CN219062473U - 一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及偏心蝶阀技术领域，尤其公开了一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀，包括阀体、阀盖、加长阀盖、阀杆、蝶板和阀座，阀体和阀盖可拆卸连接，阀盖和加长阀盖可拆卸连接，且加长阀盖位于阀盖上方，加长阀盖上部设有填料菡，阀杆上部位于加长阀盖中，阀杆下部通过多个斜面圆柱销安装在蝶板中部，蝶板安装在阀体和阀盖所组成的腔体内，阀体内设置有阀座孔，阀座孔中通过锁紧机构可拆卸安装有Z形弹性的阀座，阀座呈悬臂梁结构，填料菡中设置有阀杆密封。本实用新型实现了顶装、双向密封和零泄漏，低逸散性、全程无摩擦、低扭矩、长受命、安全、可靠、比同等级的三偏心蝶阀具有更大的Cv值，是具有技术先进性优势的蝶阀。

Description

一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀

技术领域

本实用新型涉及偏心蝶阀技术领域，尤其涉及一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀。

背景技术

在碳达峰、碳中和新发展理念的引领下，我国能源绿色低碳转型的步伐不断加快。LNG/LPG船、接收站、液化站、气化站作为运输、存储、液化、气化能源的新兴设备，正迅速发展状大，而超低温蝶阀在上述产业中应用广泛，市场潜力大。

早期的蝶阀因不能耐高温高压且泄漏量大,使其应用范围受到很大的限制，为满足各种工况要求，蝶阀先后经历了从同心向单偏心、双偏心和三偏心的演变：1、同心蝶阀：蝶板的旋转点在阀座和流道中心位置——只能使用软密封且不能做低温阀；2、单偏心蝶阀：蝶板的旋转点位于阀座后面——阀座与密封圈之间100％接触，增加扭矩阀座磨损且不能做低温阀；3、双偏心蝶阀：蝶板的旋转点在单偏心的基而础上增加了从流道中心向外偏移——阀座与密封圈之间有约30％的摩擦，能做低温阀但不能做高压；4、三偏心蝶阀：阀座呈斜正圆锥形，在双偏心的基而础上增加了锥尖从流道中心向外偏移密封圈截面形状为椭圆形——阀座与密封圈之间有约2.5~5％的摩擦，能做低温、高压阀，但密封效果不好，具体来说如下：

a)阀座和密封圈在360°圆周范围内截面宽度变化强烈，在温度波动大（LNG用阀，在-165~50℃之间不断循环）的场合，体收缩大小不一致，造成密封圈弹性变形弥补不上阀座的变形，从而泄漏；b)密封截面呈椭圆形（如图10），形状复杂，造成加工工艺复杂，很难做到阀座与密封圈完全吻合，不利于密封；c)流道面积小（即Cv值小）；d)关闭打开时阀座与密封圈之间有约2.5~5％的摩擦，开起关闭所需扭矩变大。

为了克服上述三偏心蝶阀的缺点，适应在高压、高温或超低温的工况下，满足更高的密封等级要求，达到零泄漏，最近几年蝶阀向四偏心方向发展，现有的四偏心蝶阀有它自身的优越性，但也有一些难以克服的缺陷，具体的：1、设计要求零泄漏，但实际上做到“零泄漏”的几乎没有；2、用户现在要求在不拆下阀门时能更换内件即做到“在线维护”，但实际大多数四偏心蝶阀并不能做到真正的在线维护；3、当管道中运行的介质是易然、易爆、有毒的物质时，要求阀门不能外漏（特别是填料菡处阀杆的密封），要满足“微泄漏”标准要求，但实际“微泄漏”要求效果并不理想；为了改善上述现有四偏心蝶阀的实际缺陷情况有必要提出一种改进以克服上述的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中的问题，提供一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀。

