CN1828101B - 一种阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀，其阀座包括两个密封唇缘(8)，它的锥形自由边通过接触槽(6)的侧面而被牵入槽(6)的内部，并且它的方向朝向槽(6)背面的对面。

Description

一种阀
发明领域
本发明涉及一种偏心蝶阀。
背景技术
在一个偏心蝶阀中，盘型蝶阀的旋转轴相对于蝶阀的平面是偏心且平行于该平面设置的。所述旋转轴相对于管道系统也是偏心的。
上述两种偏心的结合消除了当阀打开或关闭时阀座(密封的)和密封承接面之间的摩擦力。因此，在大量操作之后阀保留了它的密封特性，这些特性仍然符合最严格的标准和规范。这就是为什么大量的偏心蝶阀被用在高压区，也被用于水上(水源供应)领域。
偏心蝶阀安装有一个阀座，阀座可以由塑料、人造橡胶或复合材料构成。阀座在阀关闭时具有上行/下行的密封功能。它与一个安装在对面的元件上的密封承接面合作为了实现当阀关闭时的密封性。这种功能通过应用一个阀座/密封的承接面接触的压力大于运送液体流动力而获得。阀座可以与阀体或者阀蝶整合在一起，。
这种阀最好用于大直径的管道，这样阀座可以被操作人员在原位置被移开而不把阀从装置下取下。阀座一般通过被夹具固定或者被螺丝钉固定的凸缘来安装。根据其它实施例，阀座有时被注入聚合树脂密封。
这种阀座或密封面的安装要求操纵重型的组件，当它必须替换时，保持在原位置的操作很困难且艰巨。当这种情况发生时，需要破坏密封并使元件复位以重新改装为一个新的阀座。
另外，重要的是，在关闭位置，阀体和阀蝶之间的空隙在密封物的下行方向是很小的(压力的侧对面)，从而使密封物在压力的作用下不被挤压到空隙中。密封物设置在一个平行于阀蝶的平面的槽里，因此阀蝶边缘和与阀体上的相对安装的部分之间的分界面的几何关系相对于阀座本身对称的平面而言是不对称的。所以阀座的密封行为和功能将根据压力应用的方向而不同。
在美国专利6494466里，提出一种阀，它包括：一个安置在一个槽中的圆柱管状的阀体，它位于阀蝶的边缘。经验表明这种装置的阀会泄漏。
本发明利用一个偏心蝶阀来克服以上的缺点，这个蝶阀无论压力在哪个方向，它在两个方向都具有相同的性能，而且不会发生泄漏。该阀的直径可以达到3m甚至更大，并能保证当压力在40bar到63bar之间时的密封性。
发明内容
因此本发明的阀包括一个圆柱管状的阀体和一个盘状的阀蝶，这样配置使它相对于一个轴而转动，该轴相对于阀蝶的平面是偏心且平行于该平面的，以及一个环形的单片阀座插入一个闭合的环形槽里，例如在一个盲孔里，它位于阀体内表面或阀蝶边缘两者中的任意一个上，另外一个在阀的关闭状态时，通过一个密封承接面(10)与阀座(5)接触，而在打开状态时从那里移开，该阀座包括两个互相对称的突出部分，其特征在于：每个突出部分设置成一个密封唇缘，它的锥形自由边通过接触槽的侧面而被带入槽的内部，并且它的方向朝向那个朝向槽背面的对面。
至于闭口式轧槽意味着一个带有一个背面的槽但这个槽不是两边开口或通过一个独立元件封闭一边。
然而，在美国专利6 494 466中，突出部分的尾部是圆形的，并且与槽的侧面保持一定距离，这样这些突出边部分仅仅只有一个在槽中支撑阀座的功能，而没有密封功能，即当液体的压力很可能依靠它们作用的增强而增长的更大，根据本发明提供了两个互相对称的密封唇缘，它们保证了更强的密封性，因为与之相逆的液体压力的增长。密封唇缘还带有锥形的自由边。它们不仅是与槽的侧表面背离接触，且本质上如果它们是活动的时候，趋向移动更远而分开。当一些加压的液体进入接触到这些唇缘时，它压下它们甚至挤压槽的侧壁，这样密封性得以保证。液体不能穿透到唇缘的下面并产生一个压力使阀座离开槽。然而，在美国专利号：US6 4 94 466中提到为了控制的目的，仍然需要注射一种环氧树脂，根据本发明可以不需要。
