CN1214425A - 泄压式切换蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明是一种泄压式切换蝶阀,由阀体,设置在阀体上的阀座,与阀座相配置的阀瓣,设置在阀瓣上先于阀瓣开启的泄压装置和带动阀瓣与泄压装置启闭运动的驱动机构构成。本发明的切换蝶阀开启运行过程是先打开泄压装置,使阀瓣两边的压力差降低,当压力差降低到一定的程度时再打开阀瓣,因此开启阀瓣需要的驱动力小,蝶阀装置的体积也较小。本发明的这一优点在蝶阀的尺寸和被控流体介质压力较大时更为突出。

Description

泄压式切换蝶阀

本发明涉及一种由阀体、阀座、阀瓣和驱动机构构成的切换蝶阀。

专利号为ZL94227329X，名称为翻板式气动切换蝶阀的中国实用新型专利，公开了一种新型结构的蝶阀。该蝶阀由阀体，设置在阀体上的阀座，与阀座相配置的阀瓣，带动阀瓣实现后退翻转复合运动的驱动机和动力装置构成。其主要技术特点是，将传统蝶阀由阀瓣外圆面与阀座内圆面构成的周边密封付变成由阀座密封端面与阀瓣密封端面构成的端面密封付。密封性能大大提高，有效地降低了启闭摩擦阻力，提高了阀的使用可靠性，为蝶阀技术的进步做出了贡献。但该专利仍存在一些不足。这些不足也是该技术领域长期渴望解决的问题。这就是，由于蝶阀一般都用作较大管道的切换阀门，阀瓣的直径比较大，即流体介质作用于阀瓣上的压力很大，加之现有技术的蝶阀，其阀瓣的开启都是一次性的到位开启，因此，阀瓣开启需要的驱动力很大，阀的组成构件要设计得有足够强度，这就导致了阀的构件粗笨，体积大。特别是当阀瓣的直径或阀瓣两边的介质压力差较大时，现有技术蝶阀的这种不足更为突出。另外，由于现有技术蝶阀开启动力大，为了能够更有利地提供足够的开启动力，一般将带动阀瓣复合运动的驱动机构的偏心距和偏心角都设计得比较小，这就导致了阀瓣开启时后退效果不明显，阀瓣与阀座密封面之间产生摩擦，密封付的寿命降低。再就是，现有技术蝶阀驱动机构的工作弹簧是直接暴露在流体介质中，流体介质冲蚀严重，同时，弹簧不仅承受轴向压缩力，还要承受横向弯曲力，受力状况不好，因而弹簧的寿命短，阀的运行可靠性低。

针对已有技术的不足，本发明所公开的泄压式切换蝶阀的首要目的是降低阀瓣开启驱动力和阀的体积，提高阀的密封性能和使用寿命。

本发明的另一个目的是改善驱动机构工作弹簧的工作环境，提高弹簧的使用寿命和阀的运行可靠性。

本发明的第一个目的是通过采取以下技术措施来实现的：

切换蝶阀由阀体，设置在阀体上的阀座，与阀座相配置的阀瓣，带动阀瓣启闭运动的驱动机构和先于阀瓣开启的泄压装置构成。泄压装置可以设置在阀体上，也可设置在阀座上，但最好是设置在阀瓣上。泄压装置可为阀式泄压装置，即为包括有阀座体和阀芯的阀式泄压装置。当阀的直径和介质的压力不是很大时，泄压装置可采用止回阀式泄压装置，其结构包括设置在阀瓣上的阀座体，与阀座体相配置的阀芯，与阀芯相连接的阀杆和复位压紧密封弹。阀式泄压装置阀芯的开启，可由带动阀瓣启闭运动的同一个驱动机构驱动，即阀芯与带动阀瓣启闭运动的驱动机构连接，也可另外设置一个独立驱动机构专门驱动泄压装置的阀芯开启运动。当采用前一个方案时，即阀瓣与泄压装置的阀芯由同一个驱动机构驱动时，泄压装置的阀芯可通过一端与阀芯活动连接，另一端与驱动机构的转臂相固定的拨叉带动开启运动。