本实用新型的技术方案是：一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀包括阀体、阀盖、加长阀盖、阀杆、蝶板和阀座，阀体和阀盖可拆卸连接，阀盖和加长阀盖可拆卸连接，且加长阀盖位于阀盖上方，加长阀盖上部设有填料菡，阀杆上部位于加长阀盖中，阀杆下部通过多个斜面圆柱销安装在蝶板中部，蝶板安装在阀体和阀盖所组成的腔体内，阀体内设置有阀座孔，阀座孔中通过锁紧机构可拆卸安装有Z形弹性的阀座，阀座呈悬臂梁结构，蝶板一侧可拆卸设置有压圈，压圈与蝶板之间设置有密封垫一和密封圈，且密封圈设置在密封垫一外侧，填料菡中设置有阀杆密封。

优选的，锁紧机构包括压环、紧定螺钉一、紧定螺钉二、防松垫二和钢丝挡圈，压环压紧在阀座下部外围，紧定螺钉一和紧定螺钉二按上下双层分布固定阀座，防松垫二夹在紧定螺钉一和紧定螺钉二中间，钢丝挡圈位于压环和阀体之间，阀座顶面和阀体之间设有密封垫二；

通过压环和双层紧定螺钉将阀座固定在阀体上，阀座呈悬臂梁结构，从而具有一定的弹性，成为弹性的阀座，有利于密封，同时在温度变化大的情况下，阀门关闭时不易咬合死。

优选的，阀杆密封包括波形弹簧、填料垫、PTFE唇形填料、隔环、柔性石墨防火唇形填料、压套、低温O形圈一和低温O形圈二，波形弹簧、填料垫和PTFE唇形填料从下到上依次设置，隔环位于PTFE唇形填料和柔性石墨防火唇形填料之间，压套位于柔性石墨防火唇形填料上侧，压套的内侧和外侧分别间隔设置有凹槽一和凹槽二，低温O形圈一和低温O形圈二对应设置在凹槽一和凹槽二中；

多层密封共同组成三级密封，密封效果好，满足“微泄漏”标准要求。

优选的，阀座和密封圈的密封面是由A、B、θ、Φ四个偏心形成的圆形密封面；

阀座外形和密封截面都是圆形（如四偏心原理图），形状简单，好加工，能做到阀座与密封圈完全吻合，有利密封。

优选的，蝶板上下两个端面切平且通过二个定位套在阀杆方向定位居中；

有利于在阀盖从阀体上拆下后，能够将蝶板反转180°，达成真正的在线维护。

优选的，阀体中设置有法兰，法兰为圆形结构，腔体为圆柱形结构；

配合阀座的圆形和密封截面的圆形，好加工，易于安装和拆卸。

本实用新型采用上述结构，具有以下的优点：

1.阀座横截面呈正圆形，具有更大的密封区域，有效达成零摩擦、最高的Cv值、最高密封性和零泄漏；

2.可将蝶板、阀座、密封圈全部由阀体中拿出，做到真正的在线维护；

3.填料菡中的阀杆密封形成三级密封，满足“微泄漏”标准要求；

4.阀座采用分体式结构，通过锁紧机构安装在阀体上，为实现在线维护打下可靠的基础。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为图1的C-C剖切结构示意图；

图3为本实用新型的左视结构示意图；

图4为本实用新型的立体外形结构示意图；

图5为图2的D处放大结构示意图；

图6为图2的E处放大结构示意图；

图7为本实用新型的四偏心结构示意图（一）；

图8为本实用新型的四偏心结构示意图（二）；

图9为本实用新型的四偏心原理示意图；

图10为图9的F-F剖切结构示意图；

图11为图9的H-H剖切结构示意图。

图中，1、阀体；2、阀杆；3、蝶板；4、防松垫一；5、螺钉一；6、压圈；7、密封垫一；8、密封圈；9、阀座；10、紧定螺钉一；11、防松垫二；12、紧定螺钉二；13、钢丝挡圈；14、压环；15、密封垫二；16、阀盖；17、轴套；18、轴承；19、密封垫三；20、加长阀盖；21、波形弹簧；22、填料垫；23、PTFE唇形填料；24、隔环；25、柔性石墨防火唇形填料；26、压套；27、低温O形圈一；28、低温O形圈二；29、螺栓；30、螺柱；31、螺母；32、密封垫四；33、紧定螺钉三；34、防松垫三；35、斜面圆柱销；36、定位套。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、技术特征、实用新型目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例一：

