CN104315161B - 具有可更换密封圈及浮动阀座的超低温四氟密封蝶阀 - Google Patents

Abstract

可更换密封圈及浮动阀座式超低温四氟密封蝶阀，包括阀体、阀杆、蝶板、压板圈、阀座、推板、卡板和卡环，压板圈通过轴向设置的紧固螺钉固定连接在蝶板前表面边缘上，压板圈与蝶板之间设有主密封圈，主密封圈外圈表面与阀座内圈表面接触并密封配合，阀体内壁设有圆环形卡槽，卡环的外半圈设在圆环形卡槽内，卡板通过径向设置的固定螺钉与阀体连接，推板设在卡板与阀座之间，推板后表面设有安装槽，安装槽内设有压缩弹簧，压缩弹簧后端与阀座前表面顶压配合，阀座外圈前侧和后侧分别设有前密封圈和后密封圈。本发明密封性能好，易于更换，维修方便快捷，使用寿命长。

Description

具有可更换密封圈及浮动阀座的超低温四氟密封蝶阀

技术领域

本发明涉及一种用于液化天然气（LNG）管道上的阀门，尤其涉及一种可更换密封圈及浮动阀座式超低温四氟密封蝶阀。

背景技术

蝶阀(英文：butterfly valve)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。蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。蝶阀全开到全关通常是小于90° ，蝶阀和蝶杆本身没有自锁能力，为了蝶板的定位，要在阀杆上加装蜗轮减速器。采用蜗轮减速器，不仅可以使蝶板具有自锁能力，使蝶板停止在任意位置上，还能改善阀门的操作性能。工业专用蝶阀的特点能耐高温，适用压力范围也较高，阀门公称通径大，阀体采用碳钢制造，蝶板的密封圈采用金属环代替橡胶环。大型高温蝶阀采用钢板焊接制造，主要用于高温介质的烟风道和煤气管道。

蝶阀的密封结构大致由阀体、阀杆、压板圈、蝶板、螺丝等组成，多为三偏心结构形式。阀体密封面（也称为阀座）为本体不锈钢或堆焊硬质合金材料经精加工而成为一体，是不能移动。密封圈采用不锈钢片+复合材料（称为多层次硬密封形式），或者是整体不锈钢制成，通常将密封圈用螺丝固定在蝶板上。

组成蝶板密封结构的各零部件（蝶板、压板圈、密封阀座）因相互之间用螺丝固定、压紧后成为一体，又与阀杆固定而无移动，与阀体密封面接触达到密封效果靠的是紧密的配合及尺寸精度，工作状态时随着温度的变化（由常温20℃变到低温-196℃）各零部件尺寸形状发生改变其相互之间不能移动而且没有补偿功能，所以在低温状态下密封性能难以保证。

另外，目前的蝶阀采用的是三偏心结构，加工精度高而且工艺复杂，密封圈及阀座很难做到可以互换或更换。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种密封可靠、便于拆装、安全性高、使用寿命长的可更换密封圈及浮动阀座式超低温四氟密封蝶阀。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：可更换密封圈及浮动阀座式超低温四氟密封蝶阀，包括阀体、阀杆和蝶板，阀杆沿阀体径向插设在阀体内，阀杆与阀体之间转动且密封连接，蝶板设在阀体内，阀杆与蝶板背部固定连接，所述蝶板前部与阀体内壁之间设有易拆卸密封结构；