在欧洲专利1284379中，不是描述一种确保承受压力至少为40bar的密封性的阀，而是一种气体在相对低压之下的气动输送分配装置，例如8bar。特别是描述了一种可移动密封装置，它不断的在滑阀25上复位。如果不是这样且如果橡胶部分不是位于一个移动的元件之上，而是在分配装置的阀体中，那么压缩力不停变化就像动态的弯曲力在滑阀25之上施压的效果一样。这会导致密封性的降低，如果压缩力不是太大，那么控制滑阀移动的电动分配装置将证明太差。密封装置从两部分讲都是必要的。安装是更加昂贵和困难的。
因此置于刚性的外围圈26上的、橡胶制的内部密封圈为了能够自由在其插座中移动，在槽的后面和侧边必需有一个空隙。
根据一个实施例，阀座包括两个互相对称的旁瓣，槽背面和唇缘之间的距离小于槽背面和旁瓣之间的距离。优选的，每个旁瓣沿着一个表面与槽的侧壁接触。另一个优选的实施例，槽包括两个相互对称的侧翼并且远离槽背面的那些旁瓣与侧翼接触。旁瓣与侧翼合作在槽的内部牢牢地支撑阀座，以防止它在液体压力和对面部分摩擦力的合力作用下从槽中脱离，当阀座插入到阀蝶内的槽中时其对面部分就是阀体，当阀座插入到阀体内的槽中时其对面部分就是阀蝶。这就保证了：
一个闭口式轧槽安装在阀体中或位于阀的截止处，
一个通过侧边的唇缘与槽的侧壁干涉而保证的密封作用；
一个通过旁瓣在槽的侧翼上停止移动而保证的反抵抗作用；当边缘的密封性变得不足时，这些旁瓣能够抵挡槽的后部的全部压力。
优选的，槽有一个侧翼元件，它仅有一对互相对称侧翼的，这样槽完全形成T形，并且便于制造。一个复合侧翼槽，例如，如图4所示的美国专利6494466，制造非常复杂以至于限制了这种阀的工业用途。
根据一个实施例，阀座包括一个V型的缝隙，它的尖端指向槽的背面，且有多数个V型弹性夹子沿着缝隙分布。优选的，V形分支的假想延长线与侧翼交叉。夹子可以由例如金属或塑胶材料做成以提供弹性，这样使阀座的材料背向槽的壁，且V型分支利用支撑力在侧翼中阻止阀座从槽中脱离。
本发明更进一步提供一种塑料特别是人造橡胶材料制成的环形阀座，带有一个圆柱内(外)表面和一个环面的外(内)表面，包括：两个旁瓣，其特征在于带有锥形自由边的两个唇缘，平行于阀座对称轴的圆柱面和唇缘之间的距离小于圆柱面和旁瓣之间的距离，当阀座安装在蝶阀的槽中，内表面是圆柱形的，外表面是环面的。当阀座安装在阀体的槽中时，外表面是圆柱形的，内表面是环面的。
附图说明
优选的，阀座有一个V型缝隙开口在圆柱表面上，在附图中，通过实例分别给出了：
图1是根据本发明的两个管道系统之间的偏心蝶阀的剖视图，图的上部是根据本发明的蝶阀剖视图，图的底部是根据现有技术的蝶阀剖视图；
图2和图3是蝶阀根据现有技术的阀体、阀蝶和阀座的部分剖视图；
图4a、4b和图5a、5b与图2和图3相似，是根据本发明的一个实施例安装在阀体里或是蝶阀的边缘上的阀座；
图6和图7是一个较大比例的示意图，说明了根据本发明的一个实施例的高压容器的效果；
图8是阀座的剖视图，显示了阀座的结构是由两个主要部分通过一个狭窄的颈部结合在一起；
图9是根据本发明的阀座的一个实施例的剖视图；
图10是夹子的剖视图；
图11到13是根据本发明所述的各种形式的阀座的剖视图。
具体实施方式
如图1所示，根据本发明的偏心蝶阀是安装在一个管道装置的两个边缘之间。该阀基本上包括一个圆柱型管装阀体1和一个盘状阀蝶2，这样配置使它相对于一个轴3旋转，该轴相对于阀蝶2的平面是偏心且平行于这个平面的。阀的一个制动器4允许阀蝶相对于轴3旋转。该轴3同样相对于管道系统的轴也是偏心的。