如图1、2、3和4所示，一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀包括阀体1、阀盖16、加长阀盖20、阀杆2、蝶板3和阀座9，阀体1和阀盖16通过多个螺柱30和螺母31连接，阀体1中一体设有法兰，法兰为圆形结构，法兰上设有密封垫四32，阀盖16和加长阀盖20通过多个螺栓29连接，且加长阀盖20位于阀盖16上方，阀盖16和加长阀盖20之间加装有密封垫三19，阀盖16内设有轴套17和轴承18，加长阀盖20上部设有填料菡，填料菡中设有阀杆密封；

如图6所示，阀杆密封包括波形弹簧21、填料垫22、PTFE唇形填料23、隔环24、柔性石墨防火唇形填料25、压套26、低温O形圈一27和低温O形圈二28，波形弹簧21、填料垫22和PTFE唇形填料23从下到上依次分布，隔环24位于PTFE唇形填料23和柔性石墨防火唇形填料25之间，压套26位于柔性石墨防火唇形填料25上侧，压套26的内侧和外侧分别间隔加工有凹槽一和凹槽二，低温O形圈一27和低温O形圈二28对应卡装在凹槽一和凹槽二中；

如图2所示，阀杆2上部位于加长阀盖20中，阀杆2下部通过多个斜面圆柱销35安装在蝶板3中部，并通过紧定螺钉三33和防松垫三34防松动，蝶板3安装在阀体1和阀盖16所组成的腔体内，腔体为圆柱形结构，蝶板3上下两个端面切平且通过二个定位套36在阀杆2方向定位居中，阀体1内加工有阀座孔，阀座孔中通过锁紧机构可拆卸安装有Z形弹性的阀座9，阀座9呈悬臂梁结构，蝶板3一侧通过螺钉一5安装有压圈6，压圈6和螺钉一5之间加装有防松垫一4，压圈6与蝶板3之间安装有密封垫一7和密封圈8，且密封圈8位于密封垫一7外侧，如图7和8所示，阀座9和密封圈8的密封面是由A、B、θ、Φ四个偏心形成的圆形密封面；

如图5所示，锁紧机构包括压环14、紧定螺钉一10、紧定螺钉二12、防松垫二11和钢丝挡圈13，压环14压紧在阀座9下部外围，紧定螺钉一10和紧定螺钉二12按上下双层分布固定阀座9，防松垫二11夹在紧定螺钉一10和紧定螺钉二12中间，钢丝挡圈13位于压环14和阀体1之间，阀座9顶面和阀体1之间设有密封垫二15；

如图9、10和11所示，可以看出，四偏心是在三偏心的基础上发展而来的，增加了第四偏心（角度偏心），其是一个动态的偏心，由a点逐渐均匀增加角度，到b点最大（约为0.2~1.2°之间）然后逐渐均匀减小到c点，同理由c点到d再回到a点，使a、b、c、d四点位于同一圆周上，即四偏心密封面截面是圆形，本实用新型独特的四偏心结构设计,可以避免三偏心的缺点，该结构设计的优点如下：

a)阀座9和密封圈8在360°圆周范围内截面宽度变化不大，基本一致，在温度波动大（LNG用阀，在-165~50℃之间不断循环）的场合，体收缩基本一致，密封圈8弹性变形足以弥补阀座9的变形，从而达到零泄漏；

b)阀座9外形和密封截面都是圆形，形状简单，好加工，能做到阀座9与密封圈8完全吻合，有利密封；

c)流道面积比三偏心的大，即Cv值变大；

d)关闭和打开时全程无摩擦，开起关闭所需扭矩小。

阀座9采用分体式结构，通过锁紧机构安装在阀体1上，阀盖16从阀体1上拆下后，可将蝶板3反转180°，然后能将蝶板3、阀座9、密封圈8全部由阀体1顶部拆下阀盖16的口中拿出，做到真正的在线维护；

