CN105443777A - 记忆合金密封阀座结构及应用其的双偏心蝶阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及记忆合金密封阀座结构及应用其的双偏心蝶阀。记忆合金密封阀座结构，包括阀座组件和压紧组件，其特征在于：阀座组件包括阀座、金属密封环和记忆合金板弹簧；金属密封环为一端大一端小的T型，金属密封环的小端装在阀座内孔中，金属密封环的大端底面紧贴阀座的内端面，金属密封环的大、小两端分别设有大端C形圈、小端C形圈；记忆合金板弹簧套装在金属密封环的小端上，记忆合金板弹簧两端支撑在阀座上，记忆合金板弹簧外壁与阀座之间留有缓冲空间，记忆合金板弹簧的内壁支撑着金属密封环。本发明具有密封性能好、耐磨性好，所需要扭矩小，使用寿命长的优点，能够保证阀门设备安全、平稳地运行，提高生产效率。

Description

记忆合金密封阀座结构及应用其的双偏心蝶阀
技术领域
本发明涉及阀门设备，具体地说是一种适用于深冷工况下的记忆合金密封阀座结构及应用其的双偏心蝶阀，属于流体控制阀技术领域。
背景技术
在空气分离、液氧、液氮、LNG等行业的过程装置中，由于行业的特殊性，阀门面临着深冷工况的严格考验。如-172℃的LNG、-115℃的液氧、-112℃的液氮等介质，这些都对阀门的耐低温能力提出了非常高的要求。
在已有技术中，常规的双偏心金属密封蝶阀选用316或Incoel718等材质制作成金属密封环，其为带有一定角度或一段圆弧的冲压板材，金属密封环的背部依靠压圈或阀体上的台阶作为刚性支撑，通过金属密封环自身材料的弹性变形，与阀板密封面形成密封。在低温工况下，零部件的尺寸产生难以预测的变形，金属密封背部的刚性支撑点得不到补偿，从而达不到阀门密封所需的密封比压，导致密封环与阀板密封面结合处出现缝隙，引起阀门泄漏。通常的处理办法是缩小金属密封环内圈尺寸，加大金属密封环与阀板之间的过盈量，加上普通金属材料出现“冷脆”现象，金属密封环的弹性大幅降低，金属密封环与阀板密封面在仅仅几次动作行程后便开始磨损，最终导致通过阀座的泄漏量增大、阀门卡涩，严重时甚至无法正常开关。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，从而提供一种记忆合金密封阀座结构及应用其的双偏心蝶阀，应用所述阀座结构的双偏心蝶阀在低温工况下也具有密封性能好、耐磨性好，所需要扭矩小，使用寿命长的优点，能够保证阀门设备安全、平稳地运行，提高生产效率。
按照本发明提供的技术方案：记忆合金密封阀座结构，包括阀座组件和压紧组件，所述压紧组件用于将阀座组件紧固在阀体内腔中；其特征在于：所述阀座组件包括阀座、金属密封环和记忆合金板弹簧；所述金属密封环为一端大一端小的T型，金属密封环的小端装在阀座内孔中，金属密封环的大端底面紧贴阀座的内端面，金属密封环的大、小两端分别设有大端C形圈、小端C形圈；所述记忆合金板弹簧套装在金属密封环的小端上，记忆合金板弹簧两端支撑在阀座上，记忆合金板弹簧外壁与阀座之间留有缓冲空间，记忆合金板弹簧的内壁支撑着金属密封环，金属密封环的小端C形圈用于与阀板密封面密封配合。
作为本发明的进一步改进，所述记忆合金板弹簧为一端大一端小的锥筒形，记忆合金板弹簧的中部向内鼓起成弧形。
作为本发明的进一步改进，所述阀座内孔靠外端的部分设有凹槽，所述记忆合金板弹簧一端支撑在所述凹槽底部，记忆合金板弹簧另一端支撑在阀座内孔壁上；所述凹槽内侧边的顶部顶住金属密封环小端C形圈的底部。
作为本发明的进一步改进，所述金属密封环的大端C形圈、小端C形圈均是由端部边沿向内圆弧弯折形成。
作为本发明的进一步改进，所述金属密封环采用整体板材冲压而成。
作为本发明的进一步改进，所述金属密封环的大端C形圈的尺寸小于小端C形圈的尺寸。
作为本发明的进一步改进，所述金属密封环的大端C形圈内装有第一螺旋弹簧、小端C形圈内装有第二螺旋弹簧。
作为本发明的进一步改进，所述压紧组件包括压圈、六角螺母和螺杆，所述压圈定位在阀体内腔中，压圈上设有螺孔，所述螺杆螺装在所述螺孔内，螺杆内端顶住阀座外侧面，螺杆上安装螺母；通过螺杆与螺母的配合可调节螺杆的高度，将所述阀座、金属密封环和记忆合金板弹簧紧固住。
作为本发明的进一步改进，所述压圈通过设置在其外侧的金属圈定位，所述金属圈外半部分镶嵌在阀体内腔壁上的定位槽内，金属圈内半部分卡住压圈实现定位。
双偏心蝶阀，包括阀体、阀板和阀杆，所述阀板固定安装在阀杆上并能在阀杆带动下绕阀杆枢转，阀板在枢转时与安装在阀体内腔中的阀座结构配合，控制蝶阀流道的打开与闭合；其特征在于：所述阀座结构采用上述的记忆合金密封阀座结构；所述记忆合金密封阀座结构中的金属密封环的大端C形圈对应嵌入阀体上设有的沟槽中，大端C形圈与阀体和阀座之间形成两道平面密封；金属密封环小端C形圈与阀板之间形成密封，通过小端C形圈的弹性变形挤压阀板，从而相互配合对蝶阀流道进行密封。
