CN110822115A - 一种密封性能可靠的插板阀 - Google Patents

Abstract

一种密封性能可靠的插板阀，包括阀座、阀板、阀杆、入口法兰与出口法兰，在阀板的一侧设有阀板密封机构，还设有波纹管夹紧装置和夹紧驱动装置，阀门关闭到位后，由夹紧驱动装置驱动阀板密封机构的密封面紧贴阀板。本发明采用加强密封的机构，使得阀门处于关闭状态时密封严密、可靠，不会产生输送介质的内泄漏与外泄漏，保证了阀门下游设备及维护人员安全。

Description

一种密封性能可靠的插板阀

技术领域

本发明涉及一种插板阀，具体涉及一种密封性能可靠的插板阀。

背景技术

插板阀普遍应用于冶金、化工、机械制造、建材、矿山、粮食、真空等各行业的管道流体输送系统中，是一种用于控制气体、液体、粉料、晶粒料、颗 粒料以及小块物料的流量或输送量的主要控制设备。插板阀具有启动频繁、控制流量变化效果好、切断迅速等特点。

输送煤气、燃气、热风、烟气等有害气体物质的管道普遍采用插板阀作为关断阀，但是普通的插板阀普遍存在内漏、外漏等关闭不严的问题，对设备及运维成员带来严重的安全隐患。

插板阀的阀板插入到位、阀门关闭时，为了防止输送介质通过阀板与阀座之间的间隙从阀门上游泄漏至阀门下游，也即为了实现可靠关闭防止阀门内漏，输送煤气等有害气体物质的插板阀通常设置有阀板夹紧装置，该装置与密封垫圈类似，可以描述为“可移动密封垫圈机构”。为了实现可移动，通常设置有与波纹管类似的软连接。阀门关闭到位后，由驱动机构驱动可移动垫圈贴紧阀板，以达到防止阀门内漏的目的。进一步的，国内煤气输送行业应用最多的“眼镜阀”，在阀板上设置有盲板与通孔，该机构的盲板与通孔类似一副眼镜而得名“眼镜阀”，阀门关闭时，盲板与通流截面重叠阻断介质流动，阀门打开时，通孔与通流截面重叠，在阀门通流与关闭两个状态中夹紧装置都需夹紧盲板，开、关阀门前都需松开夹紧装置，移动阀板到位后，再夹紧夹紧装置。夹紧装置的可靠性及其贴紧机构的严密性都影响阀门的可靠关闭。另一方面，“眼镜阀”的阀板截面面积较接管2倍还大，开关过程中需移动阀板使通孔或盲板与管道对齐以实现气流的接通与关断，阀板移动需要3倍管径以上的空间，3米口径的管道需要10米以上的安装与操作空间，加大了管道敷设和阀门安装的工程量。最后，该类型阀门开关时阀板移动，阀板移动前都需松开夹紧装置，夹紧装置松开后敞开式插板阀会发生煤气的泄漏，正因为这个原因，插板阀不能单独使用作为截断措施，上游必须设置一个蝶阀，在蝶阀关闭后才能开关插板阀，以防止大量煤气介质泄漏到大气中。

即便管道上同时设置了蝶阀、插板阀，当阀门处于关闭状态时，一般仍要求设置U形水封，以可靠的阻断气流介质。设置大口径U形水封进一步加大了管道敷设工程量，并且大口径U形水封注水需要的水量大，浪费水资源的同时，水封放空需处理水量也较大，造成运行成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种密封性能可靠的插板阀。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种密封性能可靠的插板阀，包括阀座、阀板、阀杆、入口法兰与出口法兰，在阀板的一侧设有阀板密封机构，还设有波纹管夹紧装置和夹紧驱动装置，阀门关闭到位后，由夹紧驱动装置驱动阀板密封机构的密封面紧贴阀板。

进一步，所述波纹管夹紧装置包括波纹管固定端管段、波纹管、波纹管移动端管段，所述波纹管固定端管段从阀体内部伸出阀体并与入口法兰连接，所述波纹管固定端管段与阀体密封连接；所述波纹管移动端管段截面为L形的环形管段，所述波纹管的两端分别连接波纹管固定端管段与波纹管移动端管段，所述波纹管移动端管段插入到波纹管固定端管段内，所述波纹管移动端管段靠近阀板的一侧设有由密封环硬齿和密封环软带构成的密封环；所述阀板与密封环对应的位置设有环形槽，阀板插入到位后，密封环软带嵌入环形槽内，阀板、密封环以及波纹管移动管段端面共同围成封闭的环形空间。

