CN214222034U - 一种具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀 - Google Patents

Abstract

一种具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，包括阀体、阀座、阀杆、蝶板，所述蝶板具有密封面，蝶板安装在阀腔内与阀杆连接且能够在一个关闭位置与一个打开位置间枢转，阀体与阀座之间设置有自适应式密封结构，所述自适应式密封结构具有至少一个连接部，以及至少一个自适应调节部，所述连接部与蝶板的密封面相对，所述弹性预压力使得自适应式密封结构能够沿着阀杆的轴向伸缩，当蝶板位于关闭状态时，所述自适应调节部收缩并积蓄弹性势能使得所述连接部与蝶板的密封面密封相接。本实用新型具有自动补偿功能的自适应式密封结构，密封副磨损时仍能保持良好的密封效果。

Description

一种具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀

技术领域

本实用新型涉及一种蝶阀，尤其是指一种适宜在超低温工况下进行作业的硬密封蝶阀。

背景技术

随着经济发展，对工业自动化控制水平的要求在不断提高，阀门所面临的使用工况也更加复杂、苛刻。蝶阀已成为工业过程控制中的主流控制设备之一，这就对超低温(如空气分离)工况下蝶阀的密封性能提出了更高的要求。在目前市场上广泛使用的超低温蝶阀存在以下缺陷：密封件是金属加非金属结构，在超低温状态下，金属易出现严重的冷脆现象，失去有效密封所需的弹性，且金属和非金属材料的收缩量相差很大，从而导致密封比压严重降低，很容易导致密封失效而泄漏，阀门的可靠性、稳定性无法保证，威胁整套系统正常运行，甚至造成巨大经济损失。

超低温蝶阀常用的低温材质有LCB，适用于低温-46℃工况环境；而材质CF8，则一般适用于低温-200℃工况环境。超低温蝶阀介质为液氮(-196℃)蝶板材料为1Cr18Ni9Ti(没经过低温处理)。超低温蝶阀在使用一定时间后，密封面翘曲变形量达0.12mm左右，这是造成内漏的主要原因。

蝶阀中常见的密封结构是直接设置固定的密封圈来实现蝶板与阀体处的密封，这种固定的密封结构存在磨损后容易泄露的缺陷。为了解决这一技术问题，申请号为CN201721191655.7的专利中公开了一种具有密封补偿功能的蝶阀，包括阀体、阀杆及阀板，阀体内设置有流道，阀杆驱动阀板转动控制流道的切断或流通，阀体与阀杆之间设置有密封组件，密封组件包括套设于阀杆的密封件及并挤压密封件的第一弹性件，阀体设置有与阀板密封配合的阀座，还包括位于第一弹性件相对密封件的另一侧且沿远离第一弹性件方向依次安装于阀杆外周的第一衬套、第二弹性件及补偿件，补偿件可沿阀杆外周移动并锁定于任一位置，第二弹性件及第一衬套压缩于补偿件与第一弹性件之间。这种密封结构虽然在一定程度上解决了前述密封面磨损所引起的泄露问题，但是其结构设计较为复杂，安装以及维护成本较高；除此之外，受性能等影响，密封结构的部分零件为橡胶材质，而橡胶等在低温时容易变脆断裂，因此这种结构的应用场合也相对受限。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，包括阀体、阀座、阀杆、蝶板，所述蝶板具有密封面，所述阀体设置供阀杆安装的孔，阀体内形成阀腔以及与阀腔连通的流道，蝶板安装在阀腔内与阀杆连接且能够在一个关闭位置与一个打开位置间枢转，阀体与阀座之间设置有自适应式密封结构，所述自适应式密封结构具有至少一个连接部，以及至少一个自适应调节部，所述连接部与蝶板的密封面相对，所述自适应调节部具有弹性预压力，所述弹性预压力使得自适应式密封结构能够沿着阀杆的轴向伸缩，当蝶板位于关闭状态时，所述自适应调节部收缩并积蓄弹性势能使得所述连接部与蝶板的密封面密封相接。

较佳的，所述自适应式密封结构具有两个连接部，所述自适应调节部位于两个连接部之间，当蝶板处于关闭位置时，其中一个连接部与蝶板密封相接。

较佳的，所述自适应调节部的截面具有至少一段呈向阀体或者阀座凸出的弧形，所述阀体或者阀座开设环槽，所述自适应调节部位于该环槽内，所述两个连接部压紧在阀体与阀座之间。

