CN109519552B - 双偏心式密封蝶阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了双偏心式密封蝶阀，属于阀门领域，包括设在阀体内且实现所述阀体与阀板密封的阀座，所述阀座为圆环状，所述阀座包括主体、锥度球面和缓冲槽，所述锥度球面设在所述主体靠近所述阀板的一侧，所述缓冲槽设在所述主体远离所述阀板的一侧且内凹设置，所述主体设置所述缓冲槽一侧且靠近所述锥度球面的一端设有圆弧。本发明结构简单，安装方便，密封性好，能够补偿温度和压力变化。

Description

双偏心式密封蝶阀
技术领域
本发明属于阀门领域，涉及双偏心式密封蝶阀。
背景技术
双偏心蝶阀也叫作高性能蝶阀，主要适用于水厂、电厂、钢厂冶炼、化工、水源泉工程、环境设施建设等系统排水用，尤其适用于水道管路上，作为调节和截流设备使用。和中线蝶阀相比，双偏心蝶阀更耐高压，寿命更长，稳定性好。
双偏心蝶阀结构特征为在阀杆轴心既偏离蝶板中心、也偏离本体中心，如图1所示，阀杆中心相对阀板中心的偏心距离为T1，阀门中心相对阀杆中心的额偏心距离为T2，双偏心的效果使阀门被开启后蝶板能迅即脱离阀座、大幅度地消除了蝶板与阀座的不必要的过度挤压、刮擦现象、减轻了开启阻距、降低了磨损、提高了阀座寿命，刮擦的大幅度降低、同时还使得双偏心蝶阀也可以采用金属阀座、提高了蝶阀在高温领域的应用。
目前常见的双偏心时蝶阀，由于阀座结构的设置，无法及时的补偿压力和温度的变化，仍然存在一定的泄露问题。
发明内容
本发明要解决的问题是在于提供双偏心式密封蝶阀，结构简单，安装方便，密封性好，能够补偿温度和压力变化。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：双偏心式密封蝶阀，包括设在阀体内且实现所述阀体与阀板密封的阀座，所述阀座为圆环状，所述阀座包括主体、锥度球面和缓冲槽，所述锥度球面设在所述主体靠近所述阀板的一侧，所述缓冲槽设在所述主体远离所述阀板的一侧且内凹设置，所述主体设置所述缓冲槽一侧且靠近所述锥度球面的一端设有圆弧。
进一步的，所述缓冲槽为半圆形且圆心设在所述主体的侧表面，所述缓冲槽的半径小于所述主体厚度的1/2，所述缓冲槽的的半径为R1，所述圆弧的半径为R2，R2的半径是R1半径的1/3～3/4所述缓冲槽的圆心相对所述阀座圆心的圆直径为D1，所述锥度球面相对所述阀座圆心的最大圆直径为D2，D2与D1的数值差是所述主体厚度的1.8～2.2倍。
进一步的，所述阀座与所述阀板同轴设置且设在所述阀板的外圈，所述主体靠近所述阀体一侧的上端设有第一定位凸起，所述第一定位凸起嵌设在所述阀体内且嵌设深度小于所述第一定位凸起的厚度，所述阀座远离所述主体的一侧设有对其定位的压盖。
进一步的，所述主体远离所述第一定位凸起一侧的上端设有第二定位凸起，所述第二定位凸起的厚度小于所述第一定位凸起的厚度，所述第二定位凸起设在所述缓冲槽的上端且与所述缓冲槽的上边缘相切设置，所述第二定位凸起嵌设在所述压盖的内部。
进一步的，所述压盖嵌设在所述阀体内且侧面的上端与所述阀体贴合设置，侧面的下端与所述主体贴合设置，所述压盖向下延伸覆盖住所述缓冲槽设置，所述压盖的下端面设在所述缓冲槽与所述圆弧之间。
进一步的，所述第一定位凸起的厚度与所述第二定位凸起的厚度之和小于所述主体的厚度，所述第一定位凸起的厚度是所述第二定位凸起厚度的1.5倍。
进一步的，所述阀座由弹性金属圈、增强型聚四氟乙烯、聚四氟乙烯或橡胶材质一体加工而成。
