CN202302027U - 高温高压平行板闸阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高温高压平行板闸阀，包括两个左右相对设置的阀座以及可在两个所述阀座之间上、下运动以开启和封闭两个所述阀座之间空隙的闸板，所述阀座上设有阀座密封面，所述闸板上设有分别与两个所述阀座的阀座密封面相对应并构成密封副的闸板密封面，两个所述阀座密封面相互平行，两个所述闸板密封面相互平行。本实用新型的阀门开、闭所需的力矩小，避免了楔形闸板闸阀容易出现卡住的现象，同时减小了对密封面的磨损，提高了其使用寿命，并且，介质在阀门内流动平稳，尤其适合在高温高压、高压差环境下使用。

Description

高温高压平行板闸阀

技术领域

本实用新型涉及一种阀门，尤其是一种包括平行式闸板的闸阀。

背景技术

传统双闸板闸阀的密封阀座通常是楔形锥面式的楔形阀座，其与楔形双闸板构成楔形密封副，如图1所示，传统双闸板闸阀通常包括如下部件：固定在阀体内作为固定件的两个阀座8，构成运动组件的左右闸板6、安装左右闸板的闸板架5、与闸板架固定连接带动闸板上下运动以开启/关闭阀门的阀杆1、连接销2、锁紧螺母3、上定位爪4、顶芯7、下定位爪9和固定螺丝10，左右闸板位于两个阀座之间并与两个阀座构成两个密封副，左右闸板通过上定位爪和下定位爪限位连接在闸板架上，所述上定位爪和下定位爪分别通过锁紧螺母和固定螺丝与闸板架固定连接，阀杆设有用于固定连接所述连接销的销钉孔，所述闸板架通过所述连接销与所述阀杆固定连接。

在工作过程中通过驱动阀杆来带动运动组件整体上、下运动执行开启、关闭动作。关闭时，阀杆带动楔形双闸板向下运动，与阀座密封面接触后，阀杆继续向下驱动楔形双闸板，使得闸板在阀座的楔形空间内塞紧，闸板密封面与阀座密封面紧密吻合实现密封。

由于闸板密封面与阀座密封面吻合后还需要达到一定的正压力才能实现有效的密封，因此，采用楔形密封结构实现密封时通常存在如下缺陷：

1、楔形闸板施加于楔形阀座的正压力由阀杆向下的推力产生，其大小取决于阀杆向下推力的大小(如图3-a所示)，以5°的楔形角设置为例，密封正压力Pm与阀杆向下推力Px间的关系为：Pm＝Px×tg5，(tg5＝0.0875)，由此可知，阀杆向下的推力转化为密封正压力的比率很小，要达到理想的密封效果，需要的阀杆向下的推力就较大，则施加于阀杆上的力矩要求也较大；

2、由于密封面为楔形，要达到理想的密封效果就要求闸板深入阀座中一定的深度，而随着闸板的深入，正压力增速极快，所需的阀杆向下的推力亦急剧增加，随着密封程度的加大，闸板在阀座中塞紧、闸紧，并依靠由此产生的压缩力达到密封，但是，随着闸板的深入增大的还有闸板和阀座密封面之间的滑动摩擦力，因此，整个密封过程尤其是阀门开度小时，密封面的磨损很快，容易导致密封泄露，使用寿命很短；

3、由于楔形密封面的密封依靠的是闸板在阀座中的不断闸紧来实现的，因此，其密封程度难以判断，并且由于不能设置限位装置以防无法达到理想的密封效果，因此，对于阀杆的推力大小难以控制，通常是以密封达到了为止，或者是运动组件达到行程末端为止(拧不动为止)，如此一来，由于关闭时使用了很大的力，很容易导致难以开启或无法开启，尤其是在高温环境下使用时经常发生卡死现象；

