CN107355548A - 双板双阀座双向金属密封的蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双板双阀座双向金属密封的蝶阀，所述蝶阀包括驱动装置、支架、填料、填料压盖、底盖、阀体、蝶板、上阀轴、下阀轴、阀轴销、阀座、蝶板金属密封圈、压板、阀座压板、挡圈和可调式阀座密封环，所述上阀轴两侧的圆盘和阀体之间相对分别设有一阀座，所述下阀轴两侧的圆盘和阀体之间相对也分别设有一阀座，所述阀座为固定阀座和/或可调节阀座。本蝶阀结构设计科学合理、结构简单、加工制造容易、大口径、高流通能力、耐高压力、耐高温、耐腐蚀、导流稳定、振动小、噪声低、使用寿命长、可在线检修更换密封件、双密封副处于双向交替承压状态下时协同或单独作用进而实现双向密封。

Description

双板双阀座双向金属密封的蝶阀

技术领域

本发明属于阀门设备技术领域，尤其是一种双板双向金属密封的蝶阀。

背景技术

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。工业用阀门类型多种多样，广泛应用于石油化工、食品、制药、水、电等行业，主要起到流体介质的流量调节与截止作用。

现有技术中的蝶阀大都为钢铁材质的，而且大多数阀体为圆筒形状，蝶板大都为单平板、龟背式或单平板加小平板(或弧板)构成的圆形板或类圆形板，为单密封副结构，密封副中的硬度构件为非金属或金属材料构成。双平板双密封副的蝶阀，其密封副之一为非金属材料制成，即软密封结构的蝶阀。单密封副金属密封蝶阀为实现双向密封功能，多设计成随动密封副。这些蝶阀的共同特点或为不耐高温环境，或不能承受高压力介质的作用，或双向密封功能不可靠，即不能实现双向同压力级下的密封；有的在密封机理上存在非对称结构形式，使双向密封功能达不到平衡一致的要求。随动阀座结构的金属密封蝶阀还存在随动失效的隐患，即在工程使用中随着使用时间的延长常发生阀座移动受阻的现象。在加工制造上，有的金属密封蝶阀主要零件加工困难，还存在不能互换的缺点。总之，现有技术的蝶阀在高温、高压、强腐蚀性介质和剧烈冲刷的条件下，其密封性能遭到破坏，引起介质渗漏，阀门使用性能降低或失效，使高参数(大口径、高压力、耐高温、高流通能力、双向密封)蝶阀，尤其是双向金属密封副蝶阀的设计、制造和工程应用受到很大制约。

通过检索，尚未发现与本专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服原有技术的不足之处，提供一种双板双向金属密封的蝶阀，该蝶阀结构设计科学合理、结构简单、加工制造容易、大口径、高流通能力、耐高压力、耐高温、耐腐蚀、导流稳定、振动小、噪声低、使用寿命长、可在线检修更换密封件、双密封副处于双向交替承压状态下时协同或单独作用进而实现双向密封。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种双板双阀座双向金属密封的蝶阀，所述蝶阀包括驱动装置、支架、填料、填料压盖、底盖、阀体、蝶板、上阀轴、下阀轴、阀轴销、阀座、蝶板金属密封圈、压板、阀座压板、挡圈和可调式阀座密封环，所述驱动装置通过支架与填料压盖相连接设置，该填料压盖内设置填料，所述填料压盖和底盖之间同轴设置阀体，所述阀体通过上阀轴和下阀轴与蝶板活动连接设置，该蝶板与上阀轴、下阀轴同轴设置且上阀轴、下阀轴通过阀轴销与蝶板相连接设置，该上阀轴和下阀轴上、下对称设置于阀体上；

所述蝶板包括沿轴向对称间隔设置的两个圆盘，该两个圆盘通过设置在两个圆盘之间的多个一体式过流导流板相连接设置；所述上阀轴两侧的圆盘和阀体之间相对分别设有一阀座，所述下阀轴两侧的圆盘和阀体之间相对也分别设有一阀座，所述阀座为固定阀座和/或可调节阀座，所述固定阀座一体制在阀体上，所述可调节阀座活动设置于与圆盘相对的阀体上，可调节阀座侧的、与圆盘相对的阀体内表面上沿轴向方向设置环形凹槽，该可调节阀座通过嵌装于环形凹槽内的三开环或多开环挡圈固装在阀体内，所述可调节阀座和三开环或多开环挡圈之间的环形凹槽内设置阀座压板；