所述易拆卸密封结构包括压板圈、阀座、推板、卡板和卡环，压板圈通过轴向设置的紧固螺钉固定连接在蝶板前表面边缘上，压板圈与蝶板之间设有主密封圈，主密封圈前侧面设有圆环形的定位槽，蝶板后表面设有插设在定位槽内的定位环，主密封圈外圈表面与阀座内圈表面均呈前小后大的圆锥形结构，主密封圈外圈表面与阀座内圈表面接触并密封配合，阀体内壁设有圆环形卡槽，卡环的外半圈设在圆环形卡槽内，卡板为圆环形结构，卡板前表面外边缘设有与卡环卡接配合的圆弧槽，圆弧槽横断面的圆心角为90°，卡板通过径向设置的固定螺钉与阀体连接，推板设在卡板与阀座之间，推板后表面设有安装槽，安装槽内设有压缩弹簧，压缩弹簧后端与阀座前表面顶压配合，阀座外圈前侧和后侧分别设有与阀体内壁密封配合的前密封圈和后密封圈；

主密封圈、前密封圈和后密封圈均由四氟材料制成。

所述卡板后端面内侧设有伸入到推板内孔的第一定位环，推板后端面内侧设有伸入到阀座内孔的第二定位环。

所述卡板沿轴向方向设有调节螺丝，调节螺丝后端与推板前表面顶压配合。

所述阀杆与蝶板之间通过销钉和平键连接。

所述阀体在阀杆一端设有阀盖，阀体在阀杆另一端设有长颈管，阀杆穿设在长颈管内，阀杆伸出长颈管的一端部连接驱动机构。

采用上述技术方案，阀杆沿阀体径向插设在阀体内，阀杆与阀体之间转动且密封连接，蝶板设在阀体内，阀杆与蝶板通过平键和销钉固定连接，阀杆一端连接有驱动机构，压板圈通过紧固螺钉将主密封圈固定在蝶板上，阀体内设有一个可以移动的阀座，阀座靠卡板上有圆孔槽，圆孔槽内设有压缩弹簧，压缩弹簧后端与阀座前表面顶压，同时将阀座后端外侧设有带斜面的后密封圈（即所谓的副密封副）与阀体内壁压紧配合起密封作用。卡板内设置的调节螺丝推压给压缩弹簧预紧力，同时压紧卡板端上带有斜面的前密封圈配合起密封作用。卡板在阀体内固定，其方法是阀体内壁上开个横断面1/2半圆的圆环形卡槽，卡板上开有一个与阀体上同径的横断面呈1/4圆弧的圆弧槽，将开口式的卡环放入圆环形卡槽内，拧紧卡板上的固定螺钉就会将卡板固定在阀体上。蝶板与压板圈之间设有圆环形的主密封圈，主密封圈的外圆与阀座密封接触，即形成主密封副。

主密封圈、前密封圈和后密封圈均由增强四氟材料制成（RPTFE）材料制成，主密封圈前表面设有带斜面的定位槽，压板圈有个与主密封圈上的定位槽吻合的第一定位环，压板圈上的紧固螺钉拧紧后将这个第一定位环进入主密封圈的定位槽内，一是起固定主密封圈，二是将主密封圈的外径尺寸加以限制，尤其是在低温状态下限制主密封圈的收缩变形量。主密封圈的外圈与阀座内圈均呈现微弧斜锥面，这样可在压缩弹簧的作用下，增强密封性能。

可移动的阀座由压缩弹簧力的预紧作用，使阀座可以在一定范围内移动，当阀门降温至-196℃时组织发生收缩，各部零件发生尺寸变化，尤其是主密封圈、前密封圈和后密封圈都有不同程度的尺寸变化，密封效果就会降低甚至发生泄漏，这时在压缩弹簧力的作用下推动阀座移动进行补偿，使密封重新吻合，最终达到完全密封效果。阀座的内表面呈现正锥面，与主密封圈外径微弧锥面形成线接触呈现出密封吻合带。

