CN117537101A - 双侧密封的蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双侧密封的蝶阀，包括阀体、蝶板、阀轴和密封圈，所述密封圈为中空且具有一个接口，其特征在于，所述阀体的侧壁内部具有：调节腔；第一通道，所述第一通道的一端与调节腔联通，另一端与阀体的通道联通；第二通道，所述第二通道的一端与调节腔联通，另一端与阀体的通道联通，所述蝶板处于关闭状态时，所述第一通道与第二通道分别位于蝶板的两侧；第三通道，所述第三通道的调节腔联通，另一端沿阀体通道的径向延伸至阀座的开口槽中，所述接口密封容纳于第三通道中；瓣膜，所述瓣膜固定在调节腔内，所述瓣膜受压后在第一状态与第二状态间跳变切换且受压力撤去后仍维持跳变后状态，所述瓣膜上具有通孔。

Description

双侧密封的蝶阀

技术领域

本发明属于阀门技术领域，尤其涉及双侧密封的蝶阀。

背景技术

阀门是利用一个活动部件来开、关或部分地挡住一个或更多的开口或通道，使液流、空气流或其他气流或大量松散物料可以流出、堵住或得到调节的一种装置。

蝶阀是其中的一种形式，又称翻板阀，是一种结构简单的调节阀，主要由阀体、阀杆、蝶板和密封圈组成。阀体呈圆筒形，轴向长度短，内置蝶板。蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。蝶板由阀杆带动，若转过90°，便能完成一次启闭。改变蝶板的偏转角度，即可控制介质的流量。

在使用过程中，当介质为反向流动且该介质压力较大时，压力会推使蝶板有一位移，从而与阀座之间形成间隙而造成泄露；有的蝶阀采用增加阀杆扭转力的手段解决这个问题，从而加大蝶板在关闭时其与发作的紧密力，依次来尽可能地阻止介质对蝶板的冲击使蝶板位移，从而以确保阀门的密封性能，这种手段会使得阀门在启闭时非常费力，从而影响阀门操作的方便性。

现有技术中申请号为201410052418.7及200910096151.0的中国专利申请均是通过设置悬浮式的阀座以及连接阀座与阀体通道内壁上环形凸台的波纹管，利用两侧压力差在波纹管两侧均能形成压力差填充并拉伸波纹管，从而使阀座的密封面与蝶板的密封面压紧。

现有技术中还有申请号为201710670551.2的中国专利申请通过设置空心密封圈与蝶板的密封面接触，并通过设置密封套、密封套压盖、梭体、梭芯，采用梭芯在介质压力作用下移动，使空心密封圈内部受压向外膨胀，挤压蝶板密封面。

发明内容

本申请针对上述技术问题提出双侧密封的蝶阀，具体技术方案如下：

双侧密封的蝶阀，包括阀体、设置于阀体通道内的蝶板、贯穿阀体并与蝶板固定用于控制蝶板转动的阀轴，所述阀体的通道内壁上具有阀座，所述阀座与蝶板具有配合的密封面，所述阀座的密封面上设置有开口槽，所述开口槽内设置有密封圈，所述密封圈为中空且具有一个接口，其特征在于，所述阀体的侧壁内部具有：

调节腔；

第一通道，所述第一通道的一端与调节腔联通，另一端与阀体的通道联通；

第二通道，所述第二通道的一端与调节腔联通，另一端与阀体的通道联通，所述蝶板处于关闭状态时，所述第一通道与第二通道分别位于蝶板的两侧；

第三通道，所述第三通道的调节腔联通，另一端沿阀体通道的径向延伸至阀座的开口槽中，所述接口密封容纳于第三通道中；

瓣膜，所述瓣膜固定在调节腔内，所述瓣膜受压后在第一状态与第二状态间跳变切换且受压力撤去后仍维持跳变后状态，所述瓣膜上具有通孔；

所述蝶板处于关闭状态时，所述瓣膜响应于第一通道与第二通道之间的正压差处于或跳变至第一状态，所述瓣膜处于第一状态下，所述瓣膜封堵第二通道并使第一通道与第三通道通过通孔联通；所述瓣膜响应于第一通道与第二通道之间的负压差处于或跳变至第二状态，所述瓣膜处于第二状态下，所述瓣膜封堵第一通道并使第二通道与第三通道联通。

进一步的，所述瓣膜包括平面部、边缘部以及连接在平面部和边缘部之间的侧部，所述通孔设置于平面部上，且所述瓣膜处于第一状态下，所述通孔与第三通道对准，所述侧部可响应于第一通道与第二通道之间的压差在第一状态与第二状态间跳变切换。

