CN110657245B - 一种增强密封性能的蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强密封性能的蝶阀，涉及蝶阀技术领域，包括阀体、阀杆和阀板，所述阀体内设有用于流体通过的阀孔，阀体上设有用于阀杆穿过的阀杆贯穿孔，阀板通过阀杆定位在阀孔内，阀杆的中心轴线与阀板的纵向中心轴线平行并有偏离间距，阀杆带动阀板作正反转动，当阀板呈关闭状态时，阀板将阀孔分隔成进气腔和出气腔，所述阀板的周向外壁上环设一密封圈容置槽，所述密封圈容置槽内设有一充气密封圈，所述充气密封圈与密封圈容置槽密封固定。本发明为了解决现有蝶阀密封性能较差的问题，提出一种操作简单又能够增强密封性能的蝶阀。

Description

一种增强密封性能的蝶阀

技术领域

本发明涉及蝶阀技术领域，尤其涉及一种增强密封性能的蝶阀。

背景技术

在流体运输中，如输送天然气、水或石油时，常常利用蝶阀来控制管道中的流量和开闭，其具有通断速度快的优点。但是，相较于其它阀门，如球阀、截止阀等，蝶阀又具有密封性能较差的缺点。

发明内容

本发明为了解决现有蝶阀密封性能较差的问题，提出一种操作简单又能够增强密封性能的蝶阀。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种增强密封性能的蝶阀，包括阀体、阀杆和阀板，所述阀体内设有用于流体通过的阀孔，阀体上设有用于阀杆穿过的阀杆贯穿孔，阀板通过阀杆定位在阀孔内，阀杆的中心轴线与阀板的纵向中心轴线平行并有偏离间距，阀杆带动阀板作正反转动，当阀板呈关闭状态时，阀板将阀孔分隔成进气腔和出气腔，

所述阀板的周向外壁上环设一密封圈容置槽，所述密封圈容置槽内设有一充气密封圈，所述充气密封圈与密封圈容置槽密封固定；

所述阀杆包括一轴套和一转轴，所述轴套竖直贯穿阀杆贯穿孔且与阀杆贯穿孔转动密封配合，所述阀板固定在轴套上，轴套带动阀板转动；轴套上设有一排气口，贯穿轴套和阀板设有一进气孔，当阀板呈关闭状态时，进气孔位于进气腔一侧，排气口位于出气腔一侧；

所述转轴的下段伸于轴套的上口内，转轴的上段伸出轴套的上口，转轴与轴套内孔之间为转动密封配合，轴套的下口通过一堵头封堵；转轴与轴套之间设有转轴转动限位机构，所述转轴转动限位机构包括设于轴套上的导向槽和固定在转轴上的档键，所述导向槽沿轴套周向延伸，所述档键位于导向槽内并可在导向槽内移动；

所述转轴内设有第一气道，所述第一气道的一端开口位于转轴侧壁，另一端开口位于转轴下端面；当转轴往阀板打开方向转动，转轴与轴套相对转动，转轴上的档键在轴套的导向槽内移动至一侧极限位置时，第一气道位于转轴侧壁上的开口与排气口对应并连通；当转轴往阀板关闭方向转动，转轴与轴套相对转动，转轴上的档键在轴套的导向槽内移动至另一侧极限位置时，第一气道位于转轴侧壁上的开口被轴套内壁封堵；

所述轴套内设有一定位轴、一滑动轴和一回复弹簧，所述定位轴位于转轴和堵头之间且与轴套内壁固定，所述滑动轴位于定位轴与堵头之间且与轴套内壁滑动密封配合，所述回复弹簧套设在滑动轴上，回复弹簧一端连接定位轴，另一端连接滑动轴；

所述定位轴的下端面上开设有一滑孔，所述滑孔沿定位轴的中心轴线设置，定位轴内设有一连通气道，所述连通气道一端连通至定位轴的上端面，另一端连通至连通气道的上端，连通气道和充气密封圈之间通过一充气通道连通，所述充气通道穿过定位轴、轴套和阀板内部设置；