第二定位环起到限定推板只能沿轴向移动的作用，第三定位环起到限定阀座只能沿轴向移动的作用。

综上所述，本发明设计合理、结构简单、工艺容易实现，压缩弹簧使阀座可以在阀体内轴向移动，在压缩弹簧力的作用下阀座可以在低温变形后进行位移补偿，不使密封副脱离而造成密封泄漏，始终保持密封吻合而不泄漏。另外，密封圈及移动阀座可以达到互换及更换，而且不用将阀体从管道上割下来就能更换密封圈及移动阀座，维修更换方便，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明的可更换密封圈及浮动阀座式超低温四氟密封蝶阀，包括阀体1、阀杆2和蝶板3，阀杆2沿阀体1径向插设在阀体1内，阀杆2与阀体1之间转动且密封连接，蝶板3设在阀体1内，阀杆2与蝶板3背部固定连接，所述蝶板3前部与阀体1内壁之间设有易拆卸密封结构4。

易拆卸密封结构4包括压板圈5、阀座6、推板7、卡板8和卡环9，压板圈5通过轴向设置的紧固螺钉10固定连接在蝶板3前表面边缘上，压板圈5与蝶板3之间设有主密封圈11，主密封圈11前侧面设有圆环形的定位槽12，蝶板3后表面设有插设在定位槽12内的第一定位环13，主密封圈11外圈表面与阀座6内圈表面均呈前小后大的圆锥形结构，主密封圈11外圈表面与阀座6内圈表面接触并密封配合，阀体1内壁设有圆环形卡槽，卡环9的外半圈设在圆环形卡槽内，卡板8为圆环形结构，卡板8前表面外边缘设有与卡环9卡接配合的圆弧槽，圆弧槽横断面的圆心角为90°，卡板8通过径向设置的固定螺钉与阀体1连接，推板7设在卡板8与阀座6之间，推板7后表面设有安装槽14，安装槽14内设有压缩弹簧15，压缩弹簧15后端与阀座6前表面顶压配合，阀座6外圈前侧和后侧分别设有与阀体1内壁密封配合的前密封圈16和后密封圈17。

主密封圈11、前密封圈16和后密封圈17均由四氟材料制成。

卡板8后端面内侧设有伸入到推板7内孔的第二定位环23，推板7后端面内侧设有伸入到阀座6内孔的第三定位环24。第二定位环23起到限定推板7只能沿轴向移动的作用，第三定位环24起到限定阀座6只能沿轴向移动的作用。

卡板8沿轴向方向设有调节螺丝18，调节螺丝18后端与推板7前表面顶压配合。

阀杆2与蝶板3之间通过销钉19和平键20连接。

阀体1在阀杆2一端设有阀盖21，阀体1在阀杆2另一端设有长颈管22，阀杆2穿设在长颈管22内，阀杆2伸出长颈管的一端部连接驱动机构。

阀杆2沿阀体1径向插设在阀体1内，阀杆2与阀体1之间转动且密封连接，蝶板3设在阀体1内，阀杆2与蝶板3通过平键20和销钉19固定连接，阀杆2一端连接有驱动机构，压板圈5通过紧固螺钉10将主密封圈11固定在蝶板3上，阀体1内设有一个可以移动的阀座6，阀座6靠卡板8上有圆孔槽，圆孔槽内设有压缩弹簧15，压缩弹簧15后端与阀座6前表面顶压，同时将阀座6后端外侧设有带斜面的后密封圈17（即所谓的副密封副）与阀体1内壁压紧配合起密封作用。卡板8内设置的调节螺丝18推压给压缩弹簧15预紧力，同时压紧卡板8端上带有斜面的前密封圈16配合起密封作用。卡板8在阀体1内固定，其方法是阀体1内壁上开个横断面1/2半圆的圆环形卡槽，卡板8上开有一个与阀体1上同径的横断面呈1/4圆弧的圆弧槽，将开口式的卡环9放入圆环形卡槽内，拧紧卡板8上的固定螺钉就会将卡板8固定在阀体1上。蝶板3与压板圈5之间设有圆环形的主密封圈11，主密封圈11的外圆与阀座6密封接触，即形成主密封副。