进一步，所述波纹管移动端管段插入到波纹管固定端管段内50-100mm。

进一步，所述密封环硬齿的一侧与密封环软带的连接方式是粘接或铆接，另一侧与波纹管移动端管段的端板焊接。

进一步，所述密封环软带采用弹性材料制作。

进一步，所述波纹管移动端管段由角钢或由钢板按L形焊接制成。

进一步，所述密封环的数量为3-5道。

进一步，所述夹紧驱动装置包括气缸和与气缸连接的充气管，所述气缸内设有活塞，活塞远离阀板的一端设有金属密封环，所述气缸穿过阀体并通过气缸端板固定在阀体上，所述活塞固定在波纹管移动端管段的端面上，所述活塞的筒体内设有中心通气管和回座弹簧，所述气缸上固定有回座密封端盖，所述中心通气管与回座密封端盖连接，所述中心通气管穿过活塞中心和波纹管移动端管段的端面，所述回座弹簧的两端分别与回座密封端盖和波纹管移动端管段端面连接。

进一步，所述活塞的筒径较气缸的内径小2-3mm。

进一步，所述波纹管夹紧装置和夹紧驱动装置设置的套数≥2；各气缸的充气管连接至同一气源。

进一步，所述气源为氮气或其它对人体无害的气体。

进一步，在充气管的总管上设有切换阀。

本发明在插板阀内设置波纹管夹紧装置和夹紧驱动装置，所述波纹管夹紧装置较现有阀板夹紧装置，工作更为可靠；关闭阀门时，启动波纹管夹紧装置和夹紧驱动装置，由密封环硬齿和密封环软带构成的密封环会严密堵塞输送管道内壁与阀板之间的缝隙；在密封装置内部通入无害流体介质，使得阀门处于关闭状态时密封更为严密。使用本发明，不会产生输送介质的内泄漏与外泄漏，保证阀门下游设备及维护人员安全。

附图说明

图1为本发明实施例的机构示意图；

图2为图1所示实施例的侧视图；

图3为图1中A处的夹紧装置处于夹紧状态时的放大示意图；

图4为图1中A处的夹紧装置处于松开状态时的放大示意图。

图中：1.阀座、2.阀板、3.阀杆、4.阀板密封机构、5.波纹管夹紧装置、501.波纹管固定端管段、502.波纹管、503.波纹管移动端管段、504.密封环硬齿、505.密封环软带、6.夹紧驱动装置、601.充气管、602.气缸、603.气缸端板、604.活塞、605.中心通气管、606.回座弹簧、607.回座密封端盖、7.入口法兰、8.出口法兰。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参照附图，本实施例包括阀座1、阀板2、阀杆3、入口法兰7与出口法兰8，在阀板2的一侧设置有阀板密封机构，这与现有普通插板阀的结构类似。

本发明插板阀实施例还设有波纹管夹紧装置5和夹紧驱动装置6，阀门关闭到位后，由夹紧驱动装置6驱动阀板密封机构的密封面紧贴阀板2。

波纹管夹紧装置5包括波纹管固定端管段501、波纹管502、波纹管移动端管段503。波纹管固定端管段501从阀体内部伸出阀体并与入口法兰7连接，波纹管固定端管段501与阀体密封，密封方式为焊接或设置密封盖板密封；波纹管移动端管段503截面为L形的环形管段，由角钢按管段形状要求制作或由钢板按L形焊接制成；波纹管502的两端分别连接波纹管固定端管段501、波纹管移动端管段503，波纹管移动端管段503插入到波纹管固定端管段501内80mm；波纹管移动端管段503靠近阀板2的一侧设有由密封环硬齿504和密封环软带505构成的带状密封环，密封环设有4道；密封环硬齿504的一侧与密封环软带505采用粘接或铆接，另一侧与波纹管移动端管段503的端板焊接；密封环软带505采用硅橡胶材料制作。

夹紧驱动装置6包括充气管601、气缸602、气缸端板603、活塞604、中心通气管605、回座弹簧606以及回座密封端盖607。

气缸602与活塞604都为圆筒状机构，活塞604位于气缸602内，活塞604的筒径较气缸602的内径小2mm，并在远离阀板2的一端设有金属密封环（与普通的活塞气缸机构类似，图中未示出）。气缸602穿过阀体并通过气缸端板固定在阀体上，活塞604固定在波纹管移动端管段503的端面上。活塞604筒体内设置有中心通气管605和回座弹簧606，中心通气管605与回座密封端盖607连接在一起，回座密封端盖607固定在气缸602上，中心通气管605穿过活塞604中心与波纹管移动端管段503端面，回座弹簧606的两端分别连接回座密封端盖607和波纹管移动端管段503端面。

阀板2上与波纹管夹紧装置5的密封环对应位置设有与密封环数量相同的环形槽201，阀板2插入到位后，密封环软带505嵌入环形槽201内，阀板2、密封环以及波纹管移动管段端面503共同围成多道封闭的环形空间。

