体7上。在热态膨胀时，导向销3能够使密封圈4沿导向销3方向膨胀，从而保证密封型面的膨胀一致性。导向槽优选为圆弧条形。
设置导向销来保证密封圈膨胀时的方向，使密封圈沿着径向膨胀，而不会发生转动，从而影响到密封效果，因为密封圈的内圈为椭圆形，内圈与阀板结合，外圈为圆形，外圈设置在凹槽内。如果发生旋转，密封效果差。
参见图3，作为优选，压板6通过压紧螺栓5固定在阀体7上。但压板作用到密封圈上的作用力对密封圈只是起到预压作用，使得密封圈不会产生晃动或位移，在高温工况时又不会对密封圈的膨胀产生约束。
本实施例是在上述实施例的基础上，阀板7与密封圈4接触的密封面堆焊有硬质合金。
阀板可为整体式结构，在阀板的密封面堆焊硬度稍高的硬质合金，根据温度的不同可选用D802、D812、D507等，可以保证密封面不被含有磨蚀性颗粒的介质损坏，也不会被硬度稍低的密封圈的密封面损坏。
参见图3，为了防止在热态膨胀时阀杆8对阀板1的影响，将阀杆8设计为无约束形式，即当阀杆8随阀板1膨胀时，整个阀杆8方向没有对膨胀产生约束的设计；一侧通过计算预留一定的膨胀间隙值b，另一侧与执行机构连接端也要求执行机构10不能对阀杆沿轴向产生约束。
本发明的阀杆设计为通径通轴结构，在不安装执行机构的一侧设计有间隙，它的作用是使阀板可自动与密封圈对中，在高温工况时可克服阀板膨胀的影响。
本发明实施例的小口径三偏心蝶阀主要应用于硝酸尾气能量回收机组的硝酸尾气透平旁路，流通介质温度一般在500-600℃，正常工作时阀门处于关闭状态，对密封等级要求较高，如果密封不严会影响整个机组的效率，造成经济损失。通过在几套装置上的实际使用，本发明的小口径三偏心蝶阀在热态工况下密封性能较好，保证了小口径三偏心蝶阀密封椭圆型面不会因在高温工况下膨胀不一致导致密封性能降低的情况发生，使得小口径三偏心硬密封蝶阀在低温工况和高温工况均具有一致的密封性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种小口径三偏心蝶阀，包括阀体，所述阀体上设有阀板，所述阀板连接有阀杆，其特征在于，所述阀体与阀板的接触面设有密封圈，所述阀体上固定有压板，所述阀体与压板之间形成凹槽，所述密封圈在靠近阀体的一侧设置在所述凹槽内，所述密封圈的外圈壁与所述凹槽的内壁之间设有膨胀间隙，所述膨胀间隙能够使所述密封圈在热态膨胀时不受凹槽约束；
所述密封圈与所述阀体之间设有加强复合石墨垫片；
所述凹槽内设有导向销，所述导向销固定在所述阀体上，所述密封圈套设在所述导向销上；
所述密封圈上设有第一导向槽，所述加强复合石墨垫片上设有第二导向槽，所述第一导向槽和第二导向槽位于同一轴线上，所述导向销一端设置在第一导向槽和第二导向槽内，所述导向销另一端固定在所述阀体上；
所述小口径三偏心蝶阀用于硝酸尾气能量回收机组的硝酸尾气透平旁路。
2.根据权利要求1所述的小口径三偏心蝶阀，其特征在于，所述密封圈与所述压板之间设有加强复合石墨垫片。
3.根据权利要求1所述的小口径三偏心蝶阀，其特征在于，所述压板通过压紧螺栓固定在所述阀体上；所述压板作用到密封圈上的作用力对密封圈只是起到预压作用，使得密封圈不会产生晃动或位移，在高温工况时又不会对密封圈的膨胀产生约束。
4.根据权利要求1所述的小口径三偏心蝶阀，其特征在于，所述阀杆为通径通轴结构，在不安装执行机构的一侧设有间隙。
5.根据权利要求1-4任一项所述的小口径三偏心蝶阀，其特征在于，所述阀板与所述密封圈接触的密封面堆焊有硬质合金。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的小口径三偏心蝶阀在硝酸尾气能量回收机组的硝酸尾气透平旁路上的用途。
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