CN106855127A - 截止式偏芯蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种蝶阀，一种安装在流体输送管道上，能够像截止阀一样工作，把流体彻底截断，密封性能优秀的偏芯蝶阀，从根本上解决了软密封蝶阀工作压力低，硬密封蝶阀不容易关死的技术问题，让这个蝶阀既具有蝶阀的通用特性，又具备截止阀的密封可靠性，提升了蝶阀的压力使用等级，同时避免了传统蝶阀因旋转而产生的摩擦挤压损伤，用较少的制造成本，大幅提升了蝶阀的性能，拓宽了蝶阀的使用范围。本发明包括一个依附在阀板上的旋转到位定位导向滑块，后阀体上的定位档块，推动截止运动的凸轮和固定销钉，类似截止阀阀芯的滑动阀板，辅助复位的扭簧和位于阀板上的阀轴转动限位凸台，支撑蝶板的轴座、导柱和压缩弹簧。

Description

截止式偏芯蝶阀

技术领域

本发明涉及的是一种截止式偏芯蝶阀，一种既能进行软密封，又能进行硬密封的蝶阀，更主要的是可以将软密封蝶阀的压力使用等级提高一个档次的蝶阀，完全可以在软相密封态实现2.5MPa的密封，甚至实现蝶阀更高压力的密封，全面拓展蝶阀的使用领域，用蝶阀低成本的制造优势，实现高成本、高性能阀门的功能。

背景技术

蝶阀是一种结构简单，成本低赚的阀门，尤其是在大口径阀门上，成本优势非常明显。工程上，技术人员出于对成本和施工方便的考虑，一般都会优先考虑蝶阀，一个相同口径的蝶阀与截止阀等其他阀门相比，两者的重量和制造复杂性是不能比拟的，因此，具有极其明显的性价比优势。

常用的蝶阀分为对夹式和法兰式两种形态，但蝶阀简单的结构形式和低廉的生产成本也带来了许多的不足：

1、软密封最好不要超过1.6MPa压力，高了很难保证不泄漏，而且寿命短，温度也有一定的限制，因为它是一种摩擦挤压式的柔性密封，这种密封形式决定了，它既不可能做到太高的工作压力，也不可能有较长的使用寿命。

2、金属密封的硬密封蝶阀虽然使用寿命长，工作压力等级较高，同时也能适应更高的使用温度，但行业内一致认为：很难做到完全密封，渗流现象普遍存在，所以好多场合排除了蝶阀的使用可能。

发明内容

本发明提供了一种具有截止阀密封特性的偏芯蝶阀，能够实现更高工作压力下的截止式密封，让蝶阀的软密封使用压力提升到1.6MPa以上，甚至更高；在生产过程中通过象截止阀一样对密封面进行一对一的配对研磨，可使蝶阀的硬密封品质提升到截止阀一样的密封水平，完美解决金属密封蝶阀渗漏的历史问题。

