CN105156727A - 一种大尺寸止回蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蝶阀，属于管道设备领域，具体涉及一种大尺寸止回蝶阀。包括阀门总成以及驱动阀门总成闭合的驱动系统，所述阀门总成包括：阀体，通过驱动阀轴安装于所述阀体内并且能够旋转的蝶板，所述蝶板为桁架结构。因此，本发明具有如下优点：(1)在泵站工况上，本发明同时具备截止、止回功能，空间紧凑，即“一阀代替两阀”，扩大了止回蝶阀的适用范围；(2)本发明主体材料为镍铬铸铁，在海水介质中的使用性能超过不锈钢，其强度、韧性和加工性能均能满足海水介质的使用要求。

Description

一种大尺寸止回蝶阀

技术领域

本发明涉及一种蝶阀，属于管道设备领域，具体涉及一种大尺寸止回蝶阀。

背景技术

在钢铁、冶金、电力、石化、化工、自来水、造纸、制药、环保、给排水、市政建设等行业领域的各类泵站的水泵出口，通常都会用到大尺寸止回蝶阀，用于输送工业水、海水等腐蚀性介质。替代止回阀和闸阀的功能，作截断、变速止回用。

但是，现有大尺寸止回蝶阀仅在流道的一侧采用硬密封结构，不能实现两个不同方向的密封，限制了该阀的适用范围。并且阀门主体材料致密度差，不耐海水介质冲刷和磨损，容易产生泄露，阀门的使用寿命极短；海水是含盐度极高的强腐蚀性介质，对一般金属有较强的腐蚀作用。长期以来，人们常选用钛材、铜镍合金、镍铝青铜合金作为耐海水腐蚀的材料，钛材料腐蚀性能高，但导热性能差，价格昂贵，且不容易加工；铜镍合金易产生接触电化学腐蚀；镍铝青铜合金具有优异的耐应力腐蚀开裂、耐腐蚀疲劳性能、耐侵蚀腐蚀、耐空泡腐蚀和海生物污损等性能，在海水中不发生点蚀，不发生氯化物应力腐蚀开裂，但在其在污染海水中的耐腐蚀性能下降，用作海水介质阀门材料不理想。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种大尺寸止回蝶阀。该蝶阀主体材料为至密性能极优的镍铬铸铁，其强度、韧性和加工性能均能满足海水介质的使用要求；在海水介质中的使用性能超过不锈钢，同时具备截止、止回功能，空间紧凑，即“一阀代替两阀”，扩大了止回蝶阀的适用范围。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种大尺寸止回蝶阀，包括阀体和蝶板，所述阀体和蝶板采用镍铬铸铁材料制造而成，其中，所述镍铬铸铁按重量百分比包括：碳2.8-3.2％、硅1.3-1.6％、锰0.8-1.2％，磷<0.08％、硫<0.10％、镍3.5-4.5％、铬1.5-3.5％、余量为铁。

优化的，上述的一种大尺寸止回蝶阀，包括阀门总成以及驱动阀门总成闭合的驱动系统，所述阀门总成包括：阀体、蝶板，所述蝶板通过其两端的驱动阀轴安装于所述阀体内并且能够旋转。

优化的，上述的一种大尺寸止回蝶阀，所述阀门总成还包括：设置于阀体靠近水泵出口通道内壁上的不锈钢浮动阀座、设置于蝶板的靠近水泵出口通道端的弹性软质橡胶密封圈，所述不锈钢浮动阀座、弹性软质橡胶密封圈通过调整盖板及调节螺钉与蝶板联接。

优化的，上述的一种大尺寸止回蝶阀，所述蝶板的内侧面通过两个桁接板与一个底板相连，并且所述蝶板与桁接板、底板构成桁架式结构。

优化的，上述的一种大尺寸止回蝶阀，与传动机构相连的驱动阀轴上设置有铜合金自润滑轴承。

优化的，上述的一种大尺寸止回蝶阀，驱动阀轴与驱动系统相连，所述驱动系统包括通过双向电磁阀与蓄能器相连的液控执行器，该液控执行器的活塞杆通过连杆轴与曲柄孔的圆周连接，所述曲柄的轴心与驱动阀轴相连；所述液控执行器内设置有通过双向电磁阀与蓄能器相连通的开启腔和关闭腔，当所述蓄能器的高压油进入开启腔或关闭腔时，所述活塞杆带动曲柄转动从而控制蝶板翻转。

优化的，上述的一种大尺寸止回蝶阀，所述曲柄与限位器相连。

因此，本发明具有如下优点：(1)在泵站工况上，本发明同时具备截止、止回功能，空间紧凑，即“一阀代替两阀”，扩大了止回蝶阀的适用范围；(2)本发明主体材料为镍铬铸铁，在海水介质中的使用性能超过不锈钢，其强度、韧性和加工性能均能满足海水介质的使用要求。

