CN107387780B - 一种提高蝶阀密封性能的方法及高密封蝶阀结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高蝶阀密封性能的方法及高密封蝶阀结构，在阀座和阀体之间设置两个对称布置的蝶阀密封装置，与阀瓣进行密封配合；在阀体上设置轴密封装置，与阀杆进行密封；结构包括阀体，阀体外侧设有阀座和阀盖，阀体内设有阀杆和阀瓣，阀体上端设有轴密封装置；所述的阀座和阀体之间设有两组对称设置的阀瓣密封装置，阀瓣密封装置包括第一密封圈、阀座中间隔板、第二密封圈和阀座盖板；所述的阀座中间隔板内环分隔板，分隔板与阀盖之间设有与第一密封圈相对应的第一密封腔，分隔板和阀体之间设有与第二密封圈相对应的第二密封腔。本发明具有能够提高蝶阀密封性能的特点。

Description

一种提高蝶阀密封性能的方法及高密封蝶阀结构
技术领域
本发明涉及一种蝶阀，特别是一种提高蝶阀密封性能的方法及高密封蝶阀结构。
背景技术
蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，可用于低压管道介质的开关控制。蝶阀是指关闭件(阀瓣或蝶板)为圆盘，围绕阀杆旋转来达到开启与关闭的一种阀，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。蝶阀的优点主要表现在启闭方便迅速、省力、流体阻力小，可以经常操作；启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产生转矩的方向相反，因而启闭较省力。但是，现有的蝶阀一般采用橡胶环密封或者金属环密封，长时间使用后会导致蝶阀的密封性能下降，影响蝶阀的正常使用。因此，现有的技术存在着密封性能较差的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种提高蝶阀密封性能的方法及高密封蝶阀结构。本发明具有能够提高蝶阀密封性能的特点。
本发明的技术方案：一种提高蝶阀密封性能的方法，在阀座和阀 体之间设置蝶阀密封装置，与阀瓣进行密封配合；在阀体上设置轴密封装置，与阀杆进行密封；所述的蝶阀密封装置通过分隔板将阀盖和阀体之间分隔成两个相互独立的第一密封腔和第二密封腔，并在阀盖和阀体之间设置分别与第一密封腔和第二密封腔相对应的第一密封圈和第二密封圈，起到双重密封的目的。
前述的一种提高蝶阀密封性能的方法中，所述的轴密封装置通过鞍型垫片上的锥度斜面将密封填料挤压成V字形单向密封形状，实现密封填料与阀杆的紧密贴合；轴密封装置还利用波形弹簧的弹力对有磨损的密封填料进行补偿，使得密封填料可以始终维持在V字形。
实现前述的一种提高蝶阀密封性能的方法的高密封蝶阀结构,包括阀体，阀体外侧设有阀座和阀盖，阀体内设有阀杆和阀瓣，阀体上还设有与阀杆相配合的轴密封装置；所述的阀座和阀体之间设有阀瓣密封装置，阀瓣密封装置包括依次设置在阀座和阀体之间的第一密封圈、阀座中间隔板、第二密封圈和阀座盖板；所述的阀座中间隔板内环设有凸出结构的分隔板，分隔板与阀盖之间设有与第一密封圈相对应的第一密封腔，分隔板和阀体之间设有与第二密封圈相对应的第二密封腔。
前述的高密封蝶阀结构中，所述的阀座内圈设有壑槽，壑槽表面、阀座盖板内端面和阀座中间隔板的内外两端面均设有齿形结构；所述齿形结构的齿形角度为70-78度。
前述的高密封蝶阀结构中，所述阀座的外圈和阀座盖板的外端面均设有密封氟胶层；所述的阀盖密封面和阀体密封面上均设有第二齿 形结构，第二齿形结构的齿形角度为70-78度。