本阀门上述性能的实现是通过以下技术方案进行解决：

截止式偏心蝶阀包括位于阀门进口一侧的后阀体、位于阀门出口一侧的前阀体、夹装在二者之间的阀座、后阀体内设有定位档块，阀体内部的中心位置放一阀板，阀板通过导柱用盖形螺母锁定在轴座上，轴座又被导柱上的压缩弹簧压紧在阀板上，四个压缩弹簧的预压缩合力大于公称压力下流体对阀板的推力，上下两个轴座的轴孔中惯穿阀轴，阀轴的两端装有上下二个轴套，轴套位于后阀体的轴孔内，并伸向后阀体内，顶住轴座，对阀板进行中心定位，阀轴上部伸展出后阀体，并被密封装配，轴的中间平衡位置有一个带复位扭簧的凸轮，用销钉同阀轴进行铆接，让阀轴与凸轮、弹簧连成一个整体，凸轮上的台阶与阀板上的限位凸台相对应，作用于凸轮和阀板间的扭簧预紧扭力让凸轮台阶与阀板上的限位凸碰撞在一起，阀板与阀轴组合成一个暂时的联合体，顺时针转动阀轴开始关闭阀门，当阀板转动90度时，附着在阀板上，向后凸出的定位导向滑块的圆弧面与后阀体的圆弧内壁相切碰撞，轴座上的凸耳刚好与后阀体上的定位档块相碰，阀板的转动被中止，阀板的位置被中心定位，此时，阀板与阀座尚有间隙，阀板的密封面在转动过程中无擦碰，阀轴继续转动，凸轮把阀板推离轴座，在定位导向滑块的引导下沿着后阀体的圆弧内壁垂直滑向阀座，阀板密封面被压实在阀座的密封面上，实现截止式的密封，同时在管道内流体压力的作用下，又进一步加强了阀门的密封性，流体压力越大关得越严。当阀门从关闭状态需要打开时，由于关闭时定位导向滑块的垂直前移产生卡位，阀板又受到流体推压，阀板暂时不能转动，在复位扭簧的作用下，逆时针转动阀轴，轴和凸轮被先行逆转，凸轮上的台阶与阀板上的限位凸台相碰撞，装在轴座上的压缩弹簧的组合压缩力又大于流体的推力，于是压缩弹簧推动导柱将阀板拉回轴座，阀板在定位导向滑块的引导下垂直离开阀座的密封面，定位导向滑块回复到开始直行的点位，卡位作用消失，流体压力开始释放，由于与阀轴连成一体的凸轮上的台阶与阀板上的限位凸台已经碰撞在一起，阀板与阀轴再次被组成一个整体，这样阀板密封面在完全无接触的情况下继续转动，蝶阀被开启。整个开关过程密封面没有受到摩擦和损害，实现密封面的长期持续有效，延长了阀门的使用寿命。

作为优先，阀板被导柱和压缩弹簧压装在轴座上，并用盖形螺母锁住，阀板的安装孔台阶上有密封垫，连接方式简单，静密封安全可靠。

作为更优先，阀板上附有定位导向滑块，定位导向滑块的外圆弧与阀板的外圆弧同轴，但半径大于阀板的半径，刚好贴合于后阀体的圆弧内壁。

作为更优先，阀轴上用销钉铆接带有台阶的凸轮，铆接位置以凸轮台阶能够与阀板上限位凸台正对相碰为标准，扭簧套装于轴上，定位于凸轮，扭紧于阀板，作用于凸轮台阶与限位凸台的紧密碰撞。

作为更优先，阀板绕轴顺时针转动90°关闭时与阀座不接触，无摩擦，但阀板上的定位引导滑块的外弧面刚好与后阀体的圆弧内壁相贴合，上轴座凸耳和下轴座凸耳刚好与后阀体的定位挡块相碰，阀板不能再转动，被中心定位。

作为更优先，被定位的阀板在凸轮的推动下，在定位导向滑块紧贴后阀体圆弧内壁的引导下，平移前进，止于阀座。

作为更优先，轴座上装有弹簧，通过导柱和密封圈压装在阀板上，弹簧的预紧合计涨力大于阀板平面所受流体的公称推力。

作为优先，阀轴两端衬以上下轴套，轴套伸入后阀体，顶住轴座，定位阀板于中心位置。

作为优先，阀板的密封是球面的，阀座的密封面是锥形的，阀座材料可软可硬。

总上所述，本发明的截止式偏芯蝶阀具有以下优势：通过定位导向滑块的转动定位和滑动引导，定位挡块对轴座和阀板位置的确定，凸轮的推进作用，彻底改变了蝶阀的密封方式，消除了传统蝶阀密封面的旋转挤压和摩擦，提高了密封质量和压力等级，阀门寿命得到延长，配有凸轮、扭簧、轴座、压缩弹簧等的轴系机构简单、直观、可靠，实现方便，在增加少量制造成本的前提下，大大拓宽了蝶阀的应用领域，在工程上可以大量的节省阀门的使用成本，符合节能减排的环保理念。