所述滑动轴包括小活塞段和大活塞段，所述小活塞段和大活塞段同轴设置，大活塞段位于远离定位轴的一端，小活塞段一端可滑动地设于定位轴的滑孔内且小活塞段与滑孔之间为滑动密封配合，大活塞段与轴套内孔之间为滑动密封配合，所述回复弹簧套设在小活塞段上；所述进气孔与位于大活塞段和堵头之间的轴套内腔连通，位于大活塞段与定位轴之间的轴套上开设有一气压平衡口，当阀板呈关闭状态时，气压平衡口位于出气腔一侧。

作为优选，所述阀体内设有阀板转动限位机构，阀板的可转动角度为90度，阀板的一个转动极限位置为阀板与阀孔的中心轴线垂直，即阀板呈关闭状态，另一个转动极限位置为阀孔的中心轴线与阀板平行，即阀板呈打开状态。

作为优选，所述滑动轴的小活塞段上套设有小活塞段密封圈，小活塞段上环设有用于定位小活塞段密封圈的密封圈容置槽，小活塞段密封圈与该密封圈容置槽密封固定且与定位轴的滑孔滑动密封配合。

作为优选，所述滑动轴的大活塞段上套设有大活塞段密封圈，大活塞段上环设有用于定位大活塞段密封圈的密封圈容置槽，大活塞段密封圈与该密封圈容置槽密封固定且与轴套的内孔滑动密封配合。

作为优选，所述滑动轴上远离小活塞段的一端设有一凸起。

因此，本发明具有如下有益效果：1、在阀板外围设置了充气密封圈，增强蝶阀的密封性能；2、将阀杆设置成二级转动，在打开蝶阀时，初始旋转转轴，先充气密封圈泄压收缩，再继续旋转转轴，带动阀板旋转并打开蝶阀；在关闭蝶阀时，初始旋转转轴，转轴内第一气道复位，再继续旋转转轴，带动阀板旋转并关闭蝶阀，同时，利用进气腔侧的压力自动实现充气密封圈充气膨胀、增强密封性能的效果；3、滑动轴包括小活塞段和大活塞段，能实现气压增大的效果，使得充气密封圈内的气压大于阀体进气腔侧的气压，更好地实现增强密封性能的效果。

附图说明

图1是本发明的爆炸结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的侧向剖视图。

图4是图3中a处的放大图。

图5是图3中b处的放大图。

图6是在打开蝶阀时，上转轴往阀板打开方向转动，上转轴上的档键在轴套的导向槽内刚移动至极限位置时的蝶阀结构示意图。

图7是图6 的侧向剖视图。

图8是本发明阀板打开后的结构示意图。

图9是图8 的局部剖视图。

图10是在关闭蝶阀时，上转轴往阀板关闭方向转动，上转轴上的档键在轴套的导向槽内刚移动至极限位置时的蝶阀结构示意图。

图11是图10 的局部剖视图。

图12是本发明阀板关闭后的结构示意图。

图13是图12 的局部剖视图。

1：阀体；101：阀孔；102：阀杆贯穿孔；103：进气腔；104：出气腔；2：阀杆；201：轴套；202：转轴；203：堵头；204：导向槽；205：档键；206：第一气道；3：阀板；301：密封圈容置槽；302：充气密封圈；4：进气孔；5：排气口；6：定位轴；601：滑孔；602：连通气道；7：滑动轴；701：小活塞段；702：大活塞段；703：凸起；8：回复弹簧；9：充气通道；10：气压平衡口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步的描述。

参见图1至图13，本实施例所述的一种增强密封性能的蝶阀，包括阀体1、阀杆2和阀板3，所述阀体1内设有用于流体通过的阀孔101，阀体1上设有用于阀杆2穿过的阀杆贯穿孔102，阀板3通过阀杆2定位在阀孔101内，阀杆2的中心轴线与阀板3的纵向中心轴线平行并有偏离间距，阀杆2带动阀板3作正反转动，所述阀体1内设有阀板转动限位机构，所述阀板转动限位机构可为设于阀孔101内壁的限位档条，阀板3的可转动角度为90度，阀板3的一个转动极限位置为阀板3与阀孔101的中心轴线垂直，即阀板3呈关闭状态，另一个转动极限位置为阀孔101的中心轴线与阀板3平行，即阀板3呈打开状态。当阀板3呈关闭状态时，阀板3将阀孔101分隔成进气腔103和出气腔104。