4、由于楔形阀座的两个密封面之间形成V型向上的开口，因此，闸板开启过程中及开启后，介质流经阀座通径时，由于闸板与阀座的密封面处于分离状态，介质流会向上涌动，并围绕闸板下部向上部空穴流动形成绕流现象，造成介质流动的不平稳(如图4-a所示)，甚至会导致整个管道系统的振动。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高温高压平行板闸阀，其关闭时所需的扭矩小，密封面的磨损小，使用寿命长，卡死现象少，介质在流经闸阀时的流动平稳。

本实用新型采用的主要技术方案是：

一种高温高压平行板闸阀，包括两个左右相对设置的阀座以及可在两个所述阀座之间上、下运动以开启和封闭两个所述阀座之间空隙的闸板，所述阀座上设有阀座密封面，所述闸板上设有分别与两个所述阀座的阀座密封面相对应并构成密封副的闸板密封面，两个所述阀座密封面相互平行，两个所述闸板密封面相互平行，构成平行式闸板。

所述闸板可以分体式结构，包括左、右闸板，两个所述闸板密封面分别设于左、右闸板上，所述左、右闸板安装后，两个所述闸板密封面相互平行。

优选地，所述左、右闸板之间设有同时向两个所述闸板密封面施加正向推力的弹簧或弹簧组。

所述弹簧或弹簧组的中心可以设有限位芯轴。

优选地，所述左、右闸板的相对的一端各自设有圆形凹槽，所述圆形凹槽的横截尺寸与所述弹簧或弹簧组的尺寸相适应。

所述弹簧或弹簧组可以为碟形弹簧或碟形弹簧组。

所述碟形弹簧的数量优选为若干个，若干个所述碟形弹簧以对合或叠合方式串联构成所述碟形弹簧组。

对于上述任一一种所述的高温高压平行板闸阀，优选地，两个所述阀座的阀座通径的中心轴线与阀门的进、出口介质通道的中心轴线重合，两个所述阀座的阀座通径的直径相等，所述阀座的阀座通径的中心轴线垂直于所述阀座密封面。

优选地，两个所述阀座的相对面的边缘设有阀座弹性垫圈，所述阀座弹性垫圈的朝外的平面构成所述阀座密封面，所述左闸板的左面或右闸板的右面上设有或不设有闸板弹性垫，设有所述闸板弹性垫时，所述闸板弹性垫的朝外的平面构成所述闸板密封面。

优选地，所述闸板的边缘或所述闸板密封面的边缘呈平板的刀刃状。

优选地，所述闸板弹性垫为覆盖整个或部分所述左闸板的左面或右闸板的右面的弹性垫板。

本实用新型的有益效果是：

由于采用平行的阀座密封面与平行的闸板密封面构成平行密封，因此，减少了关闭和开启过程中对密封面(包括阀座密封面和闸板密封面)的磨损和消耗，尤其是减少了阀门开度很小时密封面的磨损和消耗，延长了密封面的有效密封寿命；

由于阀门的密封采用的是弹簧的推力，因此，可以根据实际需要(如根据介质压力等)进行理论计算和实际测试来获得阀门的密封所需的密封正压力，达到所需的密封比压值保证有效密封即可，减少了对密封面的滑动摩擦力，尤其是消除了阀门开度小时对密封面的滑动摩擦力很大的问题，减少了对密封面的磨损、消耗，延长了使用寿命；

另外，由于左、右闸板间设有用于提供密封正压力的弹簧，使得密封正压力由弹簧产生的推力决定，而不受阀杆推力的影响，因此，消除了楔形密封依靠阀杆推力密封时的密封程度难以控制问题，消除了容易出现密封过度进而出现卡死导致难以开启或不能开启的问题，特别是消除了对于高温环境下工作的阀门极易出现卡死的问题，更适用于高温高压、高压差的工作场合；

由于平行式闸板的边缘平板的刀刃状的设置，使得其与阀座的接触为柔性动作，不仅能防止阀座表面粘结污物杂质，还使得应力分散在宽平的密封面上，减少了表面应力，延长了使用寿命；