较佳的，所述自适应调节部与对应的阀座之间形成补偿式调整腔，所述自适应调节部与阀体或者阀座之间形成预留间隙。

较佳的，所述蝶板的一侧安装有蝶板密封板，所述密封面形成在该蝶板密封板。

较佳的，所述密封面为圆锥面，且密封面所在的圆锥面的孔径由密封板朝向阀杆一侧增加，与密封面密封配合的连接部的周面为与所述密封面对应的圆锥面。

较佳的，所述两个连接部在同一平面内，其中一个连接部位于自适应式密封结构的内圈，另外一个连接部位于自适应式密封结构的外圈，两个连接部均与自适应调节部直接连接。

较佳的，所述自适应调节部沿着阀杆轴向的截面包括两个倾斜相对设置的连接段，以及连接在两个连接段之间的弹性段，所述连接段的倾斜角与密封面倾斜角相同。

较佳的，自适应式密封结构的材质为不锈钢或者铜，且为一体成型。

较佳的，所述自适应密封结构的厚度不大于3mm。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型所述的超低温硬密封蝶阀设置具有自动补偿功能的自适应式密封结构，更易弹性变形，在蝶阀多次开关作业后，密封副磨损时仍然能够保持良好的密封效果；所述自适应密封结构与阀体接触的密封面更窄，由传统的面密封到近似线密封，密封吻合度高，密封性能更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本实用新型结构示意图；

附图2为沿图1中A-A方向的剖视图；

附图3为沿图1中B-B方向的剖视图；

附图4为图2中C处放大图；

附图5为图3中D处放大图。

附图标记：

1、阀体；2、阀座；3、阀杆；4、蝶板；5、密封面；6、阀腔；7、自适应式密封结构；8、连接部；9、自适应调节部；10、环槽；11、补偿式调整腔；12、蝶板密封板；13、螺栓；14、弹性段；15、预留间隙；、16、流道；17、连接段。

具体实施方式

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供如下技术方案：

如附图1～5所示，本实用新型公开了一种具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，包括阀体1、阀座2、阀杆3、蝶板4，所述蝶板4具有密封面5，所述阀体1设置供阀杆3安装的孔，阀体1内形成阀腔6以及与阀腔6连通的流道16，蝶板4安装在阀腔6内与阀杆3连接且能够在一个关闭位置与一个打开位置间枢转，阀体1与阀座2之间设置有自适应式密封结构7，所述自适应式密封结构7具有至少一个连接部8，以及至少一个自适应调节部9，所述连接部8与蝶板4的密封面5相对，所述自适应调节部9具有弹性预压力，所述弹性预压力使得自适应式密封结构7能够沿着阀杆3的轴向伸缩，当蝶板4位于关闭状态时，所述自适应调节部9收缩并积蓄弹性势能使得所述连接部8与蝶板4的密封面5密封相接。阀杆3自身形成转动轴或者与一转动轴连接，能够理解的是阀杆3与一驱动机构连接(图中并未显示)，蝶板4在阀杆3的连动下在打开位置与关闭位置之间转动。显然，在打开位置时，蝶板4与流道16的延伸方向平行，此时则允许介质通过阀体1进行流通；而在关闭位置时，蝶板4被驱动枢转，使得其与流道16的延伸方向垂直，此时介质无法流经阀体1。

图4、5所示，在本实施例中是以设置一个自适应调节部9为例做说明的。具体的，所述自适应式密封结构7具有两个连接部8，所述自适应调节部位9于两个连接部8之间，当蝶板4处于关闭位置时，如图所示，位于自适应调节部9内圈的连接部与蝶板4密封相接。所述自适应调节部9在受到蝶板4压力时能够积蓄弹性力而保持与蝶板4密封相接的状态。当然，所述自适应式密封结构7的具体结构不以本申请所揭露为限制，例如，所述自适应密封结构7可以仅设置一个连接部8，一个与所述连接部8直接相连的自适应调节部9。

所述自适应调节部9的截面具有至少一段呈向阀体1或者阀座2凸出的弧形。在具体实施时，所述自适应调节部9的形状不做限制，其可以是U形、拱形等，只要其具有能压紧蝶板4的弹性力即能满足本实用新型的需求。也就是说，在具体实施时，所述自适应调节部9至少具有一个分力使得其与阀体1密封相接。所述阀体1或者阀座2开设环槽10，所述自适应调节部9位于该环槽10内，所述两个连接部8压紧在阀体1与阀座2之间。所述自适应调节部9与对应的阀座2之间形成补偿式调整腔11，所述自适应调节部9与阀体1或者阀座2之间形成预留间隙15。所述预留间隙15与补偿式调整腔11是对应存在的，当所述蝶板4转动到关闭位置时，蝶板4对所述自适应密封结构7形成沿着阀杆3轴向的挤压力，此时，所述自适应调节部9在连接部8的推动作用下被压紧收缩，自适应调节部9的弧形变小，并储存弹性力，这种弹性力具有使得所述连接部8的周面一直处于抵紧所述密封面5的状态。在本实施例中，以附图2所显示的状态为主，介质的流向是由左向右，结构的设计上是以在阀体1开设环槽10来安装所述自适应式密封结构7的，能够理解的是，当阀体1内介质的流向改变或者是为了调整阀体1的安装等需求时，所述自适应式密封结构7也可以是通过在阀座2开设环槽10来进行定位，此时自适应调节部9位于阀座2的环槽10内，且所述补偿式调整腔11是形成在自适应调节部9与对应的阀体1之间，对应的，在自适应调节部9与阀座2之间形成预留间隙15。当阀体1处于打开位置时，所述预留间隙15相对的位于最大值，当阀体1处于关闭位置时，随着挤压力的变化所述预留间隙15相对缩小甚至为零。在具体实施时，所述弧形a所对应的圆心角范围在130°～260°之间取值能够保证自适应调节部9的径向弹性量，且以150°±10为最优选择。