所述三开环或多开环挡圈上沿圆周方向均布间隔制有多个沿径向设置的非贯通的螺纹孔，该螺纹孔内螺纹啮合安装挡圈紧定螺钉，所述可调式阀座、阀座压板内沿径向螺纹啮合安装阀座连接螺钉，该阀座连接螺钉一端设置于可调式阀座内，该阀座连接螺钉的另一端设置于阀座压板内，该阀座连接螺钉能够将可调式阀座与阀座压板连接在一起；

或者，所述三开环或多开环挡圈通过径向螺纹啮合安装的连接螺钉与阀座压板活动相连接设置，该连接螺钉的一端穿过且延伸出三开环或多开环挡圈外，该连接螺钉的另一端穿过阀座压板且延伸至阀座压板外表面，该连接螺钉能够将三开环或多开环挡圈与阀座压板连接在一起，由于其另一端穿过阀座压板且延伸至阀座压板外表面；

同一侧的面向阀座的圆盘外边缘上制有沿圆周方向设置的阶梯环台，该阶梯环台内嵌合安装蝶板金属密封圈，该蝶板金属密封圈能够与可调式阀座或固定阀座接触形成密封副；

所述蝶板金属密封圈与蝶板之间的阶梯环台内活动设有楔形环，该楔形环能够在阶梯环台内沿轴向来回移动且其断面为楔形。

而且，所述楔形环可以为整体的或分体的，该楔形环与紧定调节螺钉的一端相接触连接设置，所述紧定调节螺钉的分布圆沿圆周方向，紧定调节镙钉中心线沿轴向设置，其另一端螺纹啮合设置于压板内，该压板设置于圆盘端面外侧，该压板通过蝶板连接螺钉及紧定调节螺钉与蝶板可拆卸连接设置在一起。

而且，所述螺纹孔由一段螺纹孔和一段直径与该螺纹孔底径相等的同轴圆孔组成。

而且，所述所述蝶板金属密封圈可以为自适应式薄壁中空或实心圆断面或非圆断面的复合式或一体式弹性或非弹性的蝶板金属密封圈。

而且，所述蝶阀还包括可调式阀密封座环，该可调式阀座密封环设置于可调式阀座和阀座压板之间。

而且，所述可调式阀座环或固定阀座环的内表面均为相同的圆锥面、斜锥面或球面；或者，所述阀体的内表面为环形球面或环形球面与圆柱面相接构成。

而且，所述圆盘的外表面与一体式内导流板相对应的位置设置一组分体式外置导流板，外置导流板与内置导流板的最长边均沿着介质流动方向布置，次长边与蝶板表面垂直。

本发明的优点和积极效果是：

1、本蝶阀包括阀体、蝶板、下阀轴、上阀轴、阀座、蝶板金属密封圈、压板、阀座压板、挡圈、可调式阀座密封环、阀轴销、填料及填料压盖、底盖、支架、驱动装置，阀座为固定阀座和/或可调节阀座，当蝶板关闭时，蝶板金属密封圈分别与阀座接触构成两个内密封副，实现双向内密封功能；驱动装置动作，带动阀轴、蝶板及蝶板金属密封圈由0度到90度旋转，两个密封副逐渐变成脱离状态，关闭件处于开启位置，因而实现介质管路导通功能，驱动装置向相反方向运动并带动蝶板旋转90度，则阀门处于关闭位置，该蝶阀结构设计科学合理、结构简单、加工制造容易、大口径、高流通能力、耐高压力、耐高温、耐腐蚀、导流稳定、振动小、噪声低、使用寿命长、可在线检修更换密封件、双密封副处于双向交替承压状态下时协同或单独作用进而实现双向密封。

2、本蝶阀还包括可调式阀密封座环，该可调式阀座密封环设置于可调式阀座和阀座压板之间，用于构成可调式阀座外边缘与阀体内壁的密封结构，提高了可调式阀座与阀体之间的密封性能。

3、本蝶阀的阀体内表面为环形球面或环形球面与圆柱面相接构成，可保证蝶阀的过流通道符合蝶阀产品设计标准要求，能获得较大的通流能力，改变了现有技术的三偏心蝶阀的流体通道直径均不符合国家标准规定的缺陷。