进一步的，所述调节腔为两个瓣膜对称拼合的状态，使瓣膜在第一状态与第二状态时均贴合于调节腔的内壁，以所述调节腔的对称面为基础，第一通道与第二通道分别位于对称面的两侧。

进一步的，所述瓣膜的内部具有骨架，所述骨架外部注塑一次性成型出平面部、边缘部和侧部，所述骨架支撑在边缘部和侧部，所述骨架支撑在侧部的部分为间隔分布的弹性片，所述弹性片受压后在第一状态与第二状态间跳变切换且受压力撤去后仍维持跳变后状态。

进一步的，所述调节腔的中部具有供边缘部嵌入固定的凹槽。

进一步的，所述阀体包括第一筒状体和第二筒状体，所述第二筒状体可拆卸地由第一筒状体的一端嵌入第一筒状体内并被固定，所述第一筒状体内侧抵触具有第二筒状体端面的止口面，所述调节腔、第三通道和开口槽成型于第一筒状体和第二筒状体的抵触面上。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的蝶阀在阀体的侧壁内部开设调节腔，并设置瓣膜于调节腔内，利用流体压力差施加在瓣膜上的力使瓣膜发生变形，从而改变与密封圈导通的状态，利用高压侧的流体对密封圈内部施压，密封圈内部受压力后膨胀，挤压在蝶板的密封面上，产生密封比压密封阀门；

(2)瓣膜发生跳变仅需要克服内部流体的阻力，而无需再克服摩擦力，且瓣膜发生跳变的距离远小于梭芯移动时滑移的距离，因此本申请当发生蝶板两侧压力波动时，瓣膜的相应会更迅速，灵敏性更高；

(3)采用固定式的阀座，通过在阀座周侧开槽容纳密封圈，并设置密封圈为中空的，利用蝶板关闭时两侧的流体压力差对密封圈内部填充加压膨胀，挤压在蝶板的密封面上，产生密封比压密封阀门，相较于采用波纹管连接的悬浮式的阀座结构，具有更优秀的结构稳定性和耐用性。

附图说明

图1示出的是蝶阀的立体结构图；

图2示出的是蝶阀的主视图；

图3示出的是图2中A-A的剖视图；

图4示出的是蝶阀的爆炸示意图；

图5示出的是图3中B处的局部放大图；

图6示出的是瓣膜的结构示意图；

图7示出的是瓣膜的内部结构示意图；

图8示出的是图4中C处的局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

图1示出的是蝶阀的立体结构图，图2示出的是蝶阀的主视图。该蝶阀包括阀体100、蝶板200和阀轴300，其中蝶板200设置在阀体100的内部通道中，阀轴300沿阀体100径向贯穿阀体100延伸至阀体100的内部通道中，蝶板200和阀轴300固定相连，并通过阀轴300的转动带动蝶板200转动，从而实现蝶板200控制阀体100的内部通道的开启及关闭。

图3示出的是图2中A-A的剖视图，图4是蝶阀的爆炸示意图，结合图3和图4，该阀体100包括第一筒状体110、第二筒状体120、瓣膜130和密封圈140，其中第二筒状体120可拆卸地由第一筒状体110的一端嵌入第一筒状体110内并被固定，瓣膜130和密封圈140固定在第一筒状体110、第二筒状体120之间，且第一筒状体110、第二筒状体120和密封圈140同轴设置。

结合图3，以蝶板200工作状态为指示，当蝶板200关闭阀体100的内部通道状态下，蝶板200将阀体100的内部通道分隔成第一流体区域M和第二流体区域N，且在蝶板200处于关闭状态下，第一流体区域M和第二流体区域N之间会因为工作环境具有一定的压力差。

图5示出的是图3中B处的局部放大图，阀体100的侧壁内部具有第一通道111、第二通道112、调节腔150和第三通道113，在蝶板200处于关闭状态下，第一通道111的两端分别与第一流体区域M和调节腔150连通，第二通道112的两端分别与第二流体区域N和调节腔150连通，第三通道113的一端与调节腔150连通，另一端向蝶板200密封面延伸；瓣膜130固定安装在调节腔150内部，将调节腔150分隔成第一压力室151和第二压力室152，第一压力室151与第一通道111连通，第二压力室152与第二通道112连通。