附图说明：

图1是本发明截止式偏芯蝶阀的切角结构剖视图；

图2是本发明截止式偏芯蝶阀的横切结构剖视图；

图3是本发明的轴测外形图；

图4是本发明的爆炸图；

图5是本发明关闭时的示意图；

图6是本发明打开时的示意图；

图7是图5中2、25、4的局部放大图；

图8是图1中7、16、15、6组合的局部放大图。

其中，附图标记说明如下：

1.铭牌； 2，前阀体； 3，阀座；

4，定位导向滑块； 5，阀板； 6，盖形螺母；

7，密封垫； 8，填料； 9，阀轴；

10，螺栓； 11，螺母； 12，平垫；

13，填料压盖； 14，上轴套； 15，导柱；

16，压缩弹簧； 17，扭簧； 18，销钉；

19，凸轮； 20，上轴座； 21，下轴套；

22，限位凸台； 23，螺钉； 24，垫片；

25，后阀体； 26，下轴座； 27，下轴座凸耳；

28，台阶； 29，定位档块； 30，上轴座凸耳；

31，法兰面； 32，下弧线； 33，圆弧面；

34，圆弧面(33)运动轨迹； 35，密封面最大运动轨迹； 36，圆弧内壁；

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。

实施例：

如图1的结构所示，本发明是一种截止式的偏芯蝶阀，它是由阀门的后阀体25和前阀体2、阀座3装配成了一个偏芯蝶阀的阀体，后阀体25上有镶嵌阀座3的定位阶梯槽，同具有对应台阶的阀座3置于其上，用与之相配的前阀体2盖住，然后用螺钉23和垫片24将三个另件紧固在一起，钉上铭牌1形成一个完整阀体。

阀板5靠后阀体法兰面一侧的平面上有一高高凸起的定位导向滑块4，其圆弧面33的外径大于阀板5密封面的最大直径，与后阀体25的圆弧内壁36相切，靠近阀板5平面一侧的圆弧面33下弧线32到后阀体25法兰面31的距离必须大于等于阀轴9的中心轴线到后阀体25法兰面31的距离，阀板5的中间位置有一个相对较小的限位凸台22，与阀轴9上的凸轮19的台阶28相对应，限位凸台22的两侧有四个带台阶的装导柱15的铰制孔，台阶上放置密封垫7，防止导柱15与阀板5间的泄漏。

阀轴9的中间直径较大与凸轮19的孔相配，上面套一扭簧17，扭簧17的一端卡在凸轮19的台阶28上，另一端则用阀板5的平面来涨紧，一孔惯穿阀轴9与凸轮19中间，铆接一销钉18，使三者合成一个整体，凸轮19上的台阶28应与阀板5上的限位凸台22相对应，阀轴9的两侧的台阶处定位上轴座20和下轴座26，上轴座20和下轴座26的两边台阶上有孔，并分别背负两个圆柱压缩弹簧16，四根导柱15穿越其间，直至阀板5背面。

将上述阀轴9上的关联另部件和阀板5置于组成的阀体内，扭动扭簧17用导柱15将阀板5与上轴座20、下轴座26相连，并用盖形螺母6锁紧。在的阀轴9的两端装入上轴套14和下轴套21，通过修整上下轴套的长度定位阀板5于组成阀体的中心位置，上轴套14的轴孔上方加入填料8，套上填料压盖13，将双头螺栓10的一端拧入后阀体25，放上平垫12用螺母11压紧填料8，实现阀轴9与后阀体25间的密封，

截止式偏芯碟阀在阀轴9的出轴端向上时，顺时针转动阀轴9到不能转动，属于关闭状态，阀板5被凸轮19顶入阀座3，上轴座20和下轴座26离开阀板5，而且上轴座20和下轴座26上面的压缩弹簧16也被与阀板5连成一体的导柱15压缩，复位扭簧17被进一步拧紧，凸轮19上的台阶28与阀板5上的限位凸台22分离，呈截止式切断状态，逆时针方向转动阀轴9，开启阀门，开始转动时，定位导向滑块4处于垂直前移后的卡位防转状态，阀板5又被管道内的流体产生的力推着，复位扭簧17的扭力也在帮助阀轴9与阀板5之间产生逆时针方向的扭力，这样先行转动的仅仅是阀轴9，当转动到凸轮19上的台阶28与阀板5上的限位凸台22相碰撞时，阀板5也在压缩弹簧16的作用下回到贴紧在上轴座20和下轴座26上的位置，在定位导向滑块4圆弧面33依靠着后阀体25的圆弧内壁36的情况下，阀板5垂直离开阀座3，回到开始平移滑行的位置，阀板5、上轴座20、下轴座26和阀轴9变成一个整体，继续转动，凸轮19上的台阶28带着阀板5上的限位凸台22扭转阀板，在完全无接触的情况下阀门被开启。