进一步的，所述阀体内设有阀杆，所述阀杆与所述阀板通过锥销进行固定，所述阀杆通过设置在所述阀体外部的手轮驱动所述阀板相对所述阀体旋转实现打开和关闭，所述阀杆的下端与所述阀体之间设有第一铜套，所述阀杆的上端与所述阀体之间设有第二铜套，所述阀板的外圈设有对其定位的调整套，所述调整套的下端设在所述第一铜套与所述阀板之间，所述调整套的上端设在所述第二铜套与所述阀板之间。
进一步的，所述第二铜套的上端设有填料，所述填料通过设置在阀体上端的压紧盖进行压紧，所述压紧盖为T型，所述压紧盖的下头部分伸入到所述阀体的内部与所述填料接触设置，所述压紧盖的上端通过螺栓和螺母与所述阀体固定，所述螺栓与所述阀体螺纹配合。
进一步的，所述填料为多个平行设置的O型圈或V型圈，所述填料设在所述阀杆的外圈且二者同轴设置。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。
1、本发明设置实现阀体与阀板密封的阀座，阀座上设置锥度球面、缓冲槽和圆弧，设置的圆弧可避免应力集中，锥度球面在受到阀板施力后产生变形，圆弧的存在可将受力均匀化，使得锥度球面向缓冲槽的方向变形，保证了阀板与阀座过盈配状态下，阀板的顺利转动；
2、第一定位凸起嵌设在阀体内且嵌设深度小于第一定位凸起的厚度，给阀座预留一定的变形间隙，方便阀门在受到管道反向压力时阀座密封斜面向阀板方向变形挤压阀板，造成反向密封，阀座远离主体的一侧设有对其定位的压盖，设置压盖后提升阀座安装定位的便利性，进而提升整个结构的稳定性；
3、压盖向下延伸覆盖住缓冲槽设置，压盖的下端面设在缓冲槽与圆弧之间，压盖覆盖缓冲槽后，阀座变形的时候，压盖可承受一定的力，缓冲槽受力得到一定的环节，提升了阀座的使用寿命；
4、阀座由由增强型聚四氟乙烯(MOC)、聚四氟乙烯(PTFE)或各种橡胶材质一体加工而成，三种材质根据不同的使用情况进行选择，都具有自我补偿能力，增强型聚四氟乙烯是用聚四氟乙烯添加一定量填充剂，如玻璃纤维，青铜粉，二硫化钼，石墨，碳纤维等，经高速混合均匀后模塑成型，再经高温烧结制成，可提高聚四氟乙烯的压缩、回弹性，减小冷流性，耐腐蚀性更高，化学性能更加稳定，三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，耐老化性能强，使用寿命长，而且比重较低，由于应用在大规格的阀体中时，可降低整个蝶阀的重量，也可采用氟橡胶、硅橡胶等材质制成。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有技术双偏心式密封蝶阀的结构示意图；
图2是本发明阀座的剖视图；
图3是本发明图2的A部详图；
图4是本发明双偏心式密封蝶阀侧视的剖视图；
图5是本发明图4的B部详图；
图6是本发明双偏心式密封蝶阀的正视图；
图7是本发明双偏心式密封蝶阀的俯视图；
图8是本发明双偏心式密封蝶阀俯视的局部剖视图；
图9是本发明聚四氟乙烯和增强型聚四氟乙烯温度压力的曲线图；
图10是本发明聚四氟乙烯和增强型聚四氟乙烯热膨胀的曲线图；
图11是本发明聚四氟乙烯和增强型聚四氟乙烯温度硬度的曲线图。
附图标记：