主密封圈11、前密封圈16和后密封圈17均由增强四氟材料制成（RPTFE）材料制成，主密封圈11前表面设有带斜面的定位槽12，压板圈5有个与主密封圈11上的定位槽12吻合的第一定位环13，压板圈5上的紧固螺钉10拧紧后将这个第一定位环13进入主密封圈11的定位槽12内，一是起固定主密封圈11，二是将主密封圈11的外径尺寸加以限制，尤其是在低温状态下限制主密封圈11的收缩变形量。主密封圈11的外圈与阀座6内圈均呈现微弧斜锥面，这样可在压缩弹簧15的作用下，增强密封性能。

可移动的阀座6由压缩弹簧15力的预紧作用，使阀座6可以在一定范围内移动，当阀门降温至-196℃时组织发生收缩，各部零件发生尺寸变化，尤其是主密封圈11、前密封圈16和后密封圈17都有不同程度的尺寸变化，密封效果就会降低甚至发生泄漏，这时在压缩弹簧15力的作用下推动阀座6移动进行补偿，使密封重新吻合，最终达到完全密封效果。阀座6的内表面呈现正锥面，与主密封圈11外径微弧锥面形成线接触呈现出密封吻合带。

以上实施例仅用以说明而非限制本 发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本 发明进行修改或者等同替换，而不脱离本 发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.具有可更换密封圈及浮动阀座的超低温四氟密封蝶阀，包括阀体、阀杆和蝶板，阀杆沿阀体径向插设在阀体内，阀杆与阀体之间转动且密封连接，蝶板设在阀体内，阀杆与蝶板背部固定连接，其特征在于：所述蝶板前部与阀体内壁之间设有易拆卸密封结构；

所述易拆卸密封结构包括压板圈、阀座、推板、卡板和卡环，压板圈通过轴向设置的紧固螺钉固定连接在蝶板前表面边缘上，压板圈与蝶板之间设有主密封圈，主密封圈前侧面设有圆环形的定位槽，蝶板后表面设有插设在定位槽内的定位环，主密封圈外圈表面与阀座内圈表面均呈前小后大的圆锥形结构，主密封圈外圈表面与阀座内圈表面接触并密封配合，阀体内壁设有圆环形卡槽，卡环的外半圈设在圆环形卡槽内，卡板为圆环形结构，卡板前表面外边缘设有与卡环卡接配合的圆弧槽，圆弧槽横断面的圆心角为90°，卡板通过径向设置的固定螺钉与阀体连接，推板设在卡板与阀座之间，推板后表面设有安装槽，安装槽内设有压缩弹簧，压缩弹簧后端与阀座前表面顶压配合，阀座外圈前侧和后侧分别设有与阀体内壁密封配合的前密封圈和后密封圈；

主密封圈、前密封圈和后密封圈均由四氟材料制成；

卡板在阀体内固定的方法是：阀体内壁上开个横断面1/2圆的圆环形卡槽，卡板上开有一个与阀体上同径的横断面呈1/4圆的圆弧槽，将开口式的卡环放入圆环形卡槽内，拧紧卡板上的固定螺钉将卡板固定在阀体上；

所述卡板后端面内侧设有伸入到推板内孔的第一定位环，推板后端面内侧设有伸入到阀座内孔的第二定位环。

2.根据权利要求1所述的具有可更换密封圈及浮动阀座的超低温四氟密封蝶阀，其特征在于：所述卡板沿轴向方向设有调节螺丝，调节螺丝后端与推板前表面顶压配合。

3.根据权利要求2所述的具有可更换密封圈及浮动阀座的超低温四氟密封蝶阀，其特征在于：所述阀杆与蝶板之间通过销钉和平键连接。

4.根据权利要求3所述的具有可更换密封圈及浮动阀座的超低温四氟密封蝶阀，其特征在于：所述阀体在阀杆一端设有阀盖，阀体在阀杆另一端设有长颈管，阀杆穿设在长颈管内，阀杆伸出长颈管的一端部连接驱动机构。