4、本蝶阀可实现蝶阀的双向密封。因为具有两个结构尺寸完全相同、位置完全对称的密封副，无论介质从正向或反向(实际上无正向与反向之区别)向密封副施压，所获得的密封效果是相同的，均能可靠密封。

5、本蝶阀的管路内介质呈低压时，受压力作用的两个密封副协同作用，获得可靠密封；承受高压时，压力介质进口侧的密封副受介质压力作用呈微弱分离状态，而压力介质出口侧的密封副受介质压力作用呈紧密贴合装态，表现出良好的密封性。在一定压力范围内，密封性与压力值呈正比。

6、本蝶阀的材质可以选择耐高温或低温的金属材料，则该蝶阀能够承受高温或低温介质作用能力强，适应高温或低温工作环境。

7、本蝶阀能承受高速气固两相流的冲刷作用；在蝶板空腔内充装液体物，可起到液封作用；

8、本蝶阀的零部件，尤其是蝶板密封圈的互换性好，可适当储备配件备件易损件，可在线更换蝶板密封圈。避免了三偏心蝶阀密封副因配作而造成互换性不好的缺陷。

9、本蝶阀加工制作相对简便容易。每个零件均可单独加工，不需配作，较之传统三偏心金属密封蝶阀相同零件加工简便，密封副尤其是蝶板密封圈，采用高精度成型管材焊接制作毛坯，后续精加工量很小。

附图说明

图1为本发明的结构连接示意图；

图2为图1的A-A向的截面剖视放大示意图；

图3为图1的B-B向的截面剖视放大示意图；

图4为图2中C部的结构连接放大示意图；

图5为图2中D部的结构连接放大示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。

一种双板双阀座双向金属密封的蝶阀，如图1、图2、图3、图4和图5所示，所述蝶阀包括驱动装置13、支架12、填料(图中未示出)、填料压盖(图中均未标号)、底盖(图中未标号)、阀体1、蝶板2、上阀轴6、下阀轴3、阀轴销5、阀座、蝶板金属密封圈9、压板7、阀座压板15、挡圈11和可调式阀座密封环14，所述驱动装置通过支架与填料压盖相连接设置，该填料压盖内设置填料，所述填料压盖和底盖之间同轴设置阀体1，所述阀体通过上阀轴和下阀轴与蝶板活动连接设置，该蝶板与上阀轴、下阀轴同轴设置且上阀轴、下阀轴通过阀轴销与蝶板相连接设置，上阀轴、下阀轴起到支撑蝶板和驱动装置通过上阀轴、下阀轴和阀轴销带动蝶板转动的功能，该上阀轴和下阀轴上、下对称设置于阀体上。

本发明的创新点在于：

所述蝶板包括沿轴向对称间隔设置的两个圆盘31，该两个圆盘通过设置在两个圆盘之间的多个一体式过流导流板4相连接设置；所述上阀轴两侧的圆盘和阀体之间相对分别设有一阀座，所述下阀轴两侧的圆盘和阀体之间相对也分别设有一阀座，所述阀座为固定阀座10-2 和/或可调节阀座10-1，所述固定阀座一体制在阀体上，所述可调节阀座活动设置于与圆盘相对的阀体上，可调节阀座侧的、与圆盘相对的阀体内表面上沿轴向方向设置环形凹槽，该可调节阀座通过嵌装于环形凹槽内的三开环或多开环挡圈11(分体式矩形断面圆环)固装在阀体内，所述可调节阀座和三开环或多开环挡圈之间的环形凹槽内设置阀座压板；

所述三开环或多开环挡圈上沿圆周方向均布间隔制有多个沿径向设置的非贯通的螺纹孔 17(例如，可以由一段螺纹孔和一段直径与该螺纹孔底径相等的同轴圆孔组成)，该螺纹孔内螺纹啮合安装挡圈紧定螺钉16，所述可调式阀座、阀座压板内沿径向螺纹啮合安装阀座连接螺钉24，该阀座连接螺钉一端设置于可调式阀座内，该阀座连接螺钉的另一端设置于阀座压板内，该阀座连接螺钉能够将可调式阀座与阀座压板连接在一起，在使用时，通过旋转挡圈紧定螺钉，可使可调式阀座、阀座压板等同时向接近蝶板金属密封圈的方向移动，进而移动或固定可调式阀座；