由于两个阀座的阀座通径的轴线重合且二者的直径相等，因此，介质以平行流向流经阀座，不会出现楔形阀门存在的介质上涌、介质绕流等介质流动不平稳的问题，使得介质的流动处于平稳顺畅的状态，不会产生管道系统振动。

附图说明

图1是现有的双闸板闸阀的结构示意图；

图2是本实用新型的平行板闸阀的结构示意图；

图3-a是现有的双闸板闸阀的密封过程的受力分析示意图；

图3-b是本实用新型的平行板闸阀的密封过程的受力分析示意图；

图4-a是现有的双闸板闸阀的介质流动示意图；

图4-b是本实用新型的平行板闸阀的介质流动示意图；

图5是本实用新型的刀刃状闸板边缘的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便更好的理解，下面结合附图通过具体实施方式对本实用新型进行更详细的描述。

参见图2至图5，本实用新型提供了一种高温高压平行板闸阀，包括两个左右相对设置的上、下游两个阀座15及可在两个所述阀座之间上、下运动以开启和封闭两个所述阀座之间空隙从而实现阀门开启和关闭的闸板12。所述阀座上设有阀座密封面，所述闸板上设有两个闸板密封面，两个所述阀座密封面相互平行，两个所述闸板密封面也相互平行，所述两个阀座密封面与所述两个闸板密封面相吻合构成上、下游两对互相平行的密封面，互相平行的上、下游两对密封面构成上、下游两个密封副。

由于采用了两个互相平行的阀座密封面与两个相互平行的闸板密封面相配合构成两个密封面互相平行的密封副，因此，在闸板上、下运动开启/关闭阀门的过程中，减少了对密封面的磨损，延长了其使用寿命。

并且，由于两个密封副由两对互相平行的密封面构成，因此，在闸板上、下运动开启/关闭阀门的过程中(即阀门尚未处于完全关闭的状态时)，甚至是阀门完全开启的时候，不会出现楔形闸板开启后存在的介质上涌的问题，也不会出现介质流围绕闸板的下部并向上部空穴部位流动形成的绕流现象(介质绕流)，始终保持介质流动的平稳。

另外，由于闸板与阀座间为平面密封，因此，在关闭时，不需要对阀杆的定位严格要求，不存在因材料不同、热膨胀系数不同而产生的异常现象，如密封不到位、密封不严、密封后开启困难等。

所述闸板可以为分体式结构，例如可以包括左、右闸板，两个所述闸板密封面可以分别设于所述左、右闸板上，所述左、右闸板安装后，两个所述闸板密封面相互平行，构成平行式闸板。

为了提供均匀且便于控制的密封正压力和滑动摩擦力，优选地，所述左、右闸板之间压缩设有为上、下游两个所述密封副的密封提供预紧力(通常为推力)的弹簧或弹簧组14，以便利用弹簧的推力将闸板正向压在阀座密封面以达到密封效果，优选为弹簧的推力方向垂直于密封面，以使得弹簧的推力最大限度的转换为密封正压力。

该种设置使得密封正压力的大小及密封程度不由阀杆向下的推力大小决定，一定程度上减少了阀杆所需的向下的推力，减少了开启和关闭阀门所需施加在阀杆上的扭矩，还克服了楔形闸板在密封时所需施加的扭矩大、密封后开启困难的缺陷，尤其是应用于高温环境下时更为明显，本实用新型的结构设置受温度的影响较小，不容易出现卡住的现象。

由于开启、关闭动作是靠滑动式动作来完成的，即使产生非常性受力，在密封面的表面也不会产生凹凸型划痕，对密封面有一定的保护作用，有效延长了使用寿命。

另外，由于阀门开启、关闭过程中所需的扭矩较小，且较均匀，因此，关闭和开启阀门的过程中需要施加于阀杆的推、拉力都比较小，便于控制，当配置电动装置、气动装置、齿轮箱驱动阀门的开启、关闭时，在同规格压力等级的条件下，所需的设备规格比楔形闸板阀门要小，并且，由于开启、关闭时的扭矩小，还可以大大减轻闸板密封面和阀座密封面上的应力及产生的应力疲劳，因此，可以减小密封面的磨损，是密封可靠、使用寿命长的重要因素。