所述阀板3的周向外壁上环设一密封圈容置槽301，所述密封圈容置槽301内设有一充气密封圈302，所述充气密封圈302与密封圈容置槽301密封固定。

所述阀杆2包括一轴套201和一转轴202，所述轴套201竖直贯穿阀杆贯穿孔102且与阀杆贯穿孔102转动密封配合，所述阀板3固定在轴套201上，轴套201带动阀板3转动；轴套201上设有一排气口5，贯穿轴套201和阀板3设有一进气孔4，当阀板3呈关闭状态时，进气孔4位于进气腔103一侧，排气口5位于出气腔104一侧。

所述转轴202的下段伸于轴套201的上口内，转轴202的上段伸出轴套201的上口，转轴202与轴套201内孔之间为转动密封配合，轴套201的下口通过一堵头203封堵；转轴202与轴套201之间设有转轴转动限位机构，所述转轴转动限位机构包括设于轴套201上的导向槽204和固定在转轴202上的档键205，所述导向槽204沿轴套201周向延伸，所述档键205位于导向槽204内并可在导向槽204内移动。

所述转轴202内设有第一气道206，所述第一气道206的一端开口位于转轴202侧壁，另一端开口位于转轴202下端面；当转轴202往阀板3打开方向转动，转轴202与轴套201相对转动，转轴202上的档键205在轴套201的导向槽204内移动至一侧极限位置时，第一气道206位于转轴202侧壁上的开口与排气口5对应并连通；当转轴202往阀板3关闭方向转动，转轴202与轴套201相对转动，转轴202上的档键205在轴套201的导向槽204内移动至另一侧极限位置时，第一气道206位于转轴202侧壁上的开口被轴套201内壁封堵。

所述轴套201内设有一定位轴6、一滑动轴7和一回复弹簧8，所述定位轴6位于转轴202和堵头203之间且与轴套201内壁密封固定，所述滑动轴7位于定位轴6与堵头203之间且与轴套201内壁滑动密封配合，所述回复弹簧8套设在滑动轴7上，回复弹簧8一端连接定位轴6，另一端连接滑动轴7。

所述定位轴6的下端面上开设有一滑孔601，所述滑孔601沿定位轴6的中心轴线设置，定位轴6内设有一连通气道602，所述连通气道602一端连通至定位轴6的上端面，另一端连通至连通气道602的上端，连通气道602和充气密封圈302之间通过一充气通道9连通，所述充气通道9穿过定位轴6、轴套201和阀板3内部设置。

所述滑动轴7包括小活塞段701和大活塞段702，所述小活塞段701和大活塞段702同轴设置，大活塞段702位于远离定位轴6的一端，小活塞段701一端可滑动地设于定位轴6的滑孔601内且小活塞段701与滑孔601之间为滑动密封配合，所述滑动轴7的小活塞段701上套设有小活塞段密封圈，小活塞段701上环设有用于定位小活塞段密封圈的密封圈容置槽，小活塞段密封圈与该密封圈容置槽密封固定且与定位轴6的滑孔601滑动密封配合。大活塞段702与轴套201内孔之间为滑动密封配合，所述滑动轴7的大活塞段702上套设有大活塞段密封圈，大活塞段702上环设有用于定位大活塞段密封圈的密封圈容置槽，大活塞段密封圈与该密封圈容置槽密封固定且与轴套201的内孔滑动密封配合。所述回复弹簧8套设在小活塞段701上。所述滑动轴7上远离小活塞段701的一端设有一凸起703，所述进气孔4与位于大活塞段702和堵头203之间的轴套201内腔连通，通过设置凸起706，使得滑动轴7在下移至与堵头203抵触时，大活塞段702与堵头203之间也会有间隔空隙，更利于气体从进气孔4进入，位于大活塞段702与定位轴6之间的轴套201上开设有一气压平衡口10，当阀板3呈关闭状态时，气压平衡口10位于出气腔104一侧。