或者，所述三开环或多开环挡圈通过径向螺纹啮合安装的连接螺钉25与阀座压板活动相连接设置，该连接螺钉的一端穿过且延伸出三开环或多开环挡圈外，该连接螺钉的另一端穿过阀座压板且延伸至阀座压板外表面，该连接螺钉能够将三开环或多开环挡圈与阀座压板连接在一起，由于其另一端穿过阀座压板且延伸至阀座压板外表面，因此在使用时，通过旋转该连接螺钉能够使可调式阀座、阀座压板等同时向脱离蝶板金属密封圈的方向移动，进而移动或固定可调式阀座；

同一侧的面向阀座的圆盘外边缘上制有沿圆周方向设置的阶梯环台21，该阶梯环台内嵌合安装蝶板金属密封圈，在本实施例中，所述蝶板金属密封圈可以为自适应式薄壁中空或实心圆断面或非圆断面的复合式或一体式弹性或非弹性的蝶板金属密封圈，该蝶板金属密封圈能够与可调式阀座或固定阀座(或可调式阀座)接触形成密封副；

所述蝶板金属密封圈与蝶板之间的阶梯环台内活动设有楔形环8，该楔形环能够在阶梯环台内沿轴向来回移动且其断面为楔形，在本实施例中，所述楔形环可以为整体的或分体的，该楔形环与紧定调节螺钉18的一端相接触连接设置，通过紧定调节螺钉能够对楔形环进行轴向移位压紧和调节，紧定调节螺钉压紧楔形环，以保证蝶板金属密封圈的外圆周面与相应的阀座内圆周面可靠紧密接触，能够微调蝶板密封圈径向外表面与阀座内表面的接触紧密程度，获得金属密封副密封所需的必需密封比压，所述紧定调节螺钉的分布圆沿圆周方向，紧定调节镙钉中心线沿轴向设置，其另一端螺纹啮合设置于压板内，该压板设置于圆盘端面外侧，该压板通过蝶板连接螺钉19及紧定调节螺钉与蝶板可拆卸连接设置在一起。

本蝶阀包括阀体、蝶板、下阀轴、上阀轴、阀座、蝶板金属密封圈、压板、阀座压板、挡圈、可调式阀座密封环、阀轴销、填料及填料压盖、底盖、支架、驱动装置，阀座为固定阀座和/或可调节阀座，当蝶板关闭时，蝶板金属密封圈分别与阀座接触构成两个内密封副，实现双向内密封功能；驱动装置动作，带动阀轴、蝶板及蝶板金属密封圈由0度到90度旋转，两个密封副逐渐变成脱离状态，关闭件处于开启位置，因而实现介质管路导通功能，驱动装置向相反方向运动并带动蝶板旋转90度，则阀门处于关闭位置，该蝶阀结构设计科学合理、结构简单、加工制造容易、大口径、高流通能力、耐高压力、耐高温、耐腐蚀、导流稳定、振动小、噪声低、使用寿命长、可在线检修更换密封件、双密封副处于双向交替承压状态下时协同或单独作用进而实现双向密封。

在本实施例中，所述蝶阀还包括可调式阀密封座环14，该可调式阀座密封环设置于可调式阀座和阀座压板之间，用于构成可调式阀座外边缘与阀体内壁的密封结构，提高了可调式阀座与阀体之间的密封性能。

在本实施例中，所述可调式阀座环或固定阀座环的内表面均为相同的圆锥面、斜锥面或球面；或者，所述阀体的内表面为环形球面或环形球面与圆柱面相接构成。

在本实施例中，所述圆盘的外表面与一体式内导流板相对应的位置设置一组分体式外置导流板(图中未示出)，外置导流板与内置导流板的最长边均沿着介质流动方向布置，次长边与蝶板表面垂直，导流板闭合式或半开放式狭长流道可以减弱或消除流经蝶板表面介质的紊流状态，使介质流动平顺，进而减弱或消除蝶板的振动和气蚀。导流板作用是使压力场平滑过渡变化，保证介质顺畅流动，降低介质混合时产生冲撞造成振动、噪声和气蚀的可能，也减少了蝶板前后的压力损失，有较好的顺流和分流作用，降低流场变化差异。

Claims (7)