本发明与已有技术相比，具有以下优点：
1、本发明中的记忆合金板弹簧采用记忆合金材料制成，在深冷工况下会产生微变形，其变形量能补偿金属密封环与阀板因深冷工况收缩而减少的过盈量，满足密封环与阀板之间所需的密封比压，提高了阀门在深冷工况下的密封性能。
2、本发明中的压紧组件可通过螺杆与螺母的配合来调节螺杆的高度，将阀座、金属密封环和记忆合金板弹簧紧固住，结构简单，安装及维护方便。
3、本发明的双偏心蝶阀在常温和深冷工况下，密封面都不会出现过高的密封比压，减轻磨损，延长阀门使用寿命，同时具有较低的操作扭矩。
附图说明
图1为本发明实施例1阀座结构示意图。
图2为图1中金属密封环的结构示意图。
图3为图1中记忆合金板弹簧的结构示意图。
图4为图1中记忆合金板弹簧的微变形示意图（虚线为记忆合金板弹簧在深冷工况下的产生的微变形）。
图5为应用实施例1中阀座结构的双偏心蝶阀的结构示意图。
图6为图5中的A部放大示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1~图4所示，实施例1是一种记忆合金密封阀座结构，其主要由阀座1、金属密封环2和记忆合金板弹簧3等组成。
如图1所示，本实施例1中，所述金属密封环2为一端大一端小的T型，金属密封环2的小端装在阀座1内孔中，金属密封环2的大端底面紧贴阀座1的内端面，金属密封环2的大、小两端分别设有大端C形圈2a、小端C形圈2b；所述记忆合金板弹簧3套装在金属密封环2的小端上，记忆合金板弹簧3两端支撑在阀座1上，记忆合金板弹簧3外壁与阀座1之间留有缓冲空间，记忆合金板弹簧3的内壁支撑着金属密封环2，金属密封环2的小端C形圈2b用于与阀板10密封面密封配合。
如图1所示，本实施例1中，所述记忆合金板弹簧3为一端大一端小的锥筒形，记忆合金板弹簧3的中部向内鼓起成弧形。这样的结构可以给金属密封环2的小端C形圈2b提供稳定的支撑力，提升密封性能。
如图1所示，本实施例1中，所述阀座1内孔靠外端的部分设有凹槽1a，所述记忆合金板弹簧3一端支撑在所述凹槽1a底部，记忆合金板弹簧3另一端支撑在阀座1内孔壁上；所述凹槽1a内侧边的顶部顶住金属密封环2小端C形圈2b的底部。
如图1、图2所示，本实施例1中，所述金属密封环2采用整体板材冲压而成。金属密封环2的大端C形圈2a、小端C形圈2b均是由端部边沿向内圆弧弯折形成。金属密封环2的大端C形圈2a的尺寸小于小端C形圈2b的尺寸。金属密封环2的大端C形圈2a内装有第一螺旋弹簧4.1、小端C形圈2b内装有第二螺旋弹簧4.2，所述第一螺旋弹簧4.1、第二螺旋弹簧4.2作为弹性增能。
如图1所示，本实施例1中，所述压圈5、六角螺母7、螺杆6和金属圈8组成一套用于将阀座1、金属密封环2和记忆合金板弹簧3紧固在阀体9内腔中的压紧组件，所述压圈5通过设置在其外侧的金属圈8定位在阀体9内腔中，所述金属圈8外半部分镶嵌在阀体9内腔壁上的定位槽内，金属圈8内半部分卡住压圈5实现定位；所述压圈5上设有螺孔，所述螺杆6螺装在所述螺孔内，螺杆6内端顶住阀座1外侧面，螺杆6上安装螺母7；通过螺杆6与螺母7的配合可调节螺杆6的高度，将所述阀座1、金属密封环2和记忆合金板弹簧3紧固住。
实施例2
如图5、图6所示，实施例2是一种双偏心蝶阀，其主要包括阀体9、阀板10和阀杆11，所述阀板10固定安装在阀杆11上并能在阀杆11带动下绕阀杆11枢转，阀板10在枢转时与安装在阀体9内腔中的阀座1结构配合，控制蝶阀流道的打开与闭合；所述阀座1结构采用实施例1的记忆合金密封阀座结构；所述记忆合金密封阀座结构中的金属密封环2的大端C形圈2a对应嵌入阀体9上设有的沟槽中，大端C形圈2a与阀体9和阀座1之间形成两道平面密封；金属密封环2小端C形圈2b与阀板10之间形成密封，通过小端C形圈2b的弹性变形挤压阀板10，从而相互配合对蝶阀流道进行密封。
本发明的工作原理如下：
本发明采用记忆合金板弹簧3来支撑金属密封环2，由于记忆合金板弹簧3是采用记忆合金材料制成，在常温工况下，记忆合金板弹簧3不产生任何变形，阀门依靠金属密封环2自身的结构形状以及小端C形圈2b中安装的第二螺旋弹簧4.2得到补偿量，达到阀门的密封。在深冷工况下，记忆合金板弹簧3会产生微变形，其变形量能补偿金属密封环2与阀板10因深冷工况收缩而减少的过盈量，满足密封环与阀板10之间所需的密封比压，从而提高了阀门在深冷工况下的密封性能。保证阀门在常温和深冷工况下均具有出色的密封性能，减轻密封面磨损，同时具有较低的操作扭矩。