所述蝶板4的一侧安装有蝶板密封板12，所述蝶板密封板12通过螺栓13与蝶板4固定连接。所述密封面5形成在该蝶板密封板12的外周。较佳的，所述密封面5为圆锥面，且密封面5所在的圆锥面的孔径由密封板12朝向阀杆3一侧增加，与密封面5密封配合的连接部8的周面为与所述密封面5对应的圆锥面。

当所述自适应密封结构7设置两个连接部8时，所述两个连接部8在同一平面内，其中一个连接部8位于自适应式密封结构7的内圈，另外一个连接部8位于自适应式密封结构7的外圈，两个连接部8均与自适应调节部9直接连接，这样设置之后保证自适应密封结构7在受到蝶板4挤压时所需的相对的平衡压力，保证了密封时结构的稳定性。

所述自适应调节部9沿着阀杆3轴向的截面包括两个倾斜相对设置的连接段17，以及连接在两个连接段17之间的弹性段14，所述连接段17的倾斜角与密封面5倾斜角相同。这种设置方式使得整体密封结构的稳定性更高。

本实用新型中所述自适应密封结构7为一体成型，考虑到本实用新型中所述蝶阀的使用工况，其输送的介质主要为液氮或者液氧，且考虑自动补偿性能等需要，所述自适应式密封结构7的材质为304系列不锈钢或者铜、铜合金等，如果是将所述自适应密封结构7应用在大口径蝶阀上时，由于所需要的密封比压较大，考虑到铜的弹性性能较差，一般的采用304或者316不锈钢等较为适宜。传统密封结构一般是以常用的密封圈等作为密封件，这种密封结构的密封接触面较大，密封效果一般不够理想。本申请中，为了保证密封需求，所述自适应密封结构7的厚度不大于3mm，一般的，以2mm左右为较佳选择，这样设置之后，由传统的面密封到近似的线密封，密封面更窄，密封效果更好。

由以上对本实用新型的描述可知，所述的超低温硬密封蝶阀设置具有自动补偿功能的自适应式密封结构7，更易弹性变形，在蝶阀多次开关作业后，密封副磨损时仍然能够保持良好的密封效果；所述自适应密封结构7与阀体1接触的密封面更窄，由面密封到线密封，密封性能更佳。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：包括阀体、阀座、阀杆、蝶板，所述蝶板具有密封面，所述阀体设置供阀杆安装的孔，阀体内形成阀腔以及与阀腔连通的流道，蝶板安装在阀腔内与阀杆连接且能够在一个关闭位置与一个打开位置间枢转，阀体与阀座之间设置有自适应式密封结构，所述自适应式密封结构具有至少一个连接部，以及至少一个自适应调节部，所述连接部与蝶板的密封面相对，所述自适应调节部具有弹性预压力，所述弹性预压力使得自适应式密封结构能够沿着阀杆的轴向伸缩，当蝶板位于关闭状态时，所述自适应调节部收缩并积蓄弹性势能使得所述连接部与蝶板的密封面密封相接。

2.根据权利要求1所述的具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：所述自适应式密封结构具有两个连接部，所述自适应调节部位于两个连接部之间，当蝶板处于关闭位置时，其中一个连接部与蝶板密封相接。

3.根据权利要求2所述的具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：所述自适应调节部的截面具有至少一段呈向阀体或者阀座凸出的弧形，所述阀体或者阀座开设环槽，所述自适应调节部位于该环槽内，所述两个连接部压紧在阀体与阀座之间。

4.根据权利要求2所述的具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：所述自适应调节部与对应的阀座之间形成补偿式调整腔，所述自适应调节部与阀体或者阀座之间形成预留间隙。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：所述蝶板的一侧安装有蝶板密封板，所述密封面形成在该蝶板密封板。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：所述密封面为圆锥面，且密封面所在的圆锥面的孔径由密封板朝向阀杆一侧增加，与密封面密封配合的连接部的周面为与所述密封面对应的圆锥面。

7.根据权利要求2所述的具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：所述两个连接部在同一平面内，其中一个连接部位于自适应式密封结构的内圈，另外一个连接部位于自适应式密封结构的外圈，两个连接部均与自适应调节部直接连接。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：所述自适应调节部沿着阀杆轴向的截面包括两个倾斜相对设置的连接段，以及连接在两个连接段之间的弹性段，所述连接段的倾斜角与密封面倾斜角相同。

9.根据权利要求1所述的具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：自适应式密封结构的材质为不锈钢或者铜，且为一体成型。

10.根据权利要求1所述的具有自动补偿功能的超低温硬密封蝶阀，其特征在于：所述自适应式密封结构的厚度不大于3mm。

Images