前述的高密封蝶阀结构中，所述的第一密封圈包括设置在阀座和阀座中间隔板之间的第一密封圆环，第一密封圆环端部设有位于第一密封腔内的第一密封环；所述的第二密封圈包括设置在阀座中间隔板和阀座盖板之间的第二密封圆环，第二密封圆环端部设有位于第二密封腔内的第二密封环。
前述的高密封蝶阀结构中，所述的轴密封装置包括位于阀体上部的密封环，密封环上方设有密封压盖，密封压盖和密封环之间设有定位腔，定位腔内设有弹簧圈，所述的阀杆上设有与弹簧圈相配合的止口台阶；所述的阀杆与阀体之间设有位于密封环下方的填料密封函，填料密封函内从上往下依次设有密封填料、鞍型垫片和波形弹簧。
前述的高密封蝶阀结构中，所述阀体内还设有打开定位块和关闭定位块。
前述的高密封蝶阀结构中，所述的阀杆在阀体内偏心布置。
与现有技术相比，本发明通过设置阀座中间隔板，在阀盖和阀体之间分别形成相互独立的第一密封腔和第二密封腔，使得在阀门工作时即使有一道密封腔磨损泄露也不会影响蝶阀的正常使用，提高了蝶阀的密封性能；并在第一密封腔和第二密封腔内分别设置第一密封圈和第二密封圈，通过阀座中间隔板能够保证在阀门遇到火灾等高温突发状况靠近火灾等高温的一侧的密封圈能有效的保护另一侧的密封圈不破坏，从而保证蝶阀的密封性能，提高阀门的应用环境。同时，通过在阀体上端设置与阀杆相密封的轴密封装置，提高了阀门的轴端 密封性能。综上所述，本发明具有能够提高蝶阀密封性能的特点。
另外，轴密封装置通过在填料密封函内依次装有密封填料、鞍型垫片、波形弹簧，通过密封压盖将密封填料压在鞍型垫片上，通过鞍型垫片上的锥度斜面将密封填料挤压成“V”字形单向密封形状，成进一步提高的密封性能。通过波形弹簧的弹力对填料密封长时间使用造成的轻微磨损进行补偿，可以保持密封填料维持在“V”字形，提供了密封可靠性的有力保障。
本发明通过在阀座的壑槽表面、阀座中间隔板的两端面以及阀座盖板的内端面设置齿形结构，将第一密封圈和第二密封圈进行挤压，不但保证密封圈的接触面足够大，达到密封效果，也保证密封圈的定位精度，不会因工况的变化而影响定位，从而提高了密封圈与阀瓣的密封可靠性；通过将阀瓣与阀座偏心设置，阀瓣打开时，由于偏心，产生一个类似凸轮的作用，不需要过大的力，便能牵引阀瓣离开阀座，降低阀座的磨损，尽量减少阀座的变形现象。
而且，在阀体与阀瓣的安装配合位上设置打开定位块和关闭定位块，能保证每次阀瓣的打开和关闭都在最佳位置，从而降低阀座的磨损，尽量减少阀座的变形现象。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是阀瓣密封装置的结构示意图；
图3是阀座的结构示意图；
图4是轴密封装置的结构示意图；
图5阀瓣关闭时的结构示意图；
图6是阀瓣打开时的结构示意图。
附图中的标记为：1-阀体，2-阀座，3-阀盖，4-阀杆，5-阀瓣，6-轴密封装置，7-第一密封圈，8-阀座中间隔板，9-第二密封圈，10-阀座盖板，11-分隔板，12-第一密封腔，13-第二密封腔，14-齿形结构，15-第二齿形结构，16-0型圈，17-打开定位块，18-关闭定位块，201-壑槽，601-密封环，602-密封压盖，603-定位腔，604-弹簧圈，605-止口台阶，606-填料密封函，607-密封填料,608-鞍型垫片，609-波形弹簧，610-密封槽，701-第一密封圆环，702-第一密封环，901-第二密封圆环，902-第二密封环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种提高蝶阀密封性能的方法，在阀座和阀体之间设置蝶阀密封装置，与阀瓣进行密封配合；在阀体上设置轴密封装置，与阀杆进行密封。
所述的蝶阀密封装置通过分隔板将阀盖和阀体之间分隔成两个相互独立的第一密封腔和第二密封腔，并在阀盖和阀体之间设置分别与第一密封腔和第二密封腔相对应的第一密封圈和第二密封圈，起到双重密封的目的。