本发明用于天然气管网使用时：

当需要打开蝶阀时，往阀板3打开方向旋转转轴202，起初，转轴202与轴套201相对转动，轴套201与阀板3不转动。转轴202上的档键205在轴套201的导向槽204内移动至一侧极限位置，如图6所示，此时，第一气道206位于转轴202侧壁上的开口与排气口5对应并连通，充气密封圈302内的气压便会依次通过充气通道9、连通气道602和第一气道206，最终从排气口5排出至出气腔104，如图7所示，此时，由于阀板3仍呈关闭状态，因此出气腔104侧压力较小，充气密封圈302泄压收缩。

继续往阀板3打开方向旋转转轴202，转轴202带动轴套201转动，阀板3随轴套201转动，阀板3转动90度，如图8所示，完成打开蝶阀的操作。此时，滑动轴7以大活塞段702为界，滑动轴7上侧：小活塞段701上端通过连通气道602、第一气道206及排气口5，与阀体1内的阀孔101连通，大活塞段702上端通过气压平衡口10，与阀体1内的阀孔101连通；滑动轴7下侧：大活塞段702下端通过进气孔4，与阀体1内的阀孔101连通。滑动轴7上下两侧受到的气压大小相同，因此，滑动轴7受回复弹簧8作用，会下移至与堵头203抵触，如图9所示。

当需要关闭蝶阀时，往阀板3关闭方向旋转转轴202，起初，转轴202与轴套201相对转动，轴套201与阀板3不转动。转轴202上的档键205在轴套201的导向槽204内移动至另一侧极限位置，如图10所示。此时，第一气道206位于转轴202侧壁上的开口被轴套201内壁封堵，而大活塞段702上端通过气压平衡口10仍与阀体1内的阀孔101连通，大活塞段702下端通过进气孔4也仍与阀体1内的阀孔101连通，再加上回复弹簧8的作用，滑动轴7未上移，仍与堵头203抵触，如图11所示。

继续往阀板3关闭方向旋转转轴202，转轴202带动轴套201转动，阀板3随轴套201转动，阀板3转动90度，完成关闭蝶阀的操作，如图12所示。此时，大活塞段702上端通过气压平衡口10与出气腔104连通，大活塞段702下端通过进气孔4与进气腔103连通，而进气腔103的气压远大于出气腔104的气压，因此，进气腔103内的气体会通过进气孔4进入至位于滑动轴7和堵头203之间的轴套201内腔，并推动滑动轴7上移，滑动轴7上移能使小活塞段701挤压滑孔601内的气体，并将挤压后的气体依次通过连通气道602和充气通道9充入充气密封圈302内，使得充气密封圈302充气膨胀与阀体1的阀孔101内壁贴合，实现增强密封的效果，如图13所示。

Claims (5)

1.一种增强密封性能的蝶阀，包括阀体（1）、阀杆（2）和阀板（3），所述阀体（1）内设有用于流体通过的阀孔（101），阀体（1）上设有用于阀杆（2）穿过的阀杆贯穿孔（102），阀板（3）通过阀杆（2）定位在阀孔（101）内，阀杆（2）的中心轴线与阀板（3）的纵向中心轴线平行并有偏离间距，阀杆（2）带动阀板（3）作正反转动，当阀板（3）呈关闭状态时，阀板（3）将阀孔（101）分隔成进气腔（103）和出气腔（104），其特征在于：

所述阀板（3）的周向外壁上环设一密封圈容置槽（301），所述密封圈容置槽（301）内设有一充气密封圈（302），所述充气密封圈（302）与密封圈容置槽（301）密封固定；

所述阀杆（2）包括一轴套（201）和一转轴（202），所述轴套（201）竖直贯穿阀杆贯穿孔（102）且与阀杆贯穿孔（102）转动密封配合，所述阀板（3）固定在轴套（201）上，轴套（201）带动阀板（3）转动；轴套（201）上设有一排气口（5），贯穿轴套（201）和阀板（3）设有一进气孔（4），当阀板（3）呈关闭状态时，进气孔（4）位于进气腔（103）一侧，排气口（5）位于出气腔（104）一侧；

