CN109519556A - 一种用于三偏心硬密封蝶阀的密封组件及密封结构和三偏心硬密封蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开的用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件，包含至少两片以上的金属片和至少两个以上的由非金属辅助材料制成的密封环，其特征在于，在每一金属片的一面上开设有一环形槽，每一密封环镶嵌在对应的环形槽内。本发明还公开了包含该密封组件的密封结构和包含该密封结构的三偏心硬密封蝶阀。本发明提高了密封的可靠性，由全完金属与金属而密封。本发明密封组件的应用使三偏心蝶阀的应用范围可扩大到任何介质且高温、低温以及严苛工况，并大幅度三偏心密封的使用寿命。

Description

一种用于三偏心硬密封蝶阀的密封组件及密封结构和三偏心 硬密封蝶阀

技术领域

本发明涉及三偏心金属硬密封蝶阀技术领域，特别涉及一种用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件及密封结构和三偏心硬密封蝶阀。

背景技术

蝶阀是30年代由美国发明，应用于城建、环保、水利、电力、制药、石油、化工、天然气、核电、海工、航天等行业的介质输送管道上起到截断、节流和调节流量作用。

三偏心硬密封蝶阀由中线蝶阀和二偏心蝶阀逐渐演变。参见图1至图3，现有的三偏心硬密封蝶阀主要由阀体1、阀板2、阀杆3、阀板密封组件4、阀体密封面5组成。

三偏心硬密封蝶阀为部分回转阀系，其开关过程：当阀杆3顺时针转0°-90°为阀位关闭，当阀杆3逆时针90°-0°转动为阀位开启。所谓三个偏心如图4是指在双偏心结构的基础上再增加一个角偏心，即使蝶阀密封面呈倾斜锥形。其结构的特点是将阀板密封组件4的外周面加工成外斜锥面，将阀体密封面5加工成内斜锥面。这时蝶阀密封面变成了椭圆形，阀板密封面的形状也因此上下不对称。由于蝶阀密封面为斜锥形，被阀杆3轴分隔为偏大的一侧阀板沿着大倾斜曲面向上方压向阀体，偏小的一侧阀板沿着小倾斜曲面向下方压向阀一。阀板密封组件4与阀体密封面5之间的密封不是靠阀板密封组件4的弹性变形，而是完全依靠阀板密封组件4与阀体密封面5之间的接触面的压紧实现密封，故三偏心蝶阀的开闭基本上无摩擦，并且随着关闭压力的增加，阀门越关越紧的密封特点。

随着现代工业发展，三偏心硬密封蝶阀的应用范围不断扩大。现有的三偏心硬密封蝶阀的密封组件如图5和图6所示的结构已不能满足管系工况的要求，其理由如下：

现有三偏心金属硬密封蝶阀的密封组件4如图5和图6所示，其是由三片金属片10、20、30和非金属辅助材料40、50组成，非金属辅助材料40设置在金属片10和金属片20之间，非金属辅助材料50设置在金属片20和金属片30之间。这样的结构存在如下问题：

1.金属片10、20、30采用非金属辅助材料40、50隔断，使得金属片10、20、30相互之间的摩擦力增大。

2.金属片10、20、30端面与阀体密封面5接触形成密封，而有夹带金属辅助材料40、50，直接作用在密封面5上有助于三偏心硬密封蝶阀短时间或初试时起到了密封性能的辅助作用。据前述图4所述的三偏心特性，三偏心硬密封蝶阀开启和关闭初始过程中,金属片10、20、30与密封面5形成强制摩擦(参见图18),使金属片与金属片之间产生径向串动,从而造成金属片间所夹带的金属辅助材料40、50由于材料强度低而脱落，直接影响蝶阀密封性能，与其名称三偏心金属硬密封蝶阀是名不符实的。又当阀位处开启状时(参见图19)，金属片间所夹带的金属辅助材料40、50受管道内介质冲刷,也会造成脱落，影响到密封的可靠性。另外在非金属辅助材料40、50脱落后，金属片10、20、30之间的密封面必会有空隙或开缝，管道介质中的杂质易填充空隙和缝中促使密封组件损坏，从而降低寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有三偏心金属硬密封蝶阀所使用的阀板密封组件所存在的不足而一种用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件，该密封组件能实现三偏心蝶阀的密封实现金属与金属完全接触并能可靠的密封，使蝶阀应用领域更为广泛，如高温、高压等更加严苛工况，使用寿命更长。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种包含上述密封组件的密封结构。