为了同时实现本发明的两个目的，本发明还应采取如下措施，即将驱动阀瓣启闭运动的驱动机构的工作弹簧设置在密闭的弹簧座体内，而工作弹簧最好是通过具有球连接功能的弹簧座连接作用于阀瓣。

本发明的核心思想，也是本发明的创造性所在，是在阀上设置一个先于阀瓣开启的泄压装置，阀瓣两则的压力差降低到一定程度，再将阀瓣打开，以降低阀瓣开启驱动力和阀的体积。本发明的另一个创造性之处，是巧妙地将驱动机构的工作弹簧设置在一个密闭的弹簧座体内，弹簧通过一端具有球连接功能的弹簧座连接作用于阀瓣，有效地改善了弹簧的工作环境和受力状况。

本发明与已有技术相比具有以下多方面的优点：

1．由于本发明设置了先于阀瓣开启的泄压装置，泄压装置阀芯的尺寸较之阀瓣尺寸又很小，而阀瓣的开启又是在泄压装置阀芯打开后，阀瓣两边的压力差降低到一定程度才开启，因此，泄压装置阀芯开启需要的驱动力和蝶阀阀瓣开启需要的驱动力都很小，与蝶阀相配备的动力装置可选用较小的规格，传递和承受动力的构件可以设计得小巧精细，大大降低了蝶阀装置的体积。

2．驱动机构中的偏心距e和偏心角α与传递输出的动力大小有关。偏心距e和偏心角α的值小，作用于阀瓣上的初始开启动力大。反之则作用于阀瓣上的初始开启动力小。由于本发明的阀瓣开启所需要的驱动力较小，因此可以将驱动机构中的偏心距e和偏心角α设计得较大，使阀瓣开启初时的后退效果更为明显，这样就大大减少了阀瓣与阀座密封面之间的摩擦，提高了密封付的密封性能和寿命，可使阀的密封效果达100万次以上不泄漏。

3．由于本发明的阀瓣在开启时，泄压装置的阀芯处于开启状态，阀瓣两侧的压力差很小，即流体介质压力对阀瓣的作用力很小，因此，阀瓣开启时的声音很小，阀瓣开启冲击作用也很小。本发明与已有技术的蝶阀相比，运行噪音大大降低，抗冲击疲劳破坏的能力大大提高，即阀的使用寿命大为提高。

4．已有技术蝶阀驱动机构的工作弹簧暴露在流体介质中，一端与阀瓣固定连接，工作时不仅受到流体介质的冲蚀作用，且既要承受轴向压缩力，又要承受横向弯曲力，因而易损坏。而本发明蝶阀驱动机构的工作弹簧是设置在一个密闭的弹簧座内，且弹簧通过具有球连接功能的弹簧座连接作用于阀瓣，因而弹簧只受轴向压缩力，不受横向弯曲力的作用，改善了受力状态和工作环境，弹簧的寿命大为提高，即大大提高了阀的运行可靠性。

