CN219655286U - 一种高频动作双向密封程控蝶阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高频动作双向密封程控蝶阀，包括阀体，阀体中设置阀轴，阀体内中间活动设置阀板，阀板上设置多层次复合密封环与阀体内壁形成密封副，阀体的填料函中设置填料组件，阀轴穿过阀体并通过平键与阀板刚性连接，阀轴连接执行机构，阀轴通过执行机构带动阀板转动，启闭阀门。本实用新型的高频动作双向密封程控蝶阀，阀轴与阀板通过平键刚性连接，最大限度的保护了阀轴的完整性，提升了阀轴机械性能；阀轴与阀板之间采用卡键进行轴向定位，避免了阀门高频动作时，锥销承受扭矩脱落；阀轴选用铬钼钢高强度材质，阀轴上设置镍铬合金层，表面光洁度优于0.4μm粗糙度，降低了摩擦系数。

Description

一种高频动作双向密封程控蝶阀

技术领域

本实用新型涉及蝶阀技术领域，尤其是一种高频动作双向密封程控蝶阀。

背景技术

PSA是制氢装置的体气净化单元；PSA原料气自吸附塔底进入正处于吸附工况的吸附塔内，在多种吸附剂的依次选择吸附下，一次性除去氢以外的几乎所有杂质，获得纯度99.9%的产品氢气，经压力调节系统稳压后送至氢气管网系统。整个工艺过程由专门的程序控制，其动力部分是液压油系统，执行部分为程控阀系统。通过程控阀的开、关来控制工艺气系统的提纯和净化；所以PSA单元能否平稳运行，很大程度上取决于PSA程控阀系统的正常运行，因此程控阀系统也被称作PSA单元的心脏。

PSA程控蝶阀开关频率高，开关时间小于3秒；程控蝶阀使用寿命长，阀门动作次数约为150次/天，阀门需满足20万次以上的动作寿命，保证四年一次检修期内阀门不下线。

常规的三偏心蝶阀，在频繁动作过程中，填料处易出现氢气介质的外漏。老结构密封环，承载着阀门开启关闭过程中的交变应力，易产生位置的变动，最终影响着阀门的密封性能；阀板重量大惯性力大，频繁开关过程中固定销受剪切力大，长时间运行后出现锥销剪断脱落情况；通过调研与研究此类阀门的结构及性能，进行了长期试验，获得了一些突破性的技术方案。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种高频动作双向密封程控蝶阀，解决阀门高频次开关时容易损伤，经常出现氢气外漏或锥销剪断现象的问题。本实用新型采用的技术方案是：

一种高频动作双向密封程控蝶阀，其中：包括阀体，所述阀体中设置阀轴，所述阀体内中间活动设置阀板，所述阀板上设置多层次复合密封环与所述阀体内壁形成密封副，所述阀体的填料函中设置填料组件，所述阀轴穿过阀体并通过平键与阀板刚性连接，所述阀轴连接执行机构，所述阀轴通过执行机构带动阀板转动，启闭阀门。

优选的是，所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其中：所述阀轴下端外周设置阀槽，所述阀板上设置卡键并卡接在阀槽上。

优选的是，所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其中：所述填料组件包括从上至下依次设置在阀体填料函中的填料压盖、填料、填料垫。

优选的是，所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其中：所述填料压盖内周和外周均设置挡圈与O型圈。

优选的是，所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其中：所述阀体和多层次复合密封环的接触面设置硬化处理层。

优选的是，所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其中：所述多层次复合密封环包括两层金属层和设置在两层金属层之间的羧基丁腈橡胶层。

优选的是，所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其中：所述阀板上设置垫片槽，垫片槽上从下至上依次设置金属缠绕垫片、多层次复合密封环和压圈，通过螺钉将压圈和阀板连接。

优选的是，所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其中：所述阀轴上端和下端均设置轴套，所述轴套包括从内至外依次设置在阀轴外周的非金属衬套和金属衬套，所述金属衬套伸出阀体。

优选的是，所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其中：所述阀轴下端设置限位槽，所述限位槽内设置限位组件，所述限位组件包括限位套、平面轴承及半圆环，所述限位套设置在限位槽上端，所述半圆环设置在限位槽下端，所述限位套、半圆环和限位槽侧壁围成一个空间，所述平面轴承设置在该空间内，所述平面轴承包括两片镜面金属。

本实用新型的优点：

（1）本实用新型的高频动作双向密封程控蝶阀，密封环由压圈通过内六角螺钉固定在阀板上，压圈台阶面一端压在密封环平面上，另一端与阀板台阶面间隙设定在0.05～0.1mm范围以内，内六角螺钉与压圈之间增加洛帝牢垫片，压圈的弹性变形量0.05～0.1mm在洛帝牢允许角度变化范围以内。压圈与阀板之间的刚性连接设计，完全克服了三偏心蝶阀密封环因承载着高频的交变应力而产生的螺钉松动现象。

（2）本实用新型的高频动作双向密封程控蝶阀，阀轴与阀板通过平键刚性连接，最大限度的保护了阀轴的完整性，提升了阀轴机械性能；阀轴与阀板之间采用卡键进行轴向定位，避免了阀门高频动作时，锥销承受扭矩脱落；阀轴选用铬钼钢高强度材质，阀轴上设置镍铬合金层，表面光洁度优于0.4μm粗糙度，降低了摩擦系数。

（3）本实用新型的高频动作双向密封程控蝶阀，填料函密封为双层冗余设计，具有自密封功能的V型四氟填料与安装在填料压盖中的挡圈及O型圈，对阀轴形成双层密封，满足ISO15848排放标准；阀轴上下均设置轴套，分解侧向不平衡力，且PEEK轴套对金属摩擦系数低，有效降低阀门操作扭矩。