所述转轴（202）的下段伸于轴套（201）的上口内，转轴（202）的上段伸出轴套（201）的上口，转轴（202）与轴套（201）内孔之间为转动密封配合，轴套（201）的下口通过一堵头（203）封堵；转轴（202）与轴套（201）之间设有转轴转动限位机构，所述转轴转动限位机构包括设于轴套（201）上的导向槽（204）和固定在转轴（202）上的档键（205），所述导向槽（204）沿轴套（201）周向延伸，所述档键（205）位于导向槽（204）内并可在导向槽（204）内移动；

所述转轴（202）内设有第一气道（206），所述第一气道（206）的一端开口位于转轴（202）侧壁，另一端开口位于转轴（202）下端面；当转轴（202）往阀板（3）打开方向转动，转轴（202）与轴套（201）相对转动，转轴（202）上的档键（205）在轴套（201）的导向槽（204）内移动至一侧极限位置时，第一气道（206）位于转轴（202）侧壁上的开口与排气口（5）对应并连通；当转轴（202）往阀板（3）关闭方向转动，转轴（202）与轴套（201）相对转动，转轴（202）上的档键（205）在轴套（201）的导向槽（204）内移动至另一侧极限位置时，第一气道（206）位于转轴（202）侧壁上的开口被轴套（201）内壁封堵；

所述轴套（201）内设有一定位轴（6）、一滑动轴（7）和一回复弹簧（8），所述定位轴（6）位于转轴（202）和堵头（203）之间且与轴套（201）内壁固定，所述滑动轴（7）位于定位轴（6）与堵头（203）之间且与轴套（201）内壁滑动密封配合，所述回复弹簧（8）套设在滑动轴（7）上，回复弹簧（8）一端连接定位轴（6），另一端连接滑动轴（7）；

所述定位轴（6）的下端面上开设有一滑孔（601），所述滑孔（601）沿定位轴（6）的中心轴线设置，定位轴（6）内设有一连通气道（602），所述连通气道（602）一端连通至定位轴（6）的上端面，另一端连通至连通气道（602）的上端，连通气道（602）和充气密封圈（302）之间通过一充气通道（9）连通，所述充气通道（9）穿过定位轴（6）、轴套（201）和阀板（3）内部设置；

所述滑动轴（7）包括小活塞段（701）和大活塞段（702），所述小活塞段（701）和大活塞段（702）同轴设置，大活塞段（702）位于远离定位轴（6）的一端，小活塞段（701）一端可滑动地设于定位轴（6）的滑孔（601）内且小活塞段（701）与滑孔（601）之间为滑动密封配合，大活塞段（702）与轴套（201）内孔之间为滑动密封配合，所述回复弹簧（8）套设在小活塞段（701）上；所述进气孔（4）与位于大活塞段（702）和堵头（203）之间的轴套（201）内腔连通，位于大活塞段（702）与定位轴（6）之间的轴套（201）上开设有一气压平衡口（10），当阀板（3）呈关闭状态时，气压平衡口（10）位于出气腔（104）一侧。

2.根据权利要求1所述的一种增强密封性能的蝶阀，其特征在于：所述阀体（1）内设有阀板转动限位机构，阀板（3）的可转动角度为90度，阀板（3）的一个转动极限位置为阀板（3）与阀孔（101）的中心轴线垂直，即阀板（3）呈关闭状态，另一个转动极限位置为阀孔（101）的中心轴线与阀板（3）平行，即阀板（3）呈打开状态。

3.根据权利要求1所述的一种增强密封性能的蝶阀，其特征在于：所述滑动轴（7）的小活塞段（701）上套设有小活塞段密封圈，小活塞段（701）上环设有用于定位小活塞段密封圈的密封圈容置槽，小活塞段密封圈与该密封圈容置槽密封固定且与定位轴（6）的滑孔（601）滑动密封配合。

4.根据权利要求1所述的一种增强密封性能的蝶阀，其特征在于：所述滑动轴（7）的大活塞段（702）上套设有大活塞段密封圈，大活塞段（702）上环设有用于定位大活塞段密封圈的密封圈容置槽，大活塞段密封圈与该密封圈容置槽密封固定且与轴套（201）的内孔滑动密封配合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种增强密封性能的蝶阀，其特征在于：所述滑动轴（7）上远离小活塞段（701）的一端设有一凸起（703）。

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