本发明还具有其他方面的一些优点。

附图是本发明的结构示意图

下面结合着附图说明给出本发明的一个实施例，并通过实施例对本发明做进一步的详细描述。

本发明所揭示的泄压式切换蝶阀，由阀体1，固置在阀体上的阀座2，与阀座的密封面相配合，在阀体内可进行90°翻转的阀瓣3，带动阀瓣启闭运动的驱动机构和设置在阀瓣上的止回阀式泄压装置构成。其中，带动阀瓣启闭运动的驱动机构又由阀杆4、转臂5、心轴8、阀瓣上的凸耳和工作弹簧11构成。阀杆4与转臂大端上的回转孔通过固定键装配在一起，转臂小端加工有与心轴8相配合的扁圆形孔6，心轴同时与阀瓣上的凸耳圆孔回转连接，工作弹簧11设置在与转臂5固置在一起的弹簧座体内。e为阀杆轴线相对于阀体轴线的偏心距。α为阀杆轴心与心轴轴心的连线相对于阀体轴线的偏心角。f为心轴与扁圆形孔之间的最大间隙值。弹簧座体由套体9、活动弹簧座10和固定弹簧座12构成。套体9与转臂5固置在一起，活动弹簧座10的外圆面与套体9的内圆面轴向滑动配合，其外露端为圆球形，与阀瓣接触连接。固定弹簧座12通过螺纹付与套体固置在一起，形成密闭的弹簧座体。弹簧11两端分别位于两个弹簧座内。止回阀式泄压装置由固定在阀瓣上的阀座体13、与阀座体上的密封面相配合的阀芯14、阀杆15、复位压紧密封弹簧16和弹簧座17构成。阀芯14为梅花柱形，可沿阀座体内壁面轴向滑动，当阀芯密封面与阀座体的密封面脱离接触，阀芯内凹面成为流体通道。阀芯的背面为活动弹簧座，弹簧座17与阀座体固定连接构成弹簧的固定弹簧座。复位压紧密封弹簧一端位于活动弹簧座内，另一端位于固定弹簧座内。

本发明的切换蝶阀启闭运行过程如下：以阀瓣的关闭状态为初始状态。动力装置带动阀杆4转动，与阀杆固定装配在一起的转臂5随之转动，由于与心轴8回转连接的转臂小端上的装配连接孔6为扁圆孔，心轴与扁圆孔之间有一定的间隙7，当转臂转动的初时，转臂不能带动心轴运动，即不能通过心轴和与心轴回转连接的凸耳带动阀瓣开启。但这时转臂通过与其固置在一起的拨叉18使泄压装置的阀芯开启，被控流体介质通过阀芯上的通道从高压侧流向低压侧，阀瓣两侧的压力差迅速降低。当压力差降低到一定的程度，动力装置输出的动力足以将阀瓣打开时，带动阀杆继续转动，通过转臂、心轴、阀瓣上的凸耳和弹簧使阀瓣边后退边上移，随后翻转90°。这时的泄压装置的阀芯在复位弹簧的作用下压向阀座体的密封面复位。蝶阀关闭时，阀杆4在动力装置的反向驱动下反向转动，转臂和与转臂固置在一起的弹簧座体也随之反向转动，阀瓣在位于弹簧座体内的弹簧11作用下反向翻转90°，再在驱动机构的带动下压向阀座，使阀处于密封状态。

本发明的结构不限于实施例与附图中所描述的形式，根据其所揭示的思想和工作环境还可设计成其他形式。

Claims (8)

1．一种泄压式切换蝶阀，包括有阀体(1)，位于阀体上的阀座(2)，与阀座相配置的阀瓣(3)，带动阀瓣启闭运动的驱动机构，其特征是设置有先于阀瓣(3)开启的泄压装置。

2．根据权利要求1所述的泄压式切换蝶阀，其特征是泄压装置设在阀瓣(3)上。

3．根据权利要求2所述的泄压式切换蝶阀，其特征是泄压装置为包括有阀座体(13)和阀芯(14)的阀式泄压装置。

4．根据权利要求3所述的泄压式切换蝶阀，其特征是阀式泄压装置阀芯(14)与带动阀瓣(3)启闭运动的驱动机构连接。

5．根据权利要求4所述的泄压式切换蝶阀，其特征是阀式泄压装置的阀芯通过一端与阀芯活动连接，另一端与驱动机构的转臂相固定的拨叉(18)与驱动机构连接。

6．根据权利要求5所述的泄压式切换蝶阀，其特征是所说的阀式泄压装置为止回阀式泄压装置，由设置在阀瓣(3)上的阀座体(13)，与阀座密封面相配置的阀芯(14)，与阀芯相连接的阀杆(15)和复位压紧密封弹簧(16)构成。

7．根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的泄压式切换蝶阀，其特征是驱动机构的工作弹簧(11)设置在密闭的弹簧座体内。

8．根据权利要求7所述的泄压式切换蝶阀，其特征是弹簧(11)通过具有球连接功能的弹簧座(10)与阀瓣(3)接触连接。

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