所述的轴密封装置通过鞍型垫片上的锥度斜面将密封填料挤压成V字形单向密封形状，实现密封填料与阀杆的紧密贴合；轴密封装 置还利用波形弹簧的弹力对有磨损的密封填料进行补偿，使得密封填料可以始终维持在V字形。
高密封蝶阀结构，构成如图1至图6所示，包括阀体1，阀体1外侧设有阀座2和阀盖3，阀体1内设有阀杆4和阀瓣5，阀体1上端设有与阀杆4相配合的轴密封装置6；所述的阀座2和阀体1之间设有阀瓣密封装置，阀瓣密封装置包括依次设置在阀座2和阀体1之间的第一密封圈7、阀座中间隔板8、第二密封圈9和阀座盖板10；所述的阀座中间隔板8内环设有凸出结构的分隔板11，分隔板11与阀盖3之间设有与第一密封圈7相对应的第一密封腔12，分隔板11和阀体1之间设有与第二密封圈9相对应的第二密封腔13。
所述的阀座2内圈设有壑槽201，壑槽201表面、阀座盖板10内端面和阀座中间隔板8的内外两端面均设有齿形结构14；所述齿形结构14的齿形角度为70-78度。
所述的齿形角度指的是齿形的开角或者齿形的夹角。
所述阀座2的外圈和阀座盖板10的外端面均设有密封氟胶层；所述的阀盖3密封面和阀体1密封面上均设有第二齿形结构15，第二齿形结构15的齿形角度为70-78度。
所述的第一密封圈7包括设置在阀座2和阀座中间隔板8之间的第一密封圆环701，第一密封圆环701端部设有位于第一密封腔12内的第一密封环702；所述的第二密封圈9包括设置在阀座中间隔板8和阀座盖板10之间的第二密封圆环901，第二密封圆环901端部设有位于第二密封腔13内的第二密封环902。
所述的第一密封环702和第二密封环902内部均设有0型圈16。
所述的第一密封环702的外径为第一密封圆环701外径的1.5-2.5倍；所述的第二密封环902的外径为第二密封圆环901外径的1.5-2.5倍。
所述的轴密封装置6包括位于阀体1上部的密封环601，密封环601上方设有密封压盖602，密封压盖602和密封环601之间设有定位腔603，定位腔603内设有弹簧圈604，所述的阀杆4上设有与弹簧圈604相配合的止口台阶605；所述的阀杆4与阀体1之间设有位于密封环601下方的填料密封函606，填料密封函606内从上往下依次设有密封填料607、鞍型垫片608和波形弹簧609。
所述的密封环601外侧面设有密封槽610，密封槽610内设有密封圈或防尘圈。
所述阀体1内还设有打开定位块17和关闭定位块18，且打开定位块17位于阀体内壁上，且位于阀瓣打开90度时的位置，且打开定位块与阀杆处于水平中心线上，如图6所示；阀瓣关闭位置上的阀体内环上设有关闭定位块18，关闭定位块18位于位于阀杆的垂直中心线上。
所述的阀杆4在阀体1内偏心布置。
所述的阀瓣外圈设有与阀座内环斜面结构相对应的圆弧密封斜面，所述的圆弧密封斜面两端设有用于过渡的圆弧面和用于二次密封的二次密封圆弧面。所述的圆弧密封斜面以阀杆为圆心。
所述的圆弧密封斜面的截面为圆弧段，且该圆弧段的中心切角 (圆弧段中心点的切线相对于阀瓣中心线的切角)为15-25度(优选20°)，圆弧密封面的半径为45-55mm。
所述的圆弧面由倒角结构，且倒角的半径为偏心圆半径的3％-4％。
所述的二次密封圆弧面为倒角结构，倒角的半径为偏心圆半径的6％-8％。
通过具体限定圆弧密封面、圆弧面和二次密封圆弧面的尺寸，能够起到最佳的密封导流效果。
所述的阀座内环为斜面结构，斜面结构圆弧密封面相对应。阀体中心线之间的夹角为15-25度。
优选的，阀座内环设有斜面结构，斜面结构与阀体中心线之间的夹角为20度。
通过设置过渡用的圆弧面，便于阀瓣的开闭，还能够对液体起到导向作用，提高密封效果，还能够有效的减少阀瓣关闭时所承受的压力。
