CN208900736U - 自增压充气密封蝶阀 - Google Patents

Abstract

自增压充气密封蝶阀，包括一个阀体阀板，阀体上设置密封压套，密封压套上设置中空的Ω型充压橡胶圈，Ω型充压橡胶圈中设置条形充压支架和通孔，阀体壁中设置充压内通道，充压内通道与通孔相通在Ω型充压橡胶圈中构成一个密封腔体，以阀轴为中心在阀体上面设置增压缸体和增压缸盖，增压缸盖上设置进气口，增压缸体中设置增压活塞，增压活塞上端面面积S1大于下端面面积S2，增压活塞与增压缸盖之间构成低压腔，增压活塞与阀体之间构成高压腔，高压腔中注入液压油，高压腔与充压内通道连通，在高压腔侧的阀轴上设置弹簧座，弹簧座上设置复位弹簧，复位弹簧与增压活塞相接触。

Description

自增压充气密封蝶阀

技术领域

本实用新型涉及密封蝶阀，特别是涉及一种自增压充气密封蝶阀，属于阀门领域。

背景技术

蝶阀以其结构紧凑、体积轻小、操作便捷、性能优良等特点而广泛应用予各行各业的液体、气体及气粉同输管路控制系统中作启闭截流或调节流量之用。近几年，充气蝶阀得到广泛应用，通过向中空橡胶密封圈的气腔内直接充入气压，让橡胶密封圈充气后膨胀，弥补磨损与密封副间隙或包裹住夹杂物，作用于密封副间并密封比压即可实现密封，密封特性非常理想并且十分可靠。并且只需向充气阀门的橡胶密封圈内的充压比管道的介质压力高0.1MP~0.3MPa即可实现阀门密封；但实际情况因为压缩空气制备设备的限制以及安全防爆因素，现行的工业气源常规压力均小于1.0MPa，各种气路控制电磁阀工作压力均小于1.0MPa，这也就意味着充气阀门的可用最高充气压力等级只能达到1.0MPa ，阀门的密封能力也就0.8MPa，无法在更高压力等级的管道上运行，虽可以通过移动高压气源（高压气筒、高压储气罐等）进行充气操作，但也只能局限于现场手动充气阀门，无法远程操作；因此此类高性能的充气阀门因充气压力条件的限制，在高度发达的现代工业自动化控制管路中，也就无法得以全面推广并大规模地广泛应用。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种低流阻、易制造，在阀门的启闭过程中密封副结构之间无接触式回转摩擦磨损，且在充气时能够实现自动增压的自增压充气密封蝶阀。

本实用新型自增压充气密封蝶阀的技术方案是：包括一个阀体，阀体中设置阀轴，阀轴通过销子连接阀板，其特征在于所述的阀体内侧口上设置密封压套，密封压套上设置中空的Ω型充压橡胶圈，Ω型充压橡胶圈中设置条形充压支架，条形充压支架中制有通孔，所述的阀体壁中设置充压内通道，充压内通道与通孔相通在Ω型充压橡胶圈中构成一个密封腔体，阀体上设置自增压机构，所述的自增压机构包括以阀轴为中心在阀体上面设置增压缸体，增压缸体上设置增压缸盖，增压缸盖上设置进气口，增压缸体中设置增压活塞，增压活塞上端面面积S1大于下端面面积S2，增压活塞与增压缸盖之间构成低压腔，增压活塞与阀体之间构成高压腔，高压腔中注入液压油，高压腔与充压内通道连通，在高压腔侧的阀轴上设置弹簧座，弹簧座上设置复位弹簧，复位弹簧与增压活塞相接触，密封腔体充压后，Ω型充压橡胶圈受压膨胀伸展，与阀板密封接触，卸压后，Ω型充压橡胶圈与阀板之间存有间隙M。