位于阀体1和阀蝶2之间的是一个整块的环形阀座5，它可以在图2至8中看得更清楚。在图1的较低部分(制动器的对面)描述了一个通用的实施例，同时在较高的部分(制动器边)描述了根据本发明的一个实施例。
图2和图3详细描述了通用的带有辅助阀座安装元件的实施例，它们分别位于阀体上和阀蝶的边缘。
在图4a和4b中，具有T型横截面的阀座5是弹性地插入阀体1中的具有T型横截面的闭合槽6(盲孔)中。阀座5包括两个唇缘8和两个旁瓣7，它们在比侧翼9更深的地方背离槽的壁，限制了槽6的T型条。图4a描述了阀座的对称面XX′的放置是倾向于阀蝶的承接面10的，图4b描述了阀座的对称面XX′的处于的最佳位置是垂直于承接面10的。
图5a和5b描述了相同的内容，不过此时用于容纳阀座5的槽6是安装在阀蝶2的外围边缘的，并且承接面10位于阀体1上。
图6代表了当管道系统中没有压力时阀座5在阀蝶2中的位置，而图7中压力由一个箭头P1表示，当阀座接触密封轴承面，阀处于关闭状态时，该力转而作用于唇缘8和阀座的旁瓣7上，其用复合箭头P2表示。在图7中可以看到这个压力使唇缘8逐渐变形，因为唇缘是锥形且具有柔韧性，并且指向槽背面的对面。唇缘8的锥形边缘比起唇缘的其余部分离槽5的背面更远。每个旁瓣7有一个表面平行于槽的侧壁并与其接触。唇缘渐渐背离槽6的内表面，它保证了高压容器作用并加强了阀座和槽之间的密封性。图8是阀座的剖面图，表示了两个主要部分：
一鱼叉型的静态部分A，有两个唇缘7和8，确保能有效地扣紧在凹槽中，同样保证阀座在槽里的静态密封性。剖面图中，旁瓣7通过一个垂直于轴XX′(它是阀座对称面的路线)的表面11直接连接一个颈部14，它自己跟着一个完全平行于轴XX′的去顶的表面12，紧接着是一个倾斜于轴XX′的表面13，并接近表面12。唇缘8也是同样，但缺少去顶表面；
一环面的动态部分B与密封承接面合作从而保证阀的动态密封性。
一两个主要部分的连接颈部14使B部分可以相对于A部分进行独立的的辐射状运动(沿着轴XX′)。
图9是根据本发明的阀座的剖视图，这个阀座包括一个圆柱的内表面18和一个至少是部分环面的外表面19：根据图9的顶部到底部它包括一个跟随着两个突出的旁瓣21的上部20，旁瓣21被一个表面22限制，表面22从而垂直与于阀座的对称轴XX′，表面22后跟着一个它与平行于轴XX′的表面23共同形成的一个弯曲直角，跟着就是表面23，接着由一个表面24形成一个约为45度的凹角。这个表面24被跟着的表面25限制，后面是一个圆形部分26，和一个狭缝5。显然，由于阀座是关于轴XX′对称的，有两个缝隙是关于这个轴彼此对称的，表面25后是一个与表面25以一个锐角28交叉的表面27，从横截面看形成一个顶端。所述表面25和27因此而限制构成了一个活动的锥形唇缘。两个顶端28之间的距离定义了阀座的最宽处。
继续下去从表面27到表面29，形成了阀座的一个基座部分，它自己形成了靠着槽背面的圆柱支持面18。展开开口在这个表面18的是V型缝隙30，V的分支31延伸方向的假想延长线与表面22相交。
在这个缝隙30中等距离分开放置V型弹性夹子32，如图10所示，它倾向于对背面向外部施压，特别是，阀座的材料在表面22，23和24之间表现出来。
在图11中，阀座的动态部分B，在表面32上制成一个短小的唇缘面对槽6的壁，在顶部也有。从功能上讲，这个短小的唇缘充当的角色就像是唇缘8或者25，27，28，即压力P2被施加的地方。
该短小唇缘设计成与槽的壁相干涉，它慢慢的转下来，创造一个朝向槽外面的凹度。
因此该短小唇缘扮演的是第一密封层，当它的密封功能匮乏时它将得到唇缘8或25，27，28的支持。该短小唇缘还在高压容器中起作用，这就是说随着更多压力的增长，其显示出更优良的密封性能。