本发明所要解决的技术问题之三在于提供一种包含上述密封结构的三偏心硬密封蝶阀。

作为本发明第一方面的用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件，包含至少两片金属片和至少两个由非金属辅助材料制成的密封环，在每一金属片的一面上开设有一环形槽，每一密封环镶嵌在对应的环形槽内。

在本发明的一个优选实施例中，所述金属片沿所述金属片的轴线方向叠加在一起，所述密封环的外表面与所邻接的金属片没有开设环形槽的那一面之间形成密封接触。

在本发明的一个优选实施例中，所述密封槽开设在所述金属片远离所述金属片的外周面一侧。

在本发明的一个优选实施例中，所述金属片的外周面加工成斜面，形成该密封组件的硬密封面。

在本发明的一个优选实施例中，所述非金属辅助材料为石墨以及石墨制品。

作为本发明第二方面的包含上述密封组件的密封结构，还包含与所述密封组件的硬密封面配合进行密封的另一硬密封面；所述密封组件设置在三偏心蝶阀的阀板上，所述另一硬密封面设置在三偏心蝶阀的阀体上。

在本发明的一个优选实施例中，所述硬密封面加工成外斜锥面，将另一硬密封面加工成内斜锥面。

作为本发明第二方面的包含上述密封组件的密封结构，还包含与所述密封组件的硬密封面配合进行密封的另一硬密封面；所述密封组件设置在三偏心蝶阀的阀体上，所述另一硬密封面设置在三偏心蝶阀的阀板上。

在本发明的一个优选实施例中，所述硬密封面加工成内斜锥面，将另一硬密封面加工成外斜锥面。

作为本发明第二方面的包含上述密封组件的密封结构，包含上述两组密封组件，其中一组密封组件设置在三偏心蝶阀的阀体上，另一组密封组件设置在三偏心蝶阀的阀板上；两组密封组件的硬密封面密封接触。

在本发明的一个优选实施例中，设置在三偏心蝶阀的阀板上的密封组件中的硬密封面加工成外斜锥面，设置在三偏心蝶阀的阀体上的密封组件中的硬密封面加工成内斜锥面。

作为本发明第三方面的三偏心硬密封蝶阀，包含上述密封结构。

在本发明的一个优选实施例中，所述三偏心硬密封蝶阀为对夹式三偏心硬密封蝶阀、法兰式三偏心硬密封蝶阀、凸耳式三偏心硬密封蝶阀、支耳式三偏心硬密封蝶阀或焊接式三偏心硬密封蝶阀。

由于采用了如上的技术方案，本发明采用在金属片上加工出环形槽并将由非金属密封辅助材料加工成的密封环置于环形槽中所形成的密封组件的新结构，其与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明采用在金属片上加工出环形槽并将由非金属密封辅助材料加工成的密封环置于环形槽中所形成的密封组件的新结构，当三偏心蝶阀在启闭力的作用下，多片金属片间的摩擦力将减少，使得金属片间有微量串动，从而使得密封组件的硬密封面更易贴靠在另一硬密封面上(阀体密封面)，从而提高密封吻合度，真正形成完全的金属和金属接触而密封，使密封性能更为可靠。

2.本发明采用在金属片上加工出环形槽并将由非金属密封辅助材料加工成的密封环置于环形槽中所形成的密封组件的新结构，当阀位处开启状时，管内介质在流速作用下不会对由非金属辅助材料制成的密封环进行冲刷，不会造成非金属辅助材料脱落而直接影响密封的可靠性。不会因为非金属辅助材料脱落后造成硬密封面形成空隙或开缝，使得管道介质中的杂质易填充空隙和缝中促使密封组件损坏，从而提高了使用寿命。

3.本发明提高了密封的可靠性，由全完金属与金属而密封。本发明密封组件的应用使三偏心蝶阀的应用范围可扩大到任何介质且高温、低温以及严苛工况，并大幅度三偏心硬密封蝶阀的使用寿命。