本实用新型公开了一种自增压充气密封蝶阀，所述的Ω型充压橡胶圈是高强度弹性橡胶制成，当高压液体充入密封腔体中后，Ω型充压橡胶圈受压后膨胀，向阀体内腔中的阀板伸展，在消除阀板与Ω型充压橡胶圈的空隙后并与阀板紧密接触，将充气的气压作用力传递至阀板，并形成密封比压，达到隔绝阀板上下游的密封效果；卸气时，密封腔体卸压，当密封腔体内的压力与大气压相近时，Ω型充压橡胶圈收缩弹性回复为自由状态，并脱开与阀板的接触后与阀板重新形成间隙，此时，阀板与阀体轴孔中心线在阀体内腔中的回转启闭均为零接触性回转，即回转过程中阀板与阀体之间均有间隙，即可开启阀板。特别是在阀体上设置了自增压机构，压力空气进入低压腔，作用于增压活塞上端面，克服复位弹簧的阻力（阻力很小），推动增压活塞下行，理论上忽视弹簧阻力及活塞的移动摩擦力时，存在P1S1=P2S2,即高压腔此时的液压油压力为低压腔气压的面积比倍，此液压油经充压内通道直接传递至密封腔体，Ω型充压橡胶圈受压后膨胀，向阀体内腔中的阀板伸展，在消除阀板与Ω型充压橡胶圈的空隙后并与阀板紧密接触，将充压的液体作用力传递至阀板，并形成密封比压，达到隔绝阀板上下游的密封效果；当增压缸盖顶部的进气口卸压后，复位弹簧推动增压活塞上移，压力气体排出低压腔，下部高压腔压力回复正常，Ω型充压橡胶圈收缩弹性回复为自由状态，并脱开与阀板的接触后与阀板重新形成间隙，此时，阀板阀轴中心线在阀体内腔中的回转启闭均为零接触性回转，即回转过程中阀板与阀座之间均有间隙，避免接触磨损影响密封性能。在缸体与缸盖、缸体与活塞、缸盖与阀轴、活塞与阀轴、阀座与阀体之间均安有密封圈，保证蝶阀的密封性。

其优点有：1、高强度弹性Ω型充压橡胶圈，具有极强的弹性回复能力，弹性变形更均匀、收缩回复更可靠；2、通过充气来使Ω型充压橡胶圈产生弹性变形，从而达到与阀板的接触密封，在一定范围内能实现密封磨损的补偿，延长阀门的使用寿命；3、在阀门的启闭回转过程中，阀板与阀体均为零接触回转，实现了阀门的无磨损回转及低扭矩操作。4、由于阀门内置自增压结构，即使常规的低压工业压缩气源，也可通过自增压后，密封腔压力可达6倍的气源气压，以工业压缩气源的压力范围0.5MP~0.8MPa计，当增压缸上下端面积比为5倍时，阀门的密封能力可达2.5MP~4.0MPa，通过合适的配比自增压倍率，本充气阀门也可轻松适配各类高压管路，并长期可靠工作，阀门的控制介质均为常规低压压缩空气，因此阀门可实现各种自动控制功能，并包括后续的功能拓展。

本实用新型的自增压充气密封蝶阀，所述的增压缸体与阀体整体铸造成型，比较适用于中小口径规格的充气阀门。所述的增压缸体与阀体分体铸造成型，由第一螺钉连接固定，比较适用于中大口径规格的充气阀门。所述增压活塞的上、下两端面存在的面积比为1—6倍，具体倍率与管路介质压力等级配套设置。所述的增压缸体壁中设有加液孔，便与日后维护保养。所述的Ω型充压橡胶圈与条形充压支架之间设置支撑圈，可实现对Ω型充压橡胶圈的浮动支撑，防止并减免Ω型充压橡胶圈的过度变形，并可有效缩减充气耗气量。所述的阀体上设置环形嵌槽，Ω型充压橡胶圈与密封压套配合镶嵌于环形嵌槽中，安装牢靠。所述的密封压套截面呈T，通过第二螺钉固定在阀体的内侧口上，安装方便。所述的密封压套与阀体之间设置压套密封圈，密封更可靠。