对于以上实施例的具体说明仅仅是对本发明构成的举例，本发明所属技术领域域的专业技术人员可以对本文中所说明的实施例进行一些其他的修改和补充，甚至采用类似的各种方式进行替代。因此，本发明不会被限制在本文所示的实施例，而是一个符合与本文所公开的原理和特点，以及所附权利要求书所定义的范围。

Claims (11)

1.一种截止式的偏芯碟阀，包括装配式的阀体，位于阀门进口方向的后阀体(25)和阀门出口方向的前阀体(2)，后阀体(25)和前阀体(2)之间夹装有可更换的阀座(3)，阀轴(9)上面有销钉(18)铆固的凸轮(19)，串装着可相对转动的上轴座(20)和下轴座(26)，扭簧(17)，其特征在于：在阀轴(9)的出轴向上，顺时针转动关闭阀门时，阀板(5)进口一面水平方向左侧边缘上附着有一个与后阀体(25)的圆弧内壁(36)相切的定位导向滑块(4)，后阀体(25)上位于阀轴(9)右侧的位置上有定位挡块(29)，和配合定位的上轴座凸耳(30)、下轴座凸耳(27)，定位后被凸轮(19)顶入阀座(3)内的阀板(5)用导柱(15)、压缩弹簧(16)、盖型螺母(6)装配在上轴座(20)和下轴座(26)上。

2.根据权利要求1所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：上轴套(14)和下轴套(21)用以支撑阀轴(9)，同时顶住上轴座(20)和下轴座(26)，定位阀板(5)于后阀体(25)内的中心位置，填料(8)位于后阀体(25)上方，阀轴(9)伸出体外的轴孔内，外侧有垫料压盖(13)。

3.根据权利要求1所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：装配式阀体的后阀体(25)上有上下两个定位挡块(29)，与之对应位置上的上轴座(20)的上轴座凸耳(30)、下轴座(26)的下轴座凸耳(27)相碰时，阀板(5)被定位在与介质流向成90°的垂直方向上，与法兰面(31)平行。

4.根据权利要求1所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：附着在阀板(5)上的定位导向滑块(4)和限位凸台(22)，在阀板(5)的阀门进口一侧，阀板(5)上限位凸台(22)与凸轮(19)上的台阶(28)在可以相碰撞的对应位置上。

5.根据权利要求1至4所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：阀板(5)上附着的定位导向滑块(4)的圆弧面(33)与后阀体(25)圆弧内壁(36)在转动90°关闭时刚好互相贴合，圆弧面(33)的厚度满足阀板(5)不再转动，贴合面的相切下弧线(32)到法兰面(31)的垂直距离大于等于阀轴(9)的中心轴线到法兰面(31)的垂直距离。

6.根据权利要求1至5所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：阀轴(9)上的凸轮(19)位于阀板(5)的平衡位置上，按需要可以设定单个和多个，凸轮(19)与阀轴(9)用销钉(18)固定，阀板(5)与凸轮(19)之间装有辅助复位的扭簧(17)，。

7.根据权利要求1至6所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：阀板(5)的对称位置上装有上轴座(20)和下轴座(26)，上轴座(20)和下轴座(26)的两侧圆孔中有定位导柱(15)，导柱(15)上套有压缩弹簧(16)，压缩弹簧(16)压在上轴座(20)和下轴座(26)的上方，导柱(15)与阀板(5)之间有密封垫(7)，盖形螺母(6)和导柱(15)将他们装配成一体。

8.根据权利要求1至7所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：阀板(5)与上轴座(20)、下轴座(26)之间是浮动的，顺时针转动90°关闭阀门时，阀座(3)与阀板(5)之间设有间隙，旋转时阀板(5)的密封面是没有擦碰的，且阀板(5)密封面最大运动轨迹(35)的半径要小于同一构件上定位导向滑块(4)圆弧面(33)的运动轨迹(34)的半径。

9.根据权利要求1至8所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：阀板(5)的密封面是球面的，阀座(3)的密封面是锥体的，形成线形密封，反向亦然。

10.根据权利要求9所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：阀座(3)和阀板(5)的密封面既可以是软性的弹性体，也可以是硬质的金属，甚至是其他特殊的密封材料。

11.根据权利要求9所描述的截止式偏芯式蝶阀，其特征在于：密封材料是硬质材料时阀座(3)与阀板(5)的硬质密封面是可以研磨的。