CN105003667B - 一种四偏心蝶阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四偏心蝶阀，属于偏心蝶阀技术领域，该蝶阀包括四个偏心结构，而由于阀座的回转中心轴线和阀座密封面截面素线两者构成的第四偏心可以使得蝶阀的啮合角角度可调，从而可以根据工况要求改变第三和第四偏心，在不同的环境中设计出各种合理啮合角β，从而可以减小第二偏心尺寸，实现较小扭矩开启。本发明结构简单，同时有效地降低了阀门开启的扭矩，同时使得本发明的阀门驱动所配的执行器耗能大大降低，从而有效地实现了节能环保。

Description

一种四偏心蝶阀
技术领域
本发明涉及一种新型蝶阀，属于偏心蝶阀技术领域，尤其涉及一种四偏心蝶阀。
背景技术
通常在阀门行业里，蝶阀是其中一种常用的阀门类型，蝶阀从中线蝶阀(单偏心)到双偏心蝶阀，再到三偏心蝶阀不断技术改进，每次改进后，阀杆上的扭矩都是不断减小，更容易开启，虽然三偏心是很不错的结构，比之单偏心和双偏心，开启扭矩大大减小，三偏心更蝶阀不能通过不同的工况自由设计合理啮合角，从而造成蝶阀的开启扭矩较大、不节能环保的缺点。
在中国发明专利说明书CN103759025A中公开了一种四偏心蝶阀及密封环，其包括阀杆、碟板、阀体、阀座和密封环，所述密封环在阀门关闭时与阀座之间形成密封面，所述阀杆的轴心线与密封面不相重合，所述阀杆的轴心线与所述阀门通道的中心线不相交；所述密封环的外表面与阀座的内表面相配合，并且为空间上一个椭圆锥外表面的一部分；所述密封环的截面为正圆或者近似正圆，所述密封环在阀门关闭时对应的椭圆锥的中心线与所述阀门通道的中心线不相平行。该发明蝶阀的密封环的外表面为空间上一个椭圆锥外表面的一部分，密封环在阀门关闭时与阀座形成的密封面的截面为正圆或者近似正圆，使得密封环受到的压力在密封面上的分布是均匀的，从而大大延长产品的使用寿命。该发明虽然也是四偏心蝶阀，但是它的第四偏心是指椭圆锥长轴半角和短轴半角之间具有角度差，并且满足密封环与阀座形成的密封面的截面为正圆或者近似正圆，这种偏心虽然可以很好地解决蝶阀阀门开启关闭时密封换磨损的问题，但是该发明并不能有效地降低阀门开启所需的扭矩，从而不能实现环保节能。
在中国发明专利说明书CN102141156B中公开了一种四偏心蝶阀及设计方法，其发明主要解决的问题是四偏心蝶阀动静密封面的干涉问题，虽然该发明中的四偏心蝶阀同样具有操作力矩小等优点，但是该发明设计算法复杂，只是在理论上对四偏心蝶阀的设计提供支撑，不利于工业化蝶阀生产加工以及制造使用。
在中国发明专利说明书CN104048057A中公开了一种新型四偏心椭圆密封面双向压蝶阀，其包括阀体、活动阀座、蝶板和阀杆，阀体包括具有水平延伸的阀门流道中心线的阀门流道，活动阀座安装于阀体内，蝶板与阀杆下端固定连接，活动阀座位于蝶板一侧，蝶板上设有活动密封环，活动密封环通过蝶板压环固定在蝶板上，活动阀座内设有阀座密封面，活动密封环圆周上具有与阀座密封面相匹配形成密封该阀门的密封副的密封环密封面，密封副为椭圆密封副，阀座密封面形成一个相对该阀门流道中心线偏斜的斜置椭圆锥体的一部分，阀门流道中心线位于椭圆密封副轴向中心线下方，所述顶点位于阀门流道中心线下方。该发明虽然具有结构简单，密封面之间无摩擦，密封效果好，耐腐蚀，使用寿命长，能减少流道面积，减小关闭扭矩，降低执行机构选型成本，并且安装方便，对中性好等优点，但是该发明是通过使椭圆密封副的椭圆锥体与阀门流道中心线偏斜而减小阀门的关闭扭矩，这种方法与本发明减小阀门开启关闭的扭矩的原理有本质区别，即该发明并没有公开一种针对有效降低阀门开启扭矩的四偏心蝶阀。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种四偏心蝶阀，其可以有效通过对阀门密封副的设计产生第四偏心从而能够有效地降低阀门开启、关闭的扭矩。
为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种四偏心蝶阀，其包括阀杆、蝶板、阀体、阀座、压圈；所述阀体具有一阀门流道；所述阀座通过所述压圈安装于阀体内；所述蝶板设置在所述阀门流道中，并与所述阀杆连接；所述蝶板可在所述阀杆作用下转动；所述蝶板和所述阀座配合形成锥形密封面；所述阀杆的轴心线与所述蝶板的竖直中心线不相交；所述阀杆的轴心线与所述阀门流道的中心线不相交；所述阀座的回转中心轴线与所述阀门流道的中心线之间形成一偏角；其特征在于：任意两个通过所述阀座的回转中心轴线的平面与所述锥形密封面相交形成四条交线；位于同一平面内的两条交线与所述阀座的回转中心轴线形成两个夹角，所述两个夹角大小不同；位于不同平面内的交线与所述阀座的回转中心轴线形成的夹角也大小不同。
在本发明的一种优选实施方案中，用任意垂直于所述阀门流道的中心线的平面截所述锥形密封面，所截得的图形的端面形状为圆形。
在本发明的一种优选实施方案中，所述锥形密封面由所述蝶板上的密封环和所述阀座上的密封面配合形成。
本发明的优点在于：本发明结构简单，通过对阀门密封副的结构设计有效地减小了阀门开启或者关闭时所需的扭矩，从而使得阀门驱动所装配的执行器的选型可以更经济节能，故有效地降低了蝶阀的使用能耗，高效地的实现了节能环保。
附图说明
图1是本发明四偏心蝶阀实施例的立体状态示意图；
图中：1-阀杆，2-蝶板，3-阀体，4-阀座，5-压圈，6-密封环，1P-第一偏心，2P-第二偏心，3P-第三偏心，4P-第四偏心,a-阀杆轴心线，b-阀门流道的中心线,c-密封面中心线,d-阀座的回转中心轴线，α-锥顶角，β-啮合角。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由图1本四偏心蝶阀实施例的立体状态示意图可知，本四偏心蝶阀包括阀杆1、蝶板2、阀体3、阀座4、压圈5和密封环6；阀体3的中心开有一阀门流道；阀座4通过压圈5压装于阀体3内；蝶板2设置在阀门流道中，并与阀杆1连接；蝶板2可在阀杆1作用下转动；蝶板2上安装有密封环6；阀座4上设置有阀座密封面；密封环6的外表面和阀座密封面的内表面可配合形成一锥形密封面；阀杆的轴心线a与蝶板2的竖直中心线不相交(即阀杆的轴心线a与阀座密封面的中心线不相交)，两者之间的偏置尺寸构成第一偏心1P；阀杆的轴心线a与阀门流道的中心线b不相交，两者之间的偏置尺寸构成第二偏心2P；阀座的回转中心轴线d与阀门流道的中心线b之间形成一偏角，这个偏置角度构成第三偏心3P；最后第四偏心是：任意两个通过阀座的回转中心轴线的平面与阀座密封面相交形成四条交线；位于同一平面内的两条交线与所述阀座的回转中心轴线形成两个夹角，所述两个夹角大小不同；位于不同平面内的交线与所述阀座的回转中心轴线形成的夹角也大小不同，即阀座的回转中心轴线d和阀座密封面截面素线形成一个偏置角度，这个偏置角度就是第四偏心4P；阀座密封面的空间几何形状是通过一条与阀座的回转中心轴线d相交成一定角度的一条素绕阀座的回转中心轴线d旋转一周，同时在旋转的过程中该素线与阀座的回转中心轴线d之间的角度也会随着一个函数变化而形成一个锥形体。当用任意垂直于阀门流道的中心线的平面截锥形密封面时，所截得的图形的端面形状为圆形。三偏心结构锥顶角α(设计后一般为固定值)是第四偏心的两倍，在三偏心结构中，第四个偏心也是一个定值，当阀门处于开启状态时，蝶板密封面会完全脱离阀座密封面，蝶板密封面转动轨迹的切线与阀座密封面之间形成啮合角β，那么啮合角β在各个截面上也是一个定值。四偏心结构不同于三偏心就是第四偏心不等于锥顶角α的两倍，而是一个可变的任意值，其啮合角β也是一个可变的任意值，那么可以根据工况要求，在不同的环境中设计出各种合理啮合角β，使阀门更容易开启，由于阀门更容易开启了，第二偏心2P尺寸(越大，阀门更容易开启)可以设计更小，可以从以前的偏心十几个毫米缩小到2-3毫米，第二偏心带来的偏心矩也就大大的降低了，则阀门开启的扭矩也就大大的降低，从而可以实现节能环保的目的，也就是本发明的蝶阀的第一偏心根据阀门结构而定，而可以根据工况要求改变第三和第四偏心，在不同的环境中设计出各种合理啮合角β，从而可以减小第二偏心尺寸，实现较小扭矩开启。