Claims (10)

1.记忆合金密封阀座结构，包括阀座（1）组件和压紧组件，所述压紧组件用于将阀座（1）组件紧固在阀体（9）内腔中；其特征在于：所述阀座（1）组件包括阀座（1）、金属密封环（2）和记忆合金板弹簧（3）；所述金属密封环（2）为一端大一端小的T型，金属密封环（2）的小端装在阀座（1）内孔中，金属密封环（2）的大端底面紧贴阀座（1）的内端面，金属密封环（2）的大、小两端分别设有大端C形圈（2a）、小端C形圈（2b）；所述记忆合金板弹簧（3）套装在金属密封环（2）的小端上，记忆合金板弹簧（3）两端支撑在阀座（1）上，记忆合金板弹簧（3）外壁与阀座（1）之间留有缓冲空间，记忆合金板弹簧（3）的内壁支撑着金属密封环（2），金属密封环（2）的小端C形圈（2b）用于与阀板（10）密封面密封配合。
2.如权利要求1所述的记忆合金密封阀座结构，其特征在于：所述记忆合金板弹簧（3）为一端大一端小的锥筒形，记忆合金板弹簧（3）的中部向内鼓起成弧形。
3.如权利要求1所述的记忆合金密封阀座结构，其特征在于：所述阀座（1）内孔靠外端的部分设有凹槽（1a），所述记忆合金板弹簧（3）一端支撑在所述凹槽（1a）底部，记忆合金板弹簧（3）另一端支撑在阀座（1）内孔壁上；所述凹槽（1a）内侧边的顶部顶住金属密封环（2）小端C形圈（2b）的底部。
4.如权利要求1所述的记忆合金密封阀座结构，其特征在于：所述金属密封环（2）的大端C形圈（2a）、小端C形圈（2b）均是由端部边沿向内圆弧弯折形成。
5.如权利要求1所述的记忆合金密封阀座结构，其特征在于：所述金属密封环（2）采用整体板材冲压而成。
6.如权利要求1所述的记忆合金密封阀座结构，其特征在于：所述金属密封环（2）的大端C形圈（2a）的尺寸小于小端C形圈（2b）的尺寸。
7.如权利要求1所述的记忆合金密封阀座结构，其特征在于：所述金属密封环（2）的大端C形圈（2a）内装有第一螺旋弹簧（4.1）、小端C形圈（2b）内装有第二螺旋弹簧（4.2）。
8.如权利要求7所述的记忆合金密封阀座结构，其特征在于：所述压紧组件包括压圈（5）、六角螺母（7）和螺杆（6），所述压圈（5）定位在阀体（9）内腔中，压圈（5）上设有螺孔，所述螺杆（6）螺装在所述螺孔内，螺杆（6）内端顶住阀座（1）外侧面，螺杆（6）上安装螺母（7）；通过螺杆（6）与螺母（7）的配合可调节螺杆（6）的高度，将所述阀座（1）、金属密封环（2）和记忆合金板弹簧（3）紧固住。
9.如权利要求8所述的记忆合金密封阀座结构，其特征在于：所述压圈（5）通过设置在其外侧的金属圈（8）定位，所述金属圈（8）外半部分镶嵌在阀体（9）内腔壁上的定位槽内，金属圈（8）内半部分卡住压圈（5）实现定位。
10.双偏心蝶阀，包括阀体（9）、阀板（10）和阀杆（11），所述阀板（10）固定安装在阀杆（11）上并能在阀杆（11）带动下绕阀杆（11）枢转，阀板（10）在枢转时与安装在阀体（9）内腔中的阀座（1）结构配合，控制蝶阀流道的打开与闭合；其特征在于：所述阀座（1）结构采用上述的记忆合金密封阀座结构；所述记忆合金密封阀座结构中的金属密封环（2）的大端C形圈（2a）对应嵌入阀体（9）上设有的沟槽中，大端C形圈（2a）与阀体（9）和阀座（1）之间形成两道平面密封；金属密封环（2）小端C形圈（2b）与阀板（10）之间形成密封，通过小端C形圈（2b）的弹性变形挤压阀板（10），从而相互配合对蝶阀流道进行密封。
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C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160330

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