CN201487246U - 双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀，属阀门制造技术领域。它由阀体、压圈、蝶板等构成，阀座圈通过压圈固定在阀体内圈上，阀座圈与阀体之间通过O形密封圈密封，转轴经转轴孔安装在阀体上，蝶板安装在转轴上。本实用新型的蝶板在顺时针闭合旋转时，能使蝶板相对密封圈逐入瞬时压紧；蝶板在逆时针开启旋转时，蝶板的双锥密封面与阀座密封锥面形成一个同样的脱出角而逐出瞬间脱开。解决了传统蝶阀密封圈易发生材料老化、变形和磨损的问题。另外，该蝶阀的蝶板和阀座圈都为实心体，改善了阀座圈的综合机械性能，克服了传统蝶阀的阀座圈因材料单薄变形延伸，材料老化和弹性消失而失去密封比压的缺陷，且降低了制造设备的投资成本。

Description

双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀

技术领域：

本实用新型涉及一种双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀，属阀门制造技术领域。

背景技术：

蝶阀具有密封性能好，耐压强度高，流体阻力小，流体截面积大，驱动力小，回转启闭迅速，体积小，重量轻，省材料，安装尺寸小等特点。广泛应用于冶金.石油.化工.水电，市政建设等工业管道系统中，在管道系统中起流体介质的接通、切断以及流量的调节作用。

蝶阀的密封副是由蝶板与阀座圈组成的一对密封件，一般分为软密封与金属硬密封两种结构形式。

金属硬密封蝶阀一般分为双偏心或三偏心两种结构形式，目前，使用最为广泛的是三偏心多层次金属硬密封蝶阀、三偏心U形金属硬密封蝶阀和三偏心Z形金属硬密封蝶阀。但是这三种三偏心结构形式的蝶阀都存在着密封件使用寿命短，加工工艺复杂，设备条件要求高的问题。以多层次密封圈金属硬密封蝶阀为例(如图1、图2、图3)，它是由多层薄片金属环(厚度为0.6-1.2mm)与多层非金属密封垫相间相叠组成的复合材料，提高表面硬度的热处理工艺性差，故密封圈的表面硬度低，并且每个密封薄片圈存在两个尖端界线，面对强大的流体压力的介质剧烈冲刷显得势单力薄，很快会从尖端界线开始冲刷出凹坑缺陷，发生泄露。再以三偏心U形金属硬密封蝶阀为例(如图4、图5、图6)，它是靠U形阀座圈的圆弧处的弹性变形与蝶板的球面来形成密封副间的密封贴合线的，因此U形阀座圈必须加工成厚度只有1.5mm左右的薄片，且为中空结构形式，才能达到弹性功能效果，但使用过程中很快会因材料老化、弹性消失而造成密封副间的密封比压降低，甚至消失。最后再看三偏心Z形金属硬密封蝶阀Z(如图7、图8、图9)，它的密封是靠Z形圈的弹性变形与蝶板的球形密封面来形成密封副间的贴合线的。Z形圈与U形圈一样都是靠阀座圈的弹性变形来实现密封线的贴合，Z形圈比U形圈的壁厚要厚一些，但又不能太厚，所以Z形阀座圈闭合时间长了会受胀延伸使直径变大，失去密封比压而发生泄漏。同时，U形金属硬密封蝶阀与Z形金属硬密封蝶阀的蝶板一样都是球形密封面，大口径的蝶板必须采用昂贵的数控立式车床设备加工，才能保证加工的技术要求，一般厂家也难以承受。

发明内容：

本实用新型的目的在于：提供一种蝶板在顺时针闭合旋转和蝶板逆时针开启旋转时，蝶板的密封面与阀座密封面在启闭旋转过程中无相对摩擦，线贴合密封比压大，能为双向承压创造很好的密封比压条件，以解决传统蝶阀因密封圈材料单薄或中空容易发生材料老化、永久变形和磨损问题的双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀。

本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀，它由阀体、阀座圈、压圈、蝶板、O形密封圈和转轴构成，其特征在于：阀座圈通过压圈固定在阀体内圈上，阀座圈与阀体之间装有O形密封圈，阀体上制有转轴孔，转轴经转轴孔安装在阀体上，蝶板安装在转轴上。

所述的阀座圈为由正内双锥体与斜偏心角的椭圆内锥体相切而成的正内圆线的复合内圆三锥体。所述的蝶板为正圆双锥体。所述的阀座圈为可沿阀体内壁做轴向移动的移动式阀座圈。所述的蝶板和阀座圈为实心体。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