通过圆弧密封斜面和二次密封圆弧面的双重密封结构，能够有效的提高密封效果，同时还不会对阀瓣正常的启闭产生影响。
将第一密封圈和第二密封圈设置成阶梯排布，通过与阀瓣分层接触，能够起到有效的密封。
所述的阀座盖板内端面指的是阀座盖板与第二密封圈的配合面。
所述的阀座外圈指的是与阀盖密封面和阀体密封面相接触的那一面。所述的阀座盖板的内端面指的是与第二密封圈相接触的那一 面。
本发明的工作过程：所述轴密封装置包括椭圆形的密封压盖602，其中密封压盖602中间设有通孔，通孔的一端设有倒角槽，与密封环601上端面一起形成定位腔603，其中密封环601中间有通孔，外侧面上设有密封槽610，可用于安装O型密封圈和/或防尘圈，用来进一步提高阀门的密封性能或者凡尘性能。弹簧圈604安装在定位腔603内，阀杆4穿过密封压盖602和密封环601中间孔，与阀体1形成填料密封函。其中阀杆4在定位腔603处设有止口台阶605，弹簧圈604内圈过盈装在止口台阶605上，当弹簧圈604在止口台阶605的上端，说明密封填料607已经足够，不用再加。当弹簧圈604在止口台阶605的下端，说明密封填料607已经过少，需要添加。填料密封函606内依次装有密封填料607、鞍型垫片608、波形弹簧609，通过密封压盖602将密封填料607压在鞍型垫片608上，通过鞍型垫片608上的锥度斜面将密封填料607挤压成“V”字形单向密封形状，成进一步提高的密封性能。其中填料密封607长时间使用有轻微磨损后，通过波形弹簧609的弹力补偿，可以保持密封填料607维持在“V”字形，提供了密封可靠性的有力保障。
所述阀杆4穿过轴密封装置后，再依次穿过滑动轴承、定距套、阀瓣5、滑动轴承、定距套后安装到位，其中滑动轴承和定距套安装在阀体1内。阀杆4和阀瓣5有销钉连接，阀瓣5安装在阀体内，阀瓣5密封面与阀座2密封圈挤压安装。
所述阀座2成环形，最外面是阀座外圈，所述阀座内圈有壑槽 201，壑槽201表面有齿形角度为74度角的齿形结构，其中齿形锐角处有圆角，防止割伤密封圈。第一密封圈7通过阀座中间隔板8挤压配在壑槽201表面，在74度角度齿形下，不但保证第一密封圈7与阀座2上的壑槽201的接触面足够大，达到密封效果，也保证第一密封圈的定位精度，不会因工况的变化而影响定位，从而提高了第一密封圈与阀瓣的密封可靠性。
所述阀座中间隔板8内环有伸出长度为1mm厚的分隔板11，与阀盖3和阀体1分别分割出第一和第二密封腔，第一密封圈7和第二密封圈9的密封环分别分布在第一和第二密封腔里。
所述阀座中间隔板8两端面设有齿形角度为74度角的齿形结构，其中齿形锐角处有圆角，防止割伤密封圈。
所述阀座中间隔板8另一端与第二密封圈9通过阀座盖板10挤压装配在一起。所述阀座盖板10与第二密封圈9配合面设有齿形角度为74度角的齿形结构，其中齿形锐角处有圆角，防止割伤密封圈。
所述的第一密封圈7为进口高性能的聚四氟乙烯材料，包括第一密封圆环701，第一密封圆环701的内圈设有第一密封环702，第一密封环702的外径为第一密封圆环701外径的2倍，所述的密封环内部设有增强的0型圈。
所述的第二密封圈9为进口高性能的聚四氟乙烯材料，包括第二密封圆环901，第二密封圆环901的内圈设有第二密封环902，第二密封环902外径为第二密封圆环901外径的2倍，所述的第二密封环902内部设有增强的0型圈。
所述阀座2外部包裹有密封氟胶层，所述密封氟胶层在阀座2外圈处与阀盖密封面、阀座盖板10处与阀体密封面两处挤压配合，其中阀盖密封面和阀体密封面处设有齿形，齿形角度74度，在该角度下，可以保证密封氟胶层的接触面足够大，并且阀座2定位也较好，不会因高温等工况影响阀座的相对位置。