密封圈140设置在蝶板200的密封面外侧，且密封圈140为中空结构，密封圈140具有一硬质接口141，硬质接口141容纳于第三通道113内。

更重要的是，瓣膜130在调节腔150的状态是可变的，瓣膜130的状态变化根据第一流体区域M和第二流体区域N之间的流体压力差发生改变：第一流体区域M内的流体通过第一通道1进入调节腔150内，第二流体区域N内的流体通过第二通道112进入调节腔150内，当第一流体区域M与第二流体区域N之间存在正压差时，第一流体区域M内的流体会挤压瓣膜130使瓣膜130向靠近第三通道113方向变形并完全贴合调节腔150的内壁，瓣膜130中间开设有通孔131且与第三通道113对应，而瓣膜130的侧部则将第二通道112封堵，此时第一压力室151完全形成，而第二压力室152消失，形成第三通道113、第一压力室151、第一通道1和第一流体区域M的连通状态，第一流体区域M内的流体通过硬质接口141填充至密封圈140内部，密封圈140内部受压力后膨胀，挤压在蝶板200的密封面上，产生密封比压密封阀门。

当第一流体区域M与第二流体区域N之间存在负压差时，第二流体区域N内的流体会挤压瓣膜130使瓣膜130向远离第三通道113方向变形并完全贴合调节腔150的内壁，此时瓣膜130的侧部将第一通道1封堵，第二压力室152完全形成，而第一压力室151消失，形成第三通道113、第二压力室152、第二通道112和第二流体区域N的连通状态，第二流体区域N内的流体通过硬质接口141填充至密封圈140内部，密封圈140内部受压力后膨胀，挤压在蝶板200的密封面上，产生密封比压密封阀门。

图6示出的是瓣膜130的结构示意图，该瓣膜130为碗状，包括平面部132、边缘部133以及连接在平面部132和边缘部133之间的侧部134，其中侧部134可发生弹性变形，通过侧部134发生的弹性变形带动平面部132在边缘部133所在平面的两侧跳动，从而分别形成第一压力室151和第二压力室152，通孔131设置在平面部132上；调节腔150为两个瓣膜130对称拼合的状态，使得瓣膜130在向靠近第三通道113方向变形以及向远离第三通道113方向变形后都能与调节腔150贴合，边缘部133用于将瓣膜130固定卡合在调节腔150内。

图7示出的是瓣膜130的内部结构示意图，该瓣膜130的内部具有骨架135，骨架135支撑在边缘部133和侧部134中，边缘部133的骨架135为环形，侧部134中的骨架135为间隔分布的弹性片，弹性片在受力时会保持其原始状态，当弹性片受到一定程度的作用于弹性片的力后会发生变形产生翻折，且会维持翻折后的状态，其原理与现有技术中发饰BB夹的夹片相同。边缘部133和侧部134中的骨架135是一体式的，骨架135外部通过注塑一次性成型出平面部132、边缘部133和侧部134。

图8是示出的是图4中C处的局部放大图，结合图3～图5及前述记载，为了便于阀体100的装配，该阀体100包括第一筒状体110、第二筒状体120、瓣膜130和密封圈140，第一筒状体110内侧加工出同轴的止口面114，装配时第二筒状体120的一个端面抵触在止口面11上，同时在止口面114加工出第三通道113、调节腔150以及容纳密封圈140的开口槽的一半，第三通道113、调节腔150以及容纳密封圈140的开口槽的另一半在第二筒状体120与止口面11d抵触的端面上；装配前，将密封圈140、瓣膜130放置好，当第二筒状体120装配至第一筒状体110内时，便会形成完整的第三通道113、调节腔150以及容纳密封圈140的开口槽，并同时将内部的密封圈140、瓣膜130固定；第一通道111直接通过机床在第二筒状体120上加工形成，第二通道112直接通过机床第一筒状体110上加工形成。

密封圈140两侧是与蝶板200配合密封的阀座，也即阀座的一部分成型在第一筒状体110的内壁上，另一部分成型在第二筒状体120的内壁上。

调节腔150的中部具有供边缘部133嵌入的凹槽154。

本申请的蝶阀相较于采用波纹管连接的悬浮式的阀座结构，具有更优秀的结构稳定性和耐用性，采用波纹管连接的悬浮式的阀座在处于开启状态下，由于阀座与阀体通道内壁之间需要设置间隙供流体通过，且阀座仅与波纹管连接，在阀体通道内是浮动的，蝶阀开启状态下，阀体在流体的扰动下极易晃动与阀体通道内壁之间产生碰撞，会加速内部结构件的损坏导致耐用性降低。