附图说明

图1为现有三偏心硬密封蝶阀的结构示意图。

图2为现有三偏心硬密封蝶阀的剖视示意图。

图3为图2的A处放大示意图。

图4为现有三偏心硬密封蝶阀的密封原理示意图。

图5为现有三偏心金属硬密封蝶阀的阀板密封组件的结构示意图。

图6为图5的A处放大示意图。

图7为本发明的密封组件的结构示意图。

图8为图7的A处放大示意图。

图9为本发明一种三偏心硬密封蝶阀的结构示意图。

图10为本发明一种三偏心硬密封蝶阀的剖视示意图。

图11为图10的A处放大示意图。

图12为本发明又一种三偏心硬密封蝶阀的结构示意图。

图13为本发明又一种三偏心硬密封蝶阀的剖视示意图。

图14为图13的A处放大示意图。

图15为本发明再一种三偏心硬密封蝶阀的结构示意图。

图16为本发明再一种三偏心硬密封蝶阀的剖视示意图。

图17为图16的A处放大示意图。

图18为现有三偏心硬密封蝶阀处于关闭状态的示意图。

图19为现有三偏心硬密封蝶阀处于开启状态的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

参见图7和图8，图中所示的用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件100，包含三片金属片110、120、130和三个非金属辅助材料制成的密封环140、150、160，当然金属片的数量也不局限于三片，密封环的数量也不局限于三个，可以格局蝶阀的大小设定。

在三片金属片110、120、130的一面111、121、131上开设有一环形槽112、122、132，环形槽112、122、132分别开设在金属片110、120、130远离金属片110、120、130的外周面113、123、133的一侧。

三片金属片110、120、130沿金属片110、120、130的轴线方向叠加在一起，三片金属片110、120、130的面111、121、131朝向统一。

三个密封环140、150、160分别镶嵌到三片金属片110、120、130的环形槽112、122、132中，密封环160的外表面与金属片120的面124密封接触，密封环150的外表面与金属片110的面114密封接触。密封环140的外表面与阀门或阀体接触。

金属片110、120、130的外周面113、123、133加工成斜面，形成该密封组件100的硬密封面。制成密封环140、150、160的非金属辅助材料为石墨以及石墨制品。

上述密封组件100与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.采用在三片金属片110、120、130上加工出环形槽112、122、132并将由非金属密封辅助材料加工成的密封环140、150、160分别置于环形槽112、122、132中的新结构，当三偏心蝶阀在启闭力的作用下，三片金属片110、120、130间的摩擦力将减少，使得金属片110、120、130间有微量串动，从而使得密封组件100的硬密封面更易贴靠在另一硬密封面上(阀体密封面)，从而提高密封吻合度，真正形成完全的金属和金属接触而密封，使密封性能更为可靠。

2.采用在三片金属片110、120、130上加工出环形槽112、122、132并将由非金属密封辅助材料加工成的密封环140、150、160分别置于环形槽112、122、132中的新结构，当阀位处开启状时，管内介质在流速作用下不会对由非金属辅助材料制成的密封环140、150、160进行冲刷，不会造成非金属辅助材料脱落而直接影响密封的可靠性。不会因为非金属辅助材料脱落后造成硬密封面形成空隙或开缝，使得管道介质中的杂质易填充空隙和缝中促使密封组件100损坏，从而提高了使用寿命。

3.提高了密封的可靠性，由全完金属与金属而密封。密封组件100的应用使三偏心蝶阀的应用范围可扩大到任何介质且高温、低温以及严苛工况，并大幅度三偏心密封的使用寿命。

下面给出了上述密封组件100的应用实施例。

参见图9至图11，图中给出的一种三偏心硬密封蝶阀，主要由阀体200、阀板300、阀杆400、密封组件100组成。

阀板300装入阀体200中的通流孔后，将阀杆400插入阀板300的中间孔后用键或销联接。

密封组件100采用压板600和压板螺栓610安装在阀板300上，阀体镶嵌密封座700采用阀体镶嵌密封座螺栓800安装在阀体200上，在阀体镶嵌密封座700上设置有硬密封面710。密封组件100上的硬密封面170加工成外斜锥面，将阀体镶嵌密封座700上的硬密封面710加工成内斜锥面。