附图说明

图1是本实用新型自增压充气密封蝶阀整体式增压缸体结构示意图；

图2是本实用新型自增压充气密封蝶阀分体式增压缸体结构示意图；

图3是本实用新型的增压活塞压下状态示意图；

图4是本实用新型的Ω型充压橡胶圈充压状态示意图；

图5是本实用新型的Ω型充压橡胶圈卸压状态示意图。

具体实施方式

本实用新型涉及一种自增压充气密封蝶阀，如图1—图5所述，包括一个阀体1，阀体中设置阀轴2，阀轴通过销子3连接阀板5，所述的阀体1内侧口上设置密封压套6，密封压套6上设置中空的Ω型充压橡胶圈7，Ω型充压橡胶圈7中设置条形充压支架8，条形充压支架中制有通孔9，所述的阀体1壁中设置充压内通道10，充压内通道10与通孔9相通在Ω型充压橡胶圈7中构成一个密封腔体4，阀体1上设置自增压机构，所述的自增压机构包括以阀轴2为中心在阀体上面设置增压缸体20，增压缸体上设置增压缸盖21，增压缸盖上设置进气口23，增压缸体中设置增压活塞22，增压活塞上端面面积S1大于下端面面积S2，增压活塞22与增压缸盖21之间构成低压腔25，增压活塞22与阀体1之间构成高压腔24，高压腔24中注入液压油，高压腔24与充压内通道10连通，在高压腔侧的阀轴2上设置弹簧座26，弹簧座上设置复位弹簧27，复位弹簧27与增压活塞22相接触，密封腔体4充压后，Ω型充压橡胶圈7受压膨胀伸展，与阀板5密封接触，卸压后，Ω型充压橡胶圈7与阀板5之间存有间隙M。本方案所述的Ω型充压橡胶圈7是高强度弹性橡胶制成，当高压液体充入密封腔体4中后，Ω型充压橡胶圈7受压后膨胀，向阀体1内腔中的阀板5伸展，在消除阀板1与Ω型充压橡胶圈7的空隙后并与阀板1紧密接触，将充气的气压作用力传递至阀板，并形成密封比压，达到隔绝阀板上下游的密封效果；卸气时，密封腔体卸气，当密封腔体内的气压与大气压相近时，Ω型充压橡胶圈7收缩弹性回复为自由状态，并脱开与阀板5的接触后与阀板重新形成间隙，此时，阀板与阀体轴孔中心线在阀体内腔中的回转启闭均为零接触性回转，即回转过程中阀板5与阀体1之间均有间隙，即可开启阀板。特别是在阀体1上设置了自增压机构，压力空气进入低压腔25，作用于增压活塞上端面，克服复位弹簧27的阻力（阻力很小），推动增压活塞下行，理论上忽视弹簧阻力及活塞的移动摩擦力时，存在P1S1=P2S2,即高压腔24此时的液压油压力为低压腔气压的面积比倍，此液压油经充压内通道10直接传递至密封腔体4，Ω型充压橡胶圈7受压后膨胀，向阀体1内腔中的阀板5伸展，在消除阀板5与Ω型充压橡胶圈7的空隙后并与阀板5紧密接触，将充压的液体作用力传递至阀板，并形成密封比压，达到隔绝阀板上下游的密封效果；当增压缸盖顶部的进气口卸压后，复位弹簧27推动增压活塞22上移，压力气体排出低压腔，下部高压腔压力回复正常，Ω型充压橡胶圈7收缩弹性回复为自由状态，并脱开与阀板5的接触后与阀板重新形成间隙，此时，阀板5阀轴中心线在阀体内腔中的回转启闭均为零接触性回转，即回转过程中阀板1与阀座5之间均有间隙，避免接触磨损影响密封性能。在缸体与缸盖、缸体与活塞、缸盖与阀轴、活塞与阀轴、阀座与阀体之间均安有密封圈，保证蝶阀的密封性。其优点有：1、高强度弹性Ω型充压橡胶圈，具有极强的弹性回复能力，弹性变形更均匀、收缩回复更可靠；2、通过充气来使Ω型充压橡胶圈产生弹性变形，从而达到与阀板的接触密封，在一定范围内能实现密封磨损的补偿，延长阀门的使用寿命；3、在阀门的启闭回转过程中，阀板与阀体均为零接触回转，实现了阀门的无磨损回转及低扭矩操作。4、由于阀门内置自增压结构，即使常规的工业压缩气源，也可通过自增压后，密封腔压力可达6倍的气源气压，以工业压缩气源的压力范围0.5MP~0.8MPa计，当增压缸上下端面积比为5倍时，阀门的密封能力可达2.5MP~4.0MPa，通过合适的配比自增压倍率，本充气阀门也可轻松适配各类高压管路，并长期可靠工作，阀门的控制介质均为常规压缩空气，因此阀门可实现各种自动控制功能，并包括后续的功能拓展。所述的增压缸体20与阀体1整体铸造成型，比较适用于中小口径规格的充气阀门。所述的增压缸体20与阀体1分体铸造成型，由第一螺钉29连接固定，比较适用于中大口径规格的充气阀门。所述增压活塞22的上、下两端面存在的面积比为1—5倍，具体与管路介质压力等级配套设置。所述的增压缸体20壁中设有加液孔28，便与日后维护保养。所述的Ω型充压橡胶圈7与条形充压支架8之间设置支撑圈12，可实现对Ω型充压橡胶圈的浮动支撑，防止并减免Ω型充压橡胶圈的过度变形，并可有效缩减充气耗气量。所述的阀体1上设置环形嵌槽17，Ω型充压橡胶圈7与密封压套6配合镶嵌于环形嵌槽17中，安装牢靠。所述的密封压套6截面呈T，通过第二螺钉15固定在阀体1的内侧口上，安装方便。所述的密封压套6与阀体1之间设置压套密封圈16，密封更可靠。