而本申请中，采用固定式的阀座，通过在阀座周侧开槽容纳密封圈140，并设置密封圈140为中空的，利用蝶板200关闭时两侧的流体压力差对密封圈140内部填充加压膨胀，挤压在蝶板200的密封面上，产生密封比压密封阀门。

本申请的蝶阀相较于采用梭芯的结构，具有具有更好的灵敏性，采用梭芯的结构是设置在适配的通道内，在两侧压力发生变化的时候，梭芯会相应该压力变化发生左右的移动，该移动一方面要客户内部流体的阻力，另一方面还要克服通道内壁与梭芯之间产生的摩擦力，而且梭芯在移动时需要移动一定距离经过中部通过才能完全使较高压力侧的流体进入密封圈内。

而本申请中，在阀体100的侧壁内部开设调节腔150，并设置瓣膜130于调节腔150内，利用流体压力差施加在瓣膜130上的力使瓣膜130发生变形，从而改变与密封圈140导通的状态，瓣膜130发生跳变仅需要克服内部流体的阻力，而无需再克服摩擦力，且瓣膜130发生跳变的距离远小于梭芯移动时滑移的距离，因此本申请当发生蝶板200两侧压力波动时，瓣膜130的相应会更迅速，灵敏性更高。

另外，本申请中第一筒状体110、第二筒状体装配时涉及的密封面上需要的密封垫圈根据具体工况下对密封性能要求加设。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (6)

1.双侧密封的蝶阀，其特征在于，包括阀体、设置于阀体通道内的蝶板、贯穿阀体并与蝶板固定用于控制蝶板转动的阀轴，所述阀体的通道内壁上具有阀座，所述阀座与蝶板具有配合的密封面，所述阀座的密封面上设置有开口槽，所述开口槽内设置有密封圈，所述密封圈为中空且具有一个接口，其特征在于，所述阀体的侧壁内部具有：

调节腔；

第一通道，所述第一通道的一端与调节腔联通，另一端与阀体的通道联通；

第二通道，所述第二通道的一端与调节腔联通，另一端与阀体的通道联通，所述蝶板处于关闭状态时，所述第一通道与第二通道分别位于蝶板的两侧；

第三通道，所述第三通道的调节腔联通，另一端沿阀体通道的径向延伸至阀座的开口槽中，所述接口密封容纳于第三通道中；

瓣膜，所述瓣膜固定在调节腔内，所述瓣膜受压后在第一状态与第二状态间跳变切换且受压力撤去后仍维持跳变后状态，所述瓣膜上具有通孔；

所述蝶板处于关闭状态时，所述瓣膜响应于第一通道与第二通道之间的正压差处于或跳变至第一状态，所述瓣膜处于第一状态下，所述瓣膜封堵第二通道并使第一通道与第三通道通过通孔联通；所述瓣膜响应于第一通道与第二通道之间的负压差处于或跳变至第二状态，所述瓣膜处于第二状态下，所述瓣膜封堵第一通道并使第二通道与第三通道联通。

2.根据权利要求1所述的双侧密封的蝶阀，其特征在于，所述瓣膜为碗状，所述瓣膜包括平面部、边缘部以及连接在平面部和边缘部之间的侧部，所述通孔设置于平面部上，且所述瓣膜处于第一状态下，所述通孔与第三通道对准，所述侧部可响应于第一通道与第二通道之间的压差在第一状态与第二状态间跳变切换。

3.根据权利要求2所述的双侧密封的蝶阀，其特征在于，所述调节腔为两个瓣膜对称拼合的状态，使瓣膜在第一状态与第二状态时均贴合于调节腔的内壁，以所述调节腔的对称面为基础，第一通道与第二通道分别位于对称面的两侧。

4.根据权利要求2所述的双侧密封的蝶阀，其特征在于，所述瓣膜的内部具有骨架，所述骨架外部注塑一次性成型出平面部、边缘部和侧部，所述骨架支撑在边缘部和侧部，所述骨架支撑在侧部的部分为间隔分布的弹性片，所述弹性片受压后在第一状态与第二状态间跳变切换且受压力撤去后仍维持跳变后状态。

5.根据权利要求2所述的双侧密封的蝶阀，其特征在于，所述调节腔的中部具有供边缘部嵌入固定的凹槽。

6.根据权利要求1所述的双侧密封的蝶阀，其特征在于，所述阀体包括第一筒状体和第二筒状体，所述第二筒状体可拆卸地由第一筒状体的一端嵌入第一筒状体内并被固定，所述第一筒状体内侧抵触具有第二筒状体端面的止口面，所述调节腔、第三通道和开口槽成型于第一筒状体和第二筒状体的抵触面上。