附图说明

附图1是本发明的一种系统结构示意图；

附图2是附图1的左视图；

附图3是附图1中阀门总成1的主视图；

附图4是附图1中阀门总成1的俯视图；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

图中，阀门总成1、驱动系统2、液控执行器201、液压站202、蓄能器203、活塞杆204、连杆轴205、曲柄206、限位器207、开度指示器208、驱动阀轴101、填料压盖102、阀轴填料103、铜合金自润滑轴承104、Yx形密封圈105、阀体106、不锈钢浮动阀座113、调整盖板107、弹性软质橡胶密封圈108、园柱销109、调节压板110、第一锁紧螺钉111、蝶板112、不锈钢浮动阀座113、驱动阀轴101、调节螺钉114、O形密封圈115、第二锁紧螺钉116、对开环117、第三锁紧螺钉118、端盖119、园柱销120、第四锁紧螺钉121、锁紧螺栓122、园柱销123、桁接板124、底板125。

实施例：

如图1、图2所示，一种大尺寸止回蝶阀，包括阀门总成1以及驱动阀门总成1闭合的驱动系统2。驱动系统2包括：液控执行器201、液压站202、蓄能器203。

如图3所示，阀门总成1包括：阀体106、不锈钢浮动阀座113、通过驱动阀轴101安装于阀体106介质通道内并且能够旋转的蝶板112，蝶板112内侧面通过两个桁接板124与一个底板125相连，蝶板112与桁接板124、底板125构成桁架式结构。

蝶板112结构采用双平板桁架式结构双平板过流式型式，强度高、刚性好。在主要部位设计为导流或流线型，流通性好。全开时两平板之间可通过水流，水流稳定，流阻系数小于0.12，全关时由于蝶板112呈桁架式结构，可承受较大的压力不变形，桁架板的边缘进行圆弧过渡，以防止腐蚀和减小磨损。

阀体106靠近水泵出口通道即海水介质入口通道内壁设置有不锈钢浮动阀座113，与海水介质通道垂直方向的阀体106两端内部设置有铜合金自润滑轴承104，驱动阀轴101贯穿蝶板112内孔，如图4所示。

铜合金自润滑轴承104的内表面设置有石墨基体，其最大承压力时的摩擦系数不超过0.15。并且铜合金自润滑轴承104的上端设置有包括石墨夹镍丝材料的阀轴填料103，该阀轴填料103高弹性、耐磨、成形好、自润滑性好。驱动阀轴101轴向设置有Yx形密封圈105，这种多重密封结构既能保证驱动阀轴101的密封性能又能有效的防泥沙进入。阀轴填料103通过填料压盖102固定于铜合金自润滑轴承104内，填料压盖102为一环形结构，该环形结构的一端伸入铜合金自润滑轴承104内从而将阀轴填料103固定于内。阀轴填料103为压盖调节型式。可现场调节和压紧阀轴填料103，还可在不拆开阀门总成1的情况下更换阀轴填料103。

蝶板112的靠近水泵出口通道海水介质入口通道端设置有弹性软质橡胶密封圈108。为确保大尺寸止回蝶阀的有效密封，采用双向橡胶软密封止回蝶阀结构。

不锈钢浮动阀座113、弹性软质橡胶密封圈108通过调整盖板107及调节螺钉114与蝶板112联接。通过锁紧螺钉111、调节螺钉114可现场调整弹性软质橡胶密封圈108的压缩量和不拆卸阀门总成1的基础上更换弹性软质橡胶密封圈108；这种设计的独到特点在于真正的可靠双向密封，正向承压时因径向偏心的作用力及海水对蝶板112的介质压力确保了正向密封的可靠，而反向承压时此两种作用力恰恰不利于密封，阀体106内置的不锈钢浮动阀座113设计和防泥沙结构才能真正确保证双向密封。可以通过提高驱动阀轴101、不锈钢浮动阀座113、阀体106密封面等零件的表面光洁度以及合理设计阀门的两个偏心值等措施来减小启闭力矩。表1是双向橡胶软密封止回蝶阀、金属硬密封止回蝶阀系列的优缺点对比表。

表1不同密封结构对比表

如图1-2所示，驱动阀轴101与驱动系统2相连，所述驱动系统2包括通过双向电磁阀202与蓄能器203相连的液控执行器201，该液控执行器201的活塞杆204通过连杆轴205与曲柄206的圆周连接，曲柄206的轴心通过铜合金自润滑轴承104与驱动阀轴101相连；铜合金自润滑轴承104可以固定阀门总成1的正确位置。液控执行器201内设置有通过双向电磁阀202与蓄能器203相连通的开启腔和关闭腔，当蓄能器203的高压油进和开启腔或关闭腔时，活塞杆204带动曲柄206转动从而控制蝶板112翻转。

由于工作介质为海水，阀体106、蝶板112采用镍铬铸铁，不锈钢浮动阀座113、驱动阀轴101、压板、及与海水介质接触的第一锁紧螺钉111、调节螺钉114、园柱销109等紧固件采用耐海水耐腐蚀性优良的双向不锈钢，保证在使用中不磨损，不变形。Yx形密封圈105及所有与海水介质接触的密封件均采用耐海水的丁腈橡胶，具有良好的抗海水腐蚀性、抗冲击性、抗臭氧及微生物的性能。填料压盖102采用青铜合金。阀体106、蝶板112等镍铬铸铁毛坯退火后进行抛丸处理；精加工前，阀体106内表面及蝶板112整个密封面均热喷涂杜邦耐海水氟碳材料。