Claims (3)

1.一种四偏心蝶阀，包括阀杆、蝶板、阀体、阀座、压圈；所述阀体具有一阀门流道；所述压圈将密封环固定在所述蝶板上；所述蝶板设置在所述阀门流道中，并与所述阀杆连接；所述蝶板可在所述阀杆作用下转动；所述蝶板和所述阀座配合形成锥形密封面；所述阀杆的轴心线与所述蝶板的竖直中心线不相交；所述阀杆的轴心线与所述阀门流道的中心线不相交；所述阀座的回转中心轴线与所述阀门流道的中心线之间形成一偏角；其特征在于：任意两个通过所述阀座的回转中心轴线的平面与所述锥形密封面相交形成四条交线；位于同一平面内的两条交线与所述阀座的回转中心轴线形成两个夹角，所述两个夹角大小不同；位于不同平面内的交线与所述阀座的回转中心轴线形成的夹角也大小不同。
2.如权利要求1所述的一种四偏心蝶阀，其特征在于：用任意垂直于所述阀门流道的中心线的平面截所述锥形密封面，所截得的图形的端面形状为圆形。
3.如权利要求1所述的一种四偏心蝶阀，其特征在于：所述锥形密封面由所述蝶板上的密封环和所述阀座上的密封面配合形成。
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