所述弹簧或弹簧组优选设于所述左、右闸板的心部或中间偏上的部位，以利于密封正压力的均匀分布以及在密封过程中运动的平稳性，并便于闸板的上、下运动。

所述弹簧或弹簧组的中心可以设有用于对弹簧进行限位的限位芯轴13，所述限位芯轴的长度可以小于所述弹簧或弹簧组的安装长度，优选为等于或略小于所述高温高压平行板闸阀关闭后该弹簧或弹簧组被压紧后的长度。

优选地，所述左、右闸板的相对的一端各自设有用于安装所述弹簧的凹槽，所述凹槽的深度可以等于或略大于所述限位芯轴的长度的一半，所述凹槽可以为圆形凹槽，所述圆形凹槽的横截尺寸与所述弹簧或弹簧组的尺寸相适应。

优选为所述左、右闸板上的凹槽彼此对称设置。

所述弹簧或弹簧组可以为碟形弹簧或碟形弹簧组。

所述碟形弹簧的数量优选为若干个，若干个所述碟形弹簧可以串联、并联或串并混合连接。优选为若干个所述碟形弹簧以对合方式串联构成所述碟形弹簧组，例如可以是8个碟形弹簧串联而成(如图2所示)，使所述左、右闸板的密封面上受到同等大小的正向推力。

优选地，上述任一一种所述高温高压平行板闸阀中，所述弹簧或弹簧组的数量可以为若干，以提高弹簧推力所提供的密封正压力及滑动摩擦力的分布均匀性和运动密封过程中的稳定性，例如，可以是分别设于所述闸板心部、上部、下部的三组弹簧或弹簧组，也可以是分别设于所述闸板心部、上部、下部、左部、右部的五组弹簧或弹簧组。

优选地，上述任一一种所述高温高压平行板闸阀的两个所述阀座的阀座通径的中心轴线与阀门的进、出口介质通道的中心轴线重合，两个所述阀座的阀座通径的直径相等，所述阀座的阀座通径的中心轴线垂直于所述阀座密封面。

优选地，所述阀座的阀座通径与所述高温高压平行板闸阀的介质通道同心平行且直径相同(即所述阀门完全开启时其介质通道为等径直通道)，以便在阀门开启时，流经其介质通道的介质流动呈现平稳状态(如图4-b所示)，避免出现管道系统的振动等。

优选为所述密封副的密封面垂直于所述阀门的介质通道。

为了提高密封效果，两个所述阀座的相对面的边缘可以设有阀座弹性垫圈，所述阀座弹性垫圈的朝外的平面构成所述阀座密封面，所述左闸板的左面或右闸板的右面上可以设有或不设有闸板弹性垫，设有所述闸板弹性垫时，所述闸板弹性垫的朝外的平面构成所述闸板密封面。所述闸板弹性垫可以为闸板弹性垫圈，也可以为覆盖整个或部分所述左闸板的左面、右闸板的右面的弹性垫板。

所述闸板弹性垫圈的宽度优选为大于所述阀座弹性垫圈的宽度。所述弹性垫板的平面最小尺寸优选为大于所述阀座弹性垫圈的内径，更优选为大于其外径。

优选地，所述闸板或所述闸板密封面的边缘可以呈平板的刀刃状(如图5所示，图5为图3-b的局部放大图)，以保证闸板与阀座的接触是柔软动作，不仅能清除污物杂质，防止阀座表面粘结污染物，还能将应力分散在宽平的密封面上，减少密封面的应力，使得应力对密封面的影响最小化，有效延长了使用寿命。其具体设置方式可以为：所述闸板或闸板密封面的外侧边缘设有刀刃状倒角。