密封时，密封组件100上的硬密封面170与阀体镶嵌密封座700上的硬密封面710实现金属与金属之间的硬密封。

参见图12至图14，图中给出的又一种三偏心硬密封蝶阀，主要由阀体200、阀板300、阀杆400、密封组件100a组成。

阀板300装入阀体200中的通流孔后，将阀杆400插入阀板300的中间孔后用键或销联接。

密封组件100a采用压板600a、螺纹压板610a和螺钉620a安装在阀体200上，在阀板300上堆焊有硬密封面310。

密封组件100a上的硬密封面170a加工成内斜锥面，将硬密封面310加工成内斜锥面。

密封时，阀板300上的硬密封面310与密封组件100a上的硬密封面170a实现金属与金属之间的硬密封。

参见图15至图17，图中给出的又一种三偏心硬密封蝶阀，主要由阀体200、阀板300、阀杆400、密封组件100组成。

阀板300装入阀体200中的通流孔后，将阀杆400插入阀板300的中间孔后用键或销联接。

密封组件100采用压板600和压板螺栓610安装在阀板300上，在阀体200的密封面上堆焊有硬密封面210。密封组件100上的硬密封面170加工成外斜锥面，将硬密封面210加工成内斜锥面。

密封时，密封组件100上的硬密封面170与硬密封面210实现金属与金属之间的硬密封。

上述三偏心硬密封蝶阀为对夹式三偏心硬密封蝶阀、法兰式三偏心硬密封蝶阀、凸耳式三偏心硬密封蝶阀、支耳式三偏心硬密封蝶阀或焊接式三偏心硬密封蝶阀。

Claims (13)

1.用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件，包含至少两片金属片和至少两个由非金属辅助材料制成的密封环，其特征在于，在每一金属片的一面上开设有一环形槽，每一密封环镶嵌在对应的环形槽内。

2.如权利要求1所述的用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件，其特征在于，所述金属片沿所述金属片的轴线方向叠加在一起，所述密封环的外表面与所邻接的金属片没有开设环形槽的那一面之间形成密封接触。

3.如权利要求1所述的用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件，其特征在于，所述密封槽开设在所述金属片远离所述金属片的外周面一侧。

4.如权利要求1所述的用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件，其特征在于，所述金属片的外周面加工成斜面，形成该密封组件的硬密封面。

5.如权利要求1所述的用于三偏心金属硬密蝶阀的密封组件，其特征在于，所述非金属辅助材料为石墨及石墨制品。

6.包含权利要求1至5任一项权利要求所述的密封组件的密封结构，其特征在于，还包含与所述密封组件的硬密封面配合进行密封的另一硬密封面；所述密封组件设置在三偏心蝶阀的阀板上，所述另一硬密封面设置在三偏心蝶阀的阀体上。

7.如权利要求6所述的密封结构，其特征在于，所述硬密封面加工成外斜锥面，将另一硬密封面加工成内斜锥面。

8.包含权利要求1至5任一项权利要求所述的密封组件的密封结构，其特征在于，还包含与所述密封组件的硬密封面配合进行密封的另一硬密封面；所述密封组件设置在三偏心蝶阀的阀体上，所述另一硬密封面设置在三偏心蝶阀的阀板上。

9.如权利要求8所述的密封结构，其特征在于，所述硬密封面加工成内斜锥面，将另一硬密封面加工成外斜锥面。

10.包含权利要求1至5任一项权利要求所述的密封组件的密封结构，其特征在于，包含上述两组密封组件，其中一组密封组件设置在三偏心蝶阀的阀体上，另一组密封组件设置在三偏心蝶阀的阀板上；两组密封组件的硬密封面密封接触。

11.如权利要求10所述的密封结构，其特征在于，设置在三偏心蝶阀的阀板上的密封组件中的硬密封面加工成外斜锥面，设置在三偏心蝶阀的阀体上的密封组件中的硬密封面加工成内斜锥面。

12.三偏心硬密封蝶阀，其特征在于，包含权利要求6至11任一项权利要求所述的密封结构。

13.如权利要求12所述的三偏心硬密封蝶阀，其特征在于，所述三偏心硬密封蝶阀为对夹式三偏心硬密封蝶阀、法兰式三偏心硬密封蝶阀、凸耳式三偏心硬密封蝶阀、支耳式三偏心硬密封蝶阀或焊接式三偏心硬密封蝶阀。