该双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀的蝶板在顺时针闭合旋转时，蝶板的双锥密封面的运动轨迹的切线与阀座密封锥面形成一个大于最大自锁角的切入角，能使蝶板相对密封圈逐入瞬时压紧，阀座密封圈受挤胀；当蝶板逆时针开启旋转时，蝶板的双锥密封面的运动轨迹的切线与阀座密封锥面形成一个同样的脱出角而逐出瞬间脱开。蝶板的密封面与阀座密封面在启闭旋转过程中无相对摩擦，避免了传统蝶阀因密封圈材料单薄或中空容易发生材料老化，永久变形和磨损的问题。另外，本实用新型在阀座的结构上采用了管向浮动形式，蝶阀在闭合的状态下，因管道系统的其它阀门启闭等因素，系统压力会发生瞬间变化，产生与主流相反的冲击压力，而阀座却在反向冲击压力作用下，会向蝶板的方向移动，确保阀座始终与蝶板贴合，以弥补蝶板在反向冲击压力作用下，因材料变形和配合间隙因素而向后的移动量，为保证双向承压不泄露创造了条件。同时，本实用新型的蝶板和阀座圈都为实心体，改善了阀座圈的综合机械性能，避免了传统蝶阀的阀座圈因材料单薄变形延伸，材料老化和弹性消失等原因而失去密封比压，提高了蝶阀密封的可靠性能。而且阀座圈和蝶板的密封面为正圆锥体，使得大口径蝶阀在普通立式车床上就能完成其加工，降低了设备投资成本。

附图说明

图1为现有的三偏心多层次金属硬密封蝶阀的结构示意图；

图2为现有的三偏心多层次金属硬密封蝶阀的A-A向剖视图；

图3为图2的B处放大图；

图4为现有的三偏心U形金属硬密封蝶阀的结构示意图；

图5为现有的三偏心U形金属硬密封蝶阀的开启状态示意图；

图6为图4的C处放大图；

图7为现有的三偏心Z形金属硬密封蝶阀的结构示意图；

图8为现有的三偏心Z形金属硬密封蝶阀的开启状态示意图；

图9为图7的D处放大图；

图10为双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀的结构示意图；

图11为图10的E-E向剖视图；

图12为图11的F处放大图。

图中：1、阀体，2、阀座圈，3、压圈，4、蝶板，5、O形密封圈，6、转轴。

具体实施方式

该双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀由阀体1、阀座圈2、压圈3、蝶板4、O形密封圈5及转轴6构成，阀座圈2通过压圈3固定在阀体1上，并在阀体中心方向上有可浮动间隙量。阀座圈2与阀体1之间通过O形密封圈5密封，转轴6安装在阀体1的转轴孔内，蝶板4安装在转轴6上，转轴6通过执行器的扭矩力带动，使蝶板4作90°旋转启闭运动。

该双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀采用三偏心基本原理，阀座圈2为由正内双锥体(角e和角f)与斜偏心角的椭圆内锥体(角b)相切而成的正内圆线的复合内圆三锥体，可沿阀体内壁做阀体中心线方向的移动，并与正圆双锥体的蝶板4组成密封副。当蝶板4在顺时针闭合旋转时，蝶板4的双锥密封面的运动轨迹的切线与阀座圈2的锥面形成一个大于最大自锁角的切入角，能使蝶板4相对密封圈逐入瞬时压紧。当蝶板4逆时针开启旋转时，蝶板4的双锥密封面的运动轨迹的切线与阀座圈2的密封锥面形成一个同样的脱出角而逐出瞬间脱开。蝶板4的密封面与阀座圈2的密封面在启闭旋转过程中无相对摩擦(参见附图10和附图11)。

该双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀的蝶板4和阀座圈2为实心体，改善了阀座圈2的综合机械性能，避免了传统蝶阀因密封圈材料单薄或中空结构容易发生材料老化、永久变形和磨损而失去密封比压的问题。本实用新型的阀座圈2可在阀体内壁上做沿阀体中心线方向的移动(参见附图12)，若蝶阀在闭合的状态下，因管道系统的其它阀门启闭等因素，系统压力会发生瞬间变化，会产生与主流相反的冲击压力，而阀座圈2能在反向冲击压力的作用下，会向蝶板4的方向移动，确保阀座圈2始终与蝶板4贴合，以弥补蝶板4在反向冲击压力作用下，因材料变形和配合间隙因素而产生的向后的移动量，为保证双向承压不泄露创造了条件。

Claims (4)

1.一种双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀，它由阀体(1)，阀座圈(2)，O形密封圈(5)，压圈(3)，蝶板(4)，转轴(6)构成，其特征在于：阀座圈(2)通过压圈(3)固定在阀体(1)内圈上，阀座圈(2)与阀体(1)之间装有O形密封圈(5)，阀体(1)上制有转轴孔，转轴(6)经转轴孔安装在阀体(1)上，蝶板(4)安装在转轴(6)上。

2.根据权利要求1所述的双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀，其特征在于：所述的阀座圈(2)为由正内双锥体与斜偏心角的椭圆内锥体相切而成的正内圆线的复合内圆三锥体。

3.根据权利要求1所述的双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀，其特征在于：所述的蝶板(4)为正圆双锥体。

4.根据权利要求1所述的双向承压三维三锥金属硬密封蝶阀，其特征在于：所述的蝶板(4)和阀座圈(2)为实心体。

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