1.一种双板双阀座双向金属密封的蝶阀，所述蝶阀包括驱动装置、支架、填料、填料压盖、底盖、阀体、蝶板、上阀轴、下阀轴、阀轴销、阀座、蝶板金属密封圈、压板、阀座压板、挡圈和可调式阀座密封环，所述驱动装置通过支架与填料压盖相连接设置，该填料压盖内设置填料，所述填料压盖和底盖之间同轴设置阀体，所述阀体通过上阀轴和下阀轴与蝶板活动连接设置，该蝶板与上阀轴、下阀轴同轴设置且上阀轴、下阀轴通过阀轴销与蝶板相连接设置，该上阀轴和下阀轴上、下对称设置于阀体上，其特征在于：

所述蝶板包括沿轴向对称间隔设置的两个圆盘，该两个圆盘通过设置在两个圆盘之间的多个一体式过流导流板相连接设置；所述上阀轴两侧的圆盘和阀体之间相对分别设有一阀座，所述下阀轴两侧的圆盘和阀体之间相对也分别设有一阀座，所述阀座为固定阀座和/或可调节阀座，所述固定阀座一体制在阀体上，所述可调节阀座活动设置于与圆盘相对的阀体上，可调节阀座侧的、与圆盘相对的阀体内表面上沿轴向方向设置环形凹槽，该可调节阀座通过嵌装于环形凹槽内的三开环或多开环挡圈固装在阀体内，所述可调节阀座和三开环或多开环挡圈之间的环形凹槽内设置阀座压板；

所述三开环或多开环挡圈上沿圆周方向均布间隔制有多个沿径向设置的非贯通的螺纹孔，该螺纹孔内螺纹啮合安装挡圈紧定螺钉，所述可调式阀座、阀座压板内沿径向螺纹啮合安装阀座连接螺钉，该阀座连接螺钉一端设置于可调式阀座内，该阀座连接螺钉的另一端设置于阀座压板内，该阀座连接螺钉能够将可调式阀座与阀座压板连接在一起；

或者，所述三开环或多开环挡圈通过径向螺纹啮合安装的连接螺钉与阀座压板活动相连接设置，该连接螺钉的一端穿过且延伸出三开环或多开环挡圈外，该连接螺钉的另一端穿过阀座压板且延伸至阀座压板外表面，该连接螺钉能够将三开环或多开环挡圈与阀座压板连接在一起，由于其另一端穿过阀座压板且延伸至阀座压板外表面；

同一侧的面向阀座的圆盘外边缘上制有沿圆周方向设置的阶梯环台，该阶梯环台内嵌合安装蝶板金属密封圈，该蝶板金属密封圈能够与可调式阀座或固定阀座接触形成密封副；

所述蝶板金属密封圈与蝶板之间的阶梯环台内活动设有楔形环，该楔形环能够在阶梯环台内沿轴向来回移动且其断面为楔形。

2.根据权利要求1所述的双板双阀座双向金属密封的蝶阀，其特征在于：所述楔形环可以为整体的或分体的，该楔形环与紧定调节螺钉的一端相接触连接设置，所述紧定调节螺钉的分布圆沿圆周方向，紧定调节镙钉中心线沿轴向设置，其另一端螺纹啮合设置于压板内，该压板设置于圆盘端面外侧，该压板通过蝶板连接螺钉及紧定调节螺钉与蝶板可拆卸连接设置在一起。

3.根据权利要求1所述的双板双阀座双向金属密封的蝶阀，其特征在于：所述螺纹孔由一段螺纹孔和一段直径与该螺纹孔底径相等的同轴圆孔组成。

4.根据权利要求1所述的双板双阀座双向金属密封的蝶阀，其特征在于：所述所述蝶板金属密封圈可以为自适应式薄壁中空或实心圆断面或非圆断面的复合式或一体式弹性或非弹性的蝶板金属密封圈。

5.根据权利要求1所述的双板双阀座双向金属密封的蝶阀，其特征在于：所述蝶阀还包括可调式阀密封座环，该可调式阀座密封环设置于可调式阀座和阀座压板之间。

6.根据权利要求1所述的双板双阀座双向金属密封的蝶阀，其特征在于：所述可调式阀座环或固定阀座环的内表面均为相同的圆锥面、斜锥面或球面；或者，所述阀体的内表面为环形球面或环形球面与圆柱面相接构成。

7.根据权利要求1至6任一项所述的双板双阀座双向金属密封的蝶阀，其特征在于：所述圆盘的外表面与一体式内导流板相对应的位置设置一组分体式外置导流板，外置导流板与内置导流板的最长边均沿着介质流动方向布置，次长边与蝶板表面垂直。