1-阀体；2-第一铜套；21-第二铜套；3-锥销；4-压板；5-阀板；6-调整套；7-阀座；71-盖板；72-锥度球面；73-缓冲槽；74-圆弧；75-第一定位凸起；76-第二定位凸起；8-阀杆；9-压紧盖；10-螺栓；11-螺母；12-填料；13-手轮。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语″中心″、″纵向″、″横向″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″、″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语″第一″、″第二″等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图2～图4所示，本发明为双偏心式密封蝶阀，包括设在阀体1内且实现阀体1与阀板5密封的阀座7，阀座7为圆环状，阀座7包括主体、锥度球面72和缓冲槽73，锥度球面72设在主体靠近阀板5的一侧，缓冲槽73设在主体远离阀板5的一侧且内凹设置，主体设置缓冲槽73一侧且靠近锥度球面72的一端设有圆弧74，设置的圆弧74可避免应力集中，锥度球面72在受到阀板5施力后产生变形，圆弧74的存在可将受力均匀化，使得锥度球面72向缓冲槽73的方向变形，保证了阀板5与阀座7过盈配状态下，阀板5的顺利转动。
优选地，缓冲槽73为半圆形且圆心设在主体的侧表面，缓冲槽73的半径小于主体厚度的1/2缓冲槽73的的半径为R1，圆弧74的半径为R2，R2的半径是R1半径的1/3～3/4，缓冲槽73的圆心相对阀座7圆心的圆直径为D1，锥度球面72相对阀座7圆心的最大圆直径为D2，D2与D1的数值差是主体厚度的1.8～2.2倍，严格按照设定的比例进行设置，结构的稳定性好，既能保证阀座7与阀板5的过盈密封，又可保证阀板5的顺利转动，同时使得阀座7具有自我补偿空间。
优选地，阀座7与阀板5同轴设置且设在阀板5的外圈，主体靠近阀体1一侧的上端设有第一定位凸起75，第一定位凸起75嵌设在阀体1内且嵌设深度小于第一定位凸起75的厚度，给阀座7预留一定的变形间隙，方便锥度球面72向缓冲槽73的一侧变形，阀座7远离主体的一侧设有对其定位的压盖71，设置压盖71后提升阀座7安装定位的便利性，进而提升整个结构的稳定性。
优选地，主体远离第一定位凸起75一侧的上端设有第二定位凸起76，第二定位凸起76的厚度小于第一定位凸起75的厚度，保证主体固定的牢固性，第二定位凸起76设在缓冲槽73的上端且与缓冲槽73的上边缘相切设置，第二定位凸起76嵌设在压盖71的内部，提升阀座7的稳定性，保证阀座7在受力变形的时候不移位；更优选地，压盖71嵌设在阀体1内且侧面的上端与阀体1贴合设置，侧面的下端与主体贴合设置，压盖71向下延伸覆盖住缓冲槽73设置，压盖71的下端面设在缓冲槽73与圆弧74之间，压盖71覆盖缓冲槽73后，阀座7变形的时候，压盖71可承受一定的力，缓冲槽73受力得到一定的环节，提升了阀座7的使用寿命；更优选地，第一定位凸起75的厚度与第二定位凸起76的厚度之和小于主体的厚度，第一定位凸起75的厚度是第二定位凸起76厚度的1.5倍，结构更加稳定；压盖71的内圈设有压板4，压板4与阀体1固定并对压盖71和阀座7进行固定。
优选地，阀座7由由增强型聚四氟乙烯(MOC)、聚四氟乙烯(PTFE)或三元乙丙橡胶(EPDM)材质一体加工而成，三种材质根据不同的使用情况进行选择，都具有自我补偿能力，增强型聚四氟乙烯是用聚四氟乙烯添加一定量填充剂，如玻璃纤维，青铜粉，二硫化钼，石墨，碳纤维等，经高速混合均匀后模塑成型，再经高温烧结制成，可提高聚四氟乙烯的压缩、回弹性，减小冷流性，耐腐蚀性更高，化学性能更加稳定，三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，耐老化性能强，使用寿命长，而且比重较低，由于应用在大规格的阀体1中时，可降低整个蝶阀的重量，如图9、图10和图11所示，分别是聚四氟乙烯和增强型聚四氟乙烯温度压力的曲线图、热膨胀的曲线图和温度硬度的曲线图，可根据实际情况进行材质的选择和设定，通常阀座7也可由弹性金属圈或其他橡胶材质制成，橡胶材质可采用氟橡胶、硅橡胶等。