所述刀刃状倒角的倒角角度α优选为不大于5°，既有利于闸板进出两个所述阀座之间的间隙，又不影响密封效果。

优选地，上述任一一种所述高温高压平行板闸阀还包括与所述闸板共同构成运动组件的下列部件：用于安装闸板的闸板架5、与闸板架固定连接带动闸板上下运动以开启/关闭阀门的阀杆1以及连接销2、上定位爪4和锁紧螺母3，所述闸板通过所述上定位爪限位连接在所述闸板架上，所述上定位爪通过所述锁紧螺母与所述闸板架固定连接，所述阀杆设有用于固定所述连接销的销钉孔，所述闸板架通过所述连接销与所述阀杆固定连接。

本实用新型的高温高压平行板闸阀避免了楔形闸板闸阀容易出现的卡住现象，同时减小了对密封面的摩损，提高了其使用寿命，尤其适应于高温环境下的应用，有取代楔形闸板闸阀的趋势。

为了表述方便，本说明书所称的“上”、“下”、“左”、“右”都是相对说明书附图中图示方位而言的，并不构成对实际方位的限制。

Claims (10)

1.一种高温高压平行板闸阀，其特征在于包括两个左右相对设置的阀座以及可在两个所述阀座之间上、下运动以开启和封闭两个所述阀座之间空隙的闸板，所述阀座上设有阀座密封面，所述闸板上设有分别与两个所述阀座的阀座密封面相对应并构成密封副的闸板密封面，两个所述阀座密封面相互平行，两个所述闸板密封面相互平行。

2.根据权利要求1所述的高温高压平行板闸阀，其特征在于所述闸板为分体式结构，包括左、右闸板，两个所述闸板密封面分别设于左、右闸板上。

3.根据权利要求2所述的高温高压平行板闸阀，其特征在于所述左、右闸板之间设有同时向两个所述闸板密封面施加正向推力的弹簧或弹簧组。

4.根据权利要求3所述的高温高压平行板闸阀，其特征在于所述弹簧或弹簧组为碟形弹簧或碟形弹簧组，所述弹簧或弹簧组的中心设有限位芯轴，所述左、右闸板的相对的一端各自设有圆形凹槽，所述圆形凹槽的横截尺寸与所述弹簧或弹簧组的尺寸相适应。

5.根据权利要求4所述的高温高压平行板闸阀，其特征在于所述碟形弹簧的数量为若干个，若干个所述碟形弹簧以对合或叠合方式串联构成所述碟形弹簧组。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的高温高压平行板闸阀，其特征在于两个所述阀座的阀座通径的中心轴线与阀门的进、出口介质通道的中心轴线重合，两个所述阀座的阀座通径的直径相等，所述阀座的阀座通径的中心轴线垂直于所述阀座密封面。

7.根据权利要求6所述的高温高压平行板闸阀，其特征在于两个所述阀座的相对面的边缘设有阀座弹性垫圈，所述阀座弹性垫圈的朝外的平面构成所述阀座密封面，所述左闸板的左面或右闸板的右面上设有或不设有闸板弹性垫，设有所述闸板弹性垫时，所述闸板弹性垫的朝外的平面构成所述闸板密封面。

8.根据权利要求7所述的高温高压平行板闸阀，其特征在于所述闸板的边缘或所述闸板密封面的边缘呈平板的刀刃状。

9.根据权利要求8所述的高温高压平行板闸阀，其特征在于还包括与所述闸板共同构成运动组件的下列部件：用于安装闸板的闸板架、与闸板架固定连接带动闸板上下运动以开启/关闭阀门的阀杆、连接销、上定位爪和锁紧螺母，所述闸板通过所述上定位爪限位连接在闸板架上，所述上定位爪通过所述锁紧螺母与闸板架固定连接，所述阀杆设有用于安装所述连接销的销钉孔，所述闸板架通过所述连接销与所述阀杆固定连接。

10.根据权利要求9所述的高温高压平行板闸阀，其特征在于所述闸板弹性垫为覆盖整个或部分所述左闸板的左面或右闸板的右面的弹性垫板。

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