在图12和13中与对应元件(阀体或阀蝶)接触的阀座的动态部分是一个环面部分，根据图11，12，13所示的实施例，这个环面部分被两个元件33所增长，它们在那里相切并形成一个突出部分。
在图12中可以看到，表面35和元件33的交汇点没有被保留，而是形成了一个唇缘，当阀座安装在它的槽6中时，它将在那里封闭入口，这样形成了第一障碍物阻止液体渗透到槽6中。
在图13中，一个突出部分34及其对称物设置在表面35的顶端。
这些突出物的剖面是严格的半圆形，当安装的时候再进入槽。因为它们是可压缩的，背着槽的壁方向有一个期望的比液体的流动力更大的接触力。
在自由状态，阀座宽度I的测量在突出部分的最高处，所以就比相应测得的槽的宽度更大。
在槽6的入口处的不同类型的密封障碍物在唇缘8，和25，27，28之前提供最初的保护。

Claims (12)

1.一种阀包括一个圆柱型管状的阀体(1)和一个盘状阀蝶(2)，这样配置使它相对于一个轴(3)转动，该轴(3)相对于阀蝶(2)的平面是偏心且平行于这个平面的，一个环形、整块的阀座(5)插入一个闭合的环形槽(6)中，环形槽(6)位于阀体(1)内表面或阀蝶(2)边缘两者中的任意一个上，剩下的另一个在阀处于关闭状态时，通过一个密封承接面(10)与阀座(5)接触，而在阀处于打开状态时从那里移开，阀座(5)包括两个相互对称的突出部分，其特征在于：每个突出部分设置成一个密封唇缘(8)，它的锥形自由边通过接触槽(6)的侧面而被牵入槽(6)的内部，并且它的方向朝向槽(6)背面的对面。
2.根据权利要求1所述的一种阀，其特征在于：阀座包括两个互相对称的旁瓣(7)，槽(6)背面和唇缘(8)之间的距离小于槽(6)背面和旁瓣(7)之间的距离。
3.根据权利要求2所述的一种阀，其特征在于：每个旁瓣(7)沿着一个表面与槽(6)的侧壁接触。
4.根据权利要求2或3所述的一种阀，其特征在于：槽(6)包括两个相互对称的侧翼，远离槽(6)背面的旁瓣(7)的那些面与侧翼接触。
5.根据权利要求4所述的一种阀，其特征在于：所述侧翼是T形的。
6.根据权利要求4所述的一种阀，其特征在于：阀座包括一个V形狭槽(30)，其尖端指向槽(6)的背面，多个V形弹性夹子沿着狭缝分布。
7.根据权利要求6所述的一种阀，其特征在于：所述V形狭槽的分支(31)的假想延长线与侧翼相交。
8.根据权利要求1所述的一种阀，其特征在于：阀座有一个圆柱面(18)和两个互相对称的凸出部分(34)，一个凸出部分(34)与圆柱面(18)之间的轴向距离大于旁瓣与圆柱面之间的距离。
9.环形阀座，其特征在于：所述阀座具有分别位于阀座两端的一个圆柱形内表面(18)和一个环面的外表面(19)，且所述阀座从顶部到底部包括两个旁瓣(21)和两个带有锥形自由边的唇缘(25，27)，圆柱形内表面(18)与唇缘(25，27)之间的轴向距离小于圆柱形内表面(18)与旁瓣(21)之间的轴向距离，一个V形狭槽开口在圆柱形内表面之上。
10.环形阀座，其特征在于：所述阀座具有分别位于阀座两端的一个圆柱形外表面和一个环面的内表面，且所述阀座从顶部到底部包括两个旁瓣(21)和两个带有锥形自由边的唇缘(25，27)，圆柱形外表面与唇缘(25，27)之间的轴向距离小于圆柱形外表面与旁瓣(21)之间的轴向距离，一个V形狭槽开口在圆柱形外表面之上。
11.根据权利要求9所述的阀座，其特征在于：所述阀座还包括两个互相对称的凸出部分(34)，一个凸出部分和圆柱面之间的距离大于旁瓣和圆柱面之间的距离。
12.根据权利要求9或10所述的阀座，其特征在于：V形弹性夹子边缘沿着狭槽分布。
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