优选地，如图3～图8所示，阀体1内设有阀杆8，阀杆8与阀板通过锥销3进行固定，阀杆8通过设置在阀体1外部的手轮13驱动阀板5相对阀体1旋转实现打开和关闭，阀杆8的下端与阀体1之间设有第一铜套2，阀杆8的上端与阀体1之间设有第二铜套21，阀板5的外圈设有对其定位的调整套6，调整套6采用304不锈钢材质，刚性高，不易被腐蚀，对阀板5的外圈进行定位，提升阀板5的安装定位精度，调整套6的下端设在第一铜套2与阀板5之间，调整套6的上端设在第二铜套21与阀板5之间，第一铜套2和第二铜套21的设备保证了阀杆8相对阀体1转动的稳定性。
优选地，第二铜套21的上端设有填料12，填料12通过设置在阀体1上端的压紧盖9进行压紧，压紧盖9为T型，压紧盖9的下头部分伸入到阀体1的内部与填料12接触设置，压紧盖9的上端通过螺栓10和螺母11与阀体1固定，螺栓10与阀体1螺纹配合，通过调节螺栓10相对阀体1的上下位置，可以实现压紧盖9伸入到阀体1内的距离，进而实现对填料12的压紧，填料12被压紧的状态，可通过对调整套6的压紧调节，进而实现对阀板5的定位调节，在长期运转过程中，如有松动的情况，可通过调节压紧盖9实现对阀板5的压紧，进而提升整个结构的稳定性；更优选地，第二铜套21分为上下两段且两端之间也设有填料12，第二铜套21设置为两段加工方便，降低成本。
优选地，填料12为多个平行设置的O型圈或V型圈，O型圈采用聚四氟乙烯材质，具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂，化学性能稳定，而且耐高温，摩擦系数低，适用于高温高压的工况环境，填料12设在阀杆8的外圈且二者同轴设置，结构均衡，稳定性好，而且阀杆8对填料12可起到一定的限位作用。
实施例1D1＝296mm，D2＝278.2；R1＝1.5mm，R2＝3mm；第一定位凸起75的厚度为4.5mm，第二凸起的厚度为3mm，主体的厚度为8.5mm，第一定位凸起75、第二定位凸起76和主体的外圈直径相同且均为318mm，第一定位凸起75和第二定位凸起76的内径相同且均为302mm，圆弧74对应的最小直径处为275.6mm，圆弧74对应的最大直径处为278.6mm，材质采用增强型聚四氟乙烯。
在实际工作过程中，将第一定位凸起75嵌设到阀体1中，然后将第二定位凸起76嵌设到压盖71内，完成对阀座7的固定，在双偏心式蝶阀蝶阀需要密封的时候，阀杆8由手轮13驱动实现旋转，阀杆8的旋转带动固定在其上的阀板5旋转，阀板5旋转后与锥度球面72配合设置实现密封，正常状态下，锥度球面72与阀板5过盈配合，密封性能，在转动需要打开的过程中，由于缓冲槽73的设置，在阀板5的作用下，锥度球面72设置圆弧74的一端向缓冲槽73的一端变形，实现了阀板5的顺利转动和打开，由于缓冲槽73和圆弧74的设置，锥度球面72可产生微变形，保证了阀板5的顺利打开，锥度球面72与阀板5的过盈配合，密封性能良好，无泄漏产生，同时在高温低压下，阀座7如果出现微小的膨胀，由于缓冲槽73的存在，也不影响整个结构的运行，同时阀门在受到管道反向压力时阀座密封斜面向阀板方向变形挤压阀板，造成反向密封，在低温高压状态下，如果阀座7产生微小的缩小变形，由于之前阀座7与阀板5的过盈配合，较小的缩小变形也不会影响密封性能，整个结构使得阀座7具有在温度和压力的变化下，具有自我调节和补偿能力，扩大了整个结构的应用范围，提升了整个结构的稳定性，而且整个结构简单，加工方便，成本低，安装和固定也更加方便，后期的维护成本也低，整体上降低了整个结构成本。