所述阀杆4在阀体内偏心布置，沿着阀体竖直中心线偏心a的距离，阀瓣5打开时，由于偏心，产生一个类似凸轮的作用，不需要过大的力，便能牵引阀瓣5离开阀座2。降低阀座的磨损，尽量减少阀座的变形现象。
所述阀体1与阀瓣5的安装配合位上设有打开定位块17和关闭定位块18，通过定位块的设置，能保证每次阀瓣5的打开和关闭都在最佳位置，从而降低阀座的磨损，尽量减少阀座的变形现象。

Claims (1)

1.高密封蝶阀结构，其特征在于：在阀座和阀体之间设置阀瓣密封装置，与阀瓣进行密封配合；在阀体上设置轴密封装置，与阀杆进行密封；所述的阀瓣密封装置通过分隔板将阀盖和阀体之间分隔成两个相互独立的第一密封腔和第二密封腔，并在阀盖和阀体之间设置分别与第一密封腔和第二密封腔相对应的第一密封圈和第二密封圈，起到双重密封的目的；所述的轴密封装置通过鞍型垫片上的锥度斜面将密封填料挤压成V字形单向密封形状，实现密封填料与阀杆的紧密贴合；轴密封装置还利用波形弹簧的弹力对有磨损的密封填料进行补偿，使得密封填料可以始终维持在V字形；包括阀体(1)，阀体(1)外侧设有阀座(2)和阀盖(3)，阀体(1)内设有阀杆(4)和阀瓣(5)，阀体(1)上还设有与阀杆(4)相配合的轴密封装置(6)；所述的阀座(2)和阀体(1)之间设有阀瓣密封装置，阀瓣密封装置包括依次设置在阀座(2)和阀体(1)之间的第一密封圈(7)、阀座中间隔板(8)、第二密封圈(9)和阀座盖板(10)；所述的阀座中间隔板(8)内环设有凸出结构的分隔板(11)，分隔板(11)与阀盖(3)之间设有与第一密封圈(7)相对应的第一密封腔(12)，分隔板(11)和阀体(1)之间设有与第二密封圈(9)相对应的第二密封腔(13)；所述的阀座(2)内环为斜面结构，所述的阀瓣(5)外圈设有与阀座(2)内环相对应的圆弧密封斜面，所述的圆弧密封斜面两端设有用于过渡的圆弧面和用于二次密封的二次密封圆弧面；所述的圆弧密封斜面的截面为圆弧段，且该圆弧段的中心切角为15-25度；所述的阀座(2)内圈设有壑槽(201)，壑槽(201)表面、阀座盖板(10)内端面和阀座中间隔板(8)的内外两端面均设有齿形结构(14)；所述齿形结构(14)的齿形角度为70-78度；所述阀座(2)的外圈和阀座盖板(10)的外端面均设有密封氟胶层；所述的阀盖(3)密封面和阀体(1)密封面上均设有第二齿形结构(15)，第二齿形结构(15)的齿形角度为70-78度；所述的第一密封圈(7)包括设置在阀座(2)和阀座中间隔板(8)之间的第一密封圆环(701)，第一密封圆环(701)端部设有位于第一密封腔(12)内的第一密封环(702)；所述的第二密封圈(9)包括设置在阀座中间隔板(8)和阀座盖板(10)之间的第二密封圆环(901)，第二密封圆环(901)端部设有位于第二密封腔(13)内的第二密封环(902)；所述的第一密封环(702)和第二密封环(902)内部均设有0型圈(16)；所述的轴密封装置(6)包括位于阀体(1)上部的密封环(601)，密封环(601)上方设有密封压盖(602)，密封压盖(602)和密封环(601)之间设有定位腔(603)，定位腔(603)内设有弹簧圈(604)，所述的阀杆(4)上设有与弹簧圈(604)相配合的止口台阶(605)；所述的阀杆(4)与阀体(1)之间设有位于密封环(601)下方的填料密封函(606)，填料密封函(606)内从上往下依次设有密封填料(607)、鞍型垫片(608)和波形弹簧(609)；所述阀体(1)内还设有打开定位块(17)和关闭定位块(18)；所述的阀杆(4)在阀体(1)内偏心布置。
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