阀杆2处由阀杆密封形成三级密封；

通过压环14和双层紧定螺钉将阀座9固定在阀体1上，阀座9呈悬臂梁结构，从而具有一定的弹性，成为弹性的阀座9，阀座9和密封圈8的密封面是由A、B、θ、Φ四个偏心形成的圆形密封面，密封圈8弹性变形足以弥补阀座9的变形，从而达到零泄漏。

需要说明的是上述钢丝挡圈13、轴承18、波形弹簧21、螺栓29、螺柱30、螺母31、斜面圆柱销35、低温O形圈、填料、防松垫、螺钉和密封垫均为现有技术的应用，另外，上述的Z形弹性的阀座9单独申请实用新型专利，具体结构在相应专利中描述。

综上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本实用新型的技术范畴。

Claims (6)

1.一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀，包括阀体（1）、阀盖（16）、加长阀盖（20）、阀杆（2）、蝶板（3）和阀座（9），所述阀体（1）和阀盖（16）可拆卸连接，所述阀盖（16）和加长阀盖（20）可拆卸连接，且加长阀盖（20）位于阀盖（16）上方，所述加长阀盖（20）上部设有填料菡，所述阀杆（2）上部位于所述加长阀盖（20）中，所述阀杆（2）下部通过多个斜面圆柱销（35）安装在所述蝶板（3）中部，所述蝶板（3）安装在所述阀体（1）和阀盖（16）所组成的腔体内，所述阀体（1）内设置有阀座孔，其特征在于：所述阀座孔中通过锁紧机构可拆卸安装有Z形弹性的阀座（9），所述阀座（9）呈悬臂梁结构，所述蝶板（3）一侧可拆卸设置有压圈（6），所述压圈（6）与蝶板（3）之间设置有密封垫一（7）和密封圈（8），且密封圈（8）设置在密封垫一（7）外侧，所述填料菡中设置有阀杆密封。

2.根据权利要求1所述的一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀，其特征在于：所述锁紧机构包括压环（14）、紧定螺钉一（10）、紧定螺钉二（12）、防松垫二（11）和钢丝挡圈（13），所述压环（14）压紧在所述阀座（9）下部外围，所述紧定螺钉一（10）和紧定螺钉二（12）按上下双层分布固定所述阀座（9），所述防松垫二（11）夹在所述紧定螺钉一（10）和紧定螺钉二（12）中间，所述钢丝挡圈（13）位于所述压环（14）和阀体（1）之间，所述阀座（9）顶面和阀体（1）之间设有密封垫二（15）。

3.根据权利要求2所述的一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀，其特征在于：所述阀杆密封包括波形弹簧（21）、填料垫（22）、PTFE唇形填料（23）、隔环（24）、柔性石墨防火唇形填料（25）、压套（26）、低温O形圈一（27）和低温O形圈二（28），所述波形弹簧（21）、填料垫（22）和PTFE唇形填料（23）从下到上依次设置，所述隔环（24）位于所述PTFE唇形填料（23）和柔性石墨防火唇形填料（25）之间，所述压套（26）位于所述柔性石墨防火唇形填料（25）上侧，所述压套（26）的内侧和外侧分别间隔设置有凹槽一和凹槽二，所述低温O形圈一（27）和低温O形圈二（28）对应设置在所述凹槽一和凹槽二中。

4.根据权利要求3所述的一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀，其特征在于：所述阀座（9）和密封圈（8）的密封面是由A、B、θ、Φ四个偏心形成的圆形密封面。

5.根据权利要求4所述的一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀，其特征在于：所述蝶板（3）上下两个端面切平且通过二个定位套（36）在阀杆（2）方向定位居中。

6.根据权利要求5所述的一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀，其特征在于：所述阀体（1）中设置有法兰，所述法兰为圆形结构，所述腔体为圆柱形结构。

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