根据阀门形状与大小，可设置多套夹紧驱动装置6（从图3、4可见，本实施例设置了8套：一侧4套，两侧合计8套），各气缸602的充气管601连接至同一气源，气源为氮气，并在总管上设有切换阀（图中未示出），转动切换阀，可对气缸602充气或放气。

工作过程：

插板阀初始时处于常开状态，此状态时波纹管夹紧装置5的波纹管502处于松弛状态，阀板2从阀体内充分抽出，输送的气体介质能从阀门内自由通过；由密封环硬齿504及密封环软带505共同组成的密封环与阀板2处于不接触状态，回座弹簧606处于微拉伸状态，弹簧拉力使得回座密封端盖607紧贴活塞端面并密封严密，充气管601与大气连通。

阀门关闭过程：由阀门的驱动机构驱动阀板2插入阀体内，插入到位后，转动切换阀，将充气管601切换至与驱动气源（氮气管道或氮气瓶）连通，对气缸602充气，活塞604驱动波纹管移动端管段503的端面向阀板2方向移动，最终密封环嵌入到阀板2的环形槽201内，在压紧力的作用下，密封环的软带变形并填满环形槽201，避免漏气间隙的产生；气缸602驱动夹紧驱动装置6贴紧阀板2过程中，波纹管502及回座弹簧606都缓慢的被拉伸，当密封环软带505嵌入环形槽201，中心通气管605的小孔露出到活塞604之外，气缸602与密封环的中心空间通过中心通气管605连通，向密封环的中心空间充入密封气体。这种多环的密封机构外加中心内密封气源，能很好的保证输送介质的切断状态，保证下游设备与作业人员的安全，即便密封环与阀板2之间出现一些间隙，泄漏的仍然是无害气体。

阀门开启过程：此过程为阀门关闭过程的逆过程，首先将切换阀转动切换至通向大气，气缸602自然放气，拉伸状态的波纹管502及回座弹簧606共同收缩驱动活塞604带动波纹管夹紧装置的波纹管移动端管段503离开阀板2，密封环从阀板2的环形槽201内抽出，与阀板2分离，然后阀门的驱动机构带动阀板2抽出阀体，打开阀门。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也仍在本发明专利的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种密封性能可靠的插板阀，包括阀座、阀板、阀杆、入口法兰与出口法兰，在阀板的一侧设有阀板密封机构，其特征在于：还设有波纹管夹紧装置和夹紧驱动装置，阀门关闭到位后，由夹紧驱动装置驱动阀板密封机构的密封面紧贴阀板。

2.根据权利要求1所述的密封性能可靠的插板阀，其特征在于：所述波纹管夹紧装置包括波纹管固定端管段、波纹管、波纹管移动端管段，所述波纹管固定端管段从阀体内部伸出阀体并与入口法兰连接，所述波纹管固定端管段与阀体密封连接；所述波纹管移动端管段截面为L形的环形管段，所述波纹管的两端分别连接波纹管固定端管段与波纹管移动端管段，所述波纹管移动端管段插入到波纹管固定端管段内，所述波纹管移动端管段靠近阀板的一侧设有由密封环硬齿和密封环软带构成的密封环；所述阀板与密封环对应的位置设有环形槽，阀板插入到位后，密封环软带嵌入环形槽内，阀板、密封环以及波纹管移动管段端面共同围成封闭的环形空间。

3.根据权利要求2或3所述的密封性能可靠的插板阀，其特征在于：所述波纹管移动端管段插入到波纹管固定端管段内50-100mm。

4.根据权利要求2所述的密封性能可靠的插板阀，其特征在于：所述密封环硬齿的一侧与密封环软带的连接方式是粘接或铆接，另一侧与波纹管移动端管段的端板焊接。

5.根据权利要求2-4之一所述的密封性能可靠的插板阀，其特征在于：所述密封环软带采用弹性材料制作。

6.根据权利要求2-5之一所述的密封性能可靠的插板阀，其特征在于：所述密封环的数量≥2。

7.根据权利要求1-6之一所述的密封性能可靠的插板阀，其特征在于：所述夹紧驱动装置包括气缸，所述气缸内设有活塞，活塞远离阀板的一端设有金属密封环，所述气缸穿过阀体并通过气缸端板固定在阀体上，所述活塞固定在波纹管移动端管段的端面上，所述活塞的筒体内设有中心通气管和回座弹簧，所述气缸上固定有回座密封端盖，所述中心通气管与回座密封端盖连接，所述中心通气管穿过活塞中心和波纹管移动端管段的端面，所述回座弹簧的两端分别与回座密封端盖和波纹管移动端管段端面连接。

8.根据权利要求6所述的密封性能可靠的插板阀，其特征在于，所述波纹管夹紧装置和夹紧驱动装置设有多套，各气缸的充气管连接至同一充气源。

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