Claims (9)

1.自增压充气密封蝶阀，包括一个阀体（1），阀体中设置阀轴（2），阀轴通过销子（3）连接阀板（5），其特征在于所述的阀体（1）内侧口上设置密封压套（6），密封压套（6）上设置中空的Ω型充压橡胶圈（7），Ω型充压橡胶圈（7）中设置条形充压支架（8），条形充压支架中制有通孔（9），所述的阀体（1）壁中设置充压内通道（10），充压内通道（10）与通孔（9）相通在Ω型充压橡胶圈（7）中构成一个密封腔体（4），阀体（1）上设置自增压机构，所述的自增压机构包括以阀轴（2）为中心在阀体上面设置增压缸体（20），增压缸体上设置增压缸盖（21），增压缸盖上设置进气口（23），增压缸体中设置增压活塞（22），增压活塞上端面面积S1大于下端面面积S2，增压活塞（22）与增压缸盖（21）之间构成低压腔（25），增压活塞（22）与阀体（1）之间构成高压腔（24），高压腔（24）中注入液压油，高压腔（24）与充压内通道（10）连通，在高压腔侧的阀轴（2）上设置弹簧座（26），弹簧座上设置复位弹簧（27），复位弹簧（27）与增压活塞（22）相接触，密封腔体（4）充压后，Ω型充压橡胶圈（7）受压膨胀伸展，与阀板（5）密封接触，卸压后，Ω型充压橡胶圈（7）与阀板（5）之间存有间隙M。

2.如权利要求1所述的自增压充气密封蝶阀，其特征在于所述的增压缸体（20）与阀体（1）整体铸造成型。

3.如权利要求1所述的自增压充气密封蝶阀，其特征在于所述的增压缸体（20）与阀体（1）分体铸造成型，由第一螺钉（29）连接固定。

4.如权利要求1所述的自增压充气密封蝶阀，其特征在于所述增压活塞（22）的上、下两端面存在的面积比为1—5倍。

5.如权利要求1所述的自增压充气密封蝶阀，其特征在于所述的增压缸体（20）壁中设有加液孔（28）。

6.如权利要求1所述的自增压充气密封蝶阀，其特征在于所述的Ω型充压橡胶圈（7）与条形充压支架（8）之间设置支撑圈（12）。

7.如权利要求1所述的自增压充气密封蝶阀，其特征在于所述的阀体（1）上设置环形嵌槽（17），Ω型充压橡胶圈（7）与密封压套（6）配合镶嵌于环形嵌槽（17）中。

8.如权利要求1所述的自增压充气密封蝶阀，其特征在于所述的密封压套（6）截面呈T，通过第二螺钉（15）固定在阀体（1）的内侧口上。

9.如权利要求1所述的自增压充气密封蝶阀，其特征在于所述的密封压套（6）与阀体（1）之间设置压套密封圈（16）。