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.双偏心式密封蝶阀，用于常态、高温低压或低温高温情况下，其特征在于：包括设在阀体内且实现所述阀体与阀板密封的阀座，所述阀座为圆环状，所述阀座包括主体、锥度球面和缓冲槽，所述锥度球面设在所述主体靠近所述阀板的一侧，所述缓冲槽设在所述主体远离所述阀板的一侧且内凹设置，所述主体设置所述缓冲槽一侧且靠近所述锥度球面的一端设有圆弧，圆弧将受力均匀化，使得锥度球面向缓冲槽的方向变形，以使得阀板与阀座过盈配状态下，阀板的顺利转动；
所述缓冲槽为半圆形且圆心设在所述主体的侧表面，所述缓冲槽的半径小于所述主体厚度的1/2，所述缓冲槽的的半径为R1，所述圆弧的半径为R2，R2的半径是R1半径的1/3～3/4，所述缓冲槽的圆心相对所述阀座圆心的圆直径为D1,所述锥度球面相对所述阀座圆心的最大圆直径为D2，D2与D1的数值差是所述主体厚度的1.8～2.2倍，阀座与阀板的过盈密封，使得阀板顺利转动的同时，阀座具有自我补偿空间；
所述阀座与所述阀板同轴设置且设在所述阀板的外圈，所述主体靠近所述阀体一侧的上端设有第一定位凸起，所述第一定位凸起嵌设在所述阀体内且嵌设深度小于所述第一定位凸起的厚度，所述阀座远离所述主体的一侧设有对其定位的压盖，使得阀座在受力变形的时候不移位；
所述主体远离所述第一定位凸起一侧的上端设有第二定位凸起，所述第二定位凸起的厚度小于所述第一定位凸起的厚度，所述第二定位凸起设在所述缓冲槽的上端且与所述缓冲槽的上边缘相切设置，所述第二定位凸起嵌设在所述压盖的内部；
所述压盖嵌设在所述阀体内且侧面的上端与所述阀体贴合设置，侧面的下端与所述主体贴合设置，所述压盖向下延伸覆盖住所述缓冲槽设置，所述压盖的下端面设在所述缓冲槽与所述圆弧之间。
2.根据权利要求1所述的双偏心式密封蝶阀，其特征在于：所述第一定位凸起的厚度与所述第二定位凸起的厚度之和小于所述主体的厚度，所述第一定位凸起的厚度是所述第二定位凸起厚度的1.5倍。
3.根据权利要求1所述的双偏心式密封蝶阀，其特征在于：所述阀座由弹性金属圈、增强型聚四氟乙烯、聚四氟乙烯或橡胶材质一体加工而成。
4.根据权利要求1所述的双偏心式密封蝶阀，其特征在于：所述阀体内设有阀杆，所述阀杆与所述阀板通过锥销进行固定，所述阀杆通过设置在所述阀体外部的手轮驱动所述阀板相对所述阀体旋转实现打开和关闭，所述阀杆的下端与所述阀体之间设有第一铜套，所述阀杆的上端与所述阀体之间设有第二铜套，所述阀板的外圈设有对其定位的调整套，所述调整套的下端设在所述第一铜套与所述阀板之间，所述调整套的上端设在所述第二铜套与所述阀板之间。
5.根据权利要求4所述的双偏心式密封蝶阀，其特征在于：所述第二铜套的上端设有填料，所述填料通过设置在阀体上端的压紧盖进行压紧，所述压紧盖为T型，所述压紧盖的下头部分伸入到所述阀体的内部与所述填料接触设置，所述压紧盖的上端通过螺栓和螺母与所述阀体固定，所述螺栓与所述阀体螺纹配合。
6.根据权利要求5所述的双偏心式密封蝶阀，其特征在于：所述填料为多个平行设置的O型圈或V型圈，所述填料设在所述阀杆的外圈且二者同轴设置。
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