阀体106和蝶板112采用镍铬铸铁按重量百分比包括：碳2.8-3.2％、硅1.3-1.6％、锰0.8-1.2％，磷<0.08％、硫<0.10％、镍3.5-4.5％、铬1.5-3.5％、余量为铁。

驱动系统2有足够的力矩和刚度，保证大尺寸止回蝶阀在开启和关闭时的稳定性，以及保证蝶板112能稳定停留在任意开启和关闭的中间位置上。所有大尺寸止回蝶阀都应装配有可调节的机械式开启和关闭的限位器207和开度指示器208。开度限位装置可靠，保证无开关过头现象，开度明显，并保证开度指示与蝶板112开度位置一致。本实施例人工操作机构手轮的最大作用力矩为90N·m。驱动系统2所产生的力矩，至少为开关止回蝶阀所需力矩的1.5倍，全行程操作平稳，无卡涩、无跳动现象，调整精度高，动作准确。

阀体106内的铜合金自润滑轴承104的工作压力不超过选用材料的的允许应力，并不超过轴承材料抗压强度的1/5，蝶板112的厚度不超过驱动阀轴101直径的2.25倍。装入阀体106中口内的铜合金自润滑轴承104是采用自润滑的材料，该材料应对海水与橡胶是无害的。驱动系统2产生的侧向压力或推力不传递给轴向密封的Yx形密封圈105。选择耐久的轴封材料和形式，在更换阀轴填料103时不需要拆除阀门总成1及驱动系统2内的任何部件。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了阀门总成1、驱动系统2、液控执行器201、液压站202、蓄能器203、活塞杆204、连杆轴205、曲柄206、限位器207、开度指示器208、驱动阀轴101、填料压盖102、阀轴填料103、铜合金自润滑轴承104、Yx形密封圈105、阀体106、不锈钢浮动阀座113、调整盖板107、弹性软质橡胶密封圈108、园柱销109、调节压板110、第一锁紧螺钉111、蝶板112、不锈钢浮动阀座113、驱动阀轴101、调节螺钉114、O形密封圈115、第二锁紧螺钉116、对开环117、第三锁紧螺钉118、端盖119、园柱销120、第四锁紧螺钉121、锁紧螺栓122、园柱销123、桁接板124、底板125等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种大尺寸止回蝶阀，包括阀体和蝶板，其特征在于，所述阀体和蝶板采用镍铬铸铁材料制造而成，其中，所述镍铬铸铁按重量百分比包括：碳2.8-3.2％、硅1.3-1.6％、锰0.8-1.2％，磷<0.08％、硫<0.10％、镍3.5-4.5％、铬1.5-3.5％、余量为铁。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸止回蝶阀，其特征在于，包括阀门总成(1)以及驱动阀门总成(1)闭合的驱动系统(2)，所述阀门总成(1)包括：阀体(106)、蝶板(112)，所述蝶板(112)通过其两端的驱动阀轴(101)安装于所述阀体(106)内并且能够旋转。

3.根据权利要求2所述的一种大尺寸止回蝶阀，其特征在于，所述阀门总成(1)还包括：设置于阀体(106)靠近水泵出口通道内壁上的不锈钢浮动阀座(113)、设置于蝶板(112)的靠近水泵出口通道端的弹性软质橡胶密封圈(108)，所述不锈钢浮动阀座(113)、弹性软质橡胶密封圈(108)通过调整盖板(107)及调节螺钉(114)与蝶板(112)联接。

4.根据权利要求2所述的一种大尺寸止回蝶阀，其特征在于，所述蝶板(112)的内侧面通过两个桁接板(124)与一个底板(125)相连，并且所述蝶板(112)与桁接板(124)、底板(125)构成桁架式结构。

5.根据权利要求2所述的一种大尺寸止回蝶阀，其特征在于，与传动机构相连的驱动阀轴(101)上设置有铜合金自润滑轴承(104)。

6.根据权利要求2所述的一种大尺寸止回蝶阀，其特征在于，驱动阀轴(101)与驱动系统(2)相连，所述驱动系统(2)包括通过双向电磁阀(202)与蓄能器(203)相连的液控执行器(201)，该液控执行器(201)的活塞杆(204)通过连杆轴(205)与曲柄孔(206)的圆周连接，所述曲柄(206)的轴心与驱动阀轴(101)相连；所述液控执行器(201)内设置有通过双向电磁阀(202)与蓄能器(203)相连通的开启腔和关闭腔，当所述蓄能器(203)的高压油进入开启腔或关闭腔时，所述活塞杆(204)带动曲柄(206)转动从而控制蝶板(112)翻转。

7.根据权利要求6所述的一种大尺寸止回蝶阀，其特征在于，所述曲柄(206)与限位器(207)相连。