附图说明

图1为本实用新型高频动作双向密封程控蝶阀的剖视图。

图2为本实用新型高频动作双向密封程控蝶阀的主视图。

图3为程控蝶阀的阀杆双层冗余密封结构示意图。

图4为本实用新型限位组件和阀轴配合的结构示意图。

实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1-4所示：本实施例提供一种高频动作双向密封程控蝶阀，其中：包括阀体1，所述阀体1中设置阀轴5，所述阀体1内中间活动设置阀板2，所述阀板2上设置多层次复合密封环4与所述阀体1内壁形成密封副，所述阀体的填料函中设置填料组件6，所述阀轴5穿过阀体1并通过平键8与阀板2刚性连接，所述阀轴5连接执行机构，所述阀轴5通过执行机构带动阀板2转动，启闭阀门。

其中：所述阀轴5下端外周设置阀槽，所述阀板2上设置卡键9并卡接在阀槽上。阀轴5与阀板2通过平键8刚性连接形成传动，通过卡键9轴向定位，避免了阀门高频动作时锥销承受扭矩力脱落。

其中：所述填料组件6包括从上至下依次设置在阀体填料函中的填料压盖61、填料62、填料垫63。填料组件6安装在填料函中，安装在填料压盖61中的挡圈及O型圈与四氟填料62一起组成阀轴5的双层冗余密封结构，并在填料压盖61螺栓的应力作用下形成填料动态可调式补偿密封。

其中：所述填料压盖61内周和外周均设置挡圈与O型圈，内与阀轴5密封外与阀体2密封，与V型四氟填料62形成双层密封，不但降低了填料摩擦扭矩还保证了可靠的外密封性能。

其中：所述阀体1和多层次复合密封环4的接触面设置硬化处理层。硬化处理层包括从里至外依次设置在多层次复合密封环接触面的司太立合金层和碳化钨层，硬度可达HRC65-68,能有效的抗磨损，有效的提高阀门使用寿命。

其中：所述多层次复合密封环4包括两层金属层和设置在两层金属层之间的羧基丁腈橡胶层。多层次复合密封环4具有抗老化及抗疲劳性能好，可浮动的设计，在阀板关闭时，调整自身位置，更易密封。

其中：所述阀板2上设置垫片槽，垫片槽上从下至上依次设置金属缠绕垫片11、多层次复合密封环4和压圈3，通过螺钉将压圈3和阀板2连接。螺钉为内六角螺钉，内六角螺钉上放置洛帝牢垫片10，增加洛帝牢垫片10垫片用于消除因阀门频繁动作产生的震动造成内六角螺钉松动，且压圈3与阀板2之间的最小间隙为0.03～0.12mm，保证金属缠绕垫片11达到密封性能；垫片槽设置为椭圆形，接近于阀板2外周，同时起压紧垫片用的螺钉采用椭圆分布，垫片受力均匀，达到较好的密封效果。

其中：所述阀轴5上端和下端均设置轴套7。阀轴5采用电镀镍铬合金工艺形成镍铬合金层，提高表面粗糙度，降低摩擦系数，与PEEK材质的轴套7组合，可承受高压负荷和高频动作磨损，提高寿命；轴套7可消除阀门在介质压力下作用在阀轴上的轴向力，降低了阀门操作扭矩，同时伸出型的轴套缩短了轴套与阀板背面轴壳的距离，使阀门达到双向密封。

轴套7包括从内至外依次设置在阀轴5外周的非金属衬套和金属衬套，金属衬套伸出阀体，缩短了轴套7与阀板2背面轴壳的距离，使阀门达到双向密封；金属衬套与阀轴5之间设有非金属衬套，金属衬套作为阀轴5的刚性支撑，非金属衬套PEEK作为阀轴5旋转运动导向；

轴套7为伸出型轴套，缩短轴套7与阀板2背面轴壳的距离，使阀门达到双向密封；阀轴通过填料及O型圈对其产生双层密封作用，确保在阀杆旋转过程中的严密密封，轴套7安装在阀轴5上下端，有效消除阀门在介质压力下作用在阀轴上的不平衡力，以保护密封填料；金属衬套伸出阀体，缩短了轴套与阀板背面轴壳的距离，使阀门达到双向密封；阀轴上端的轴套为PEEK复合材料，具有一定强度，许用面压[σ]max=60MPa，使用温度Tmax=250℃，能有效降低阀门操作扭矩。

其中：所述阀轴5下端设置限位槽，所述限位槽内设置限位组件12，所述限位组件12包括限位套121、平面轴承122及半圆环123，所述限位套121设置在限位槽上端，所述半圆环123设置在限位槽下端，所述限位套121、半圆环123和限位槽侧壁围成一个空间，所述平面轴承122设置在该空间内，所述平面轴承122包括两片镜面金属，降低阀门高频动作时的摩擦力。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种高频动作双向密封程控蝶阀，其特征在于：包括阀体（1），所述阀体（1）中设置阀轴（5），所述阀体（1）内中间活动设置阀板（2），所述阀板（2）上设置多层次复合密封环（4）与所述阀体（1）内壁形成密封副，所述阀体的填料函中设置填料组件（6），所述阀轴（5）穿过阀体（1）并通过平键（8）与阀板（2）刚性连接，所述阀轴（5）连接执行机构，所述阀轴（5）通过执行机构带动阀板（2）转动，启闭阀门。

2.根据权利要求1所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其特征在于：所述阀轴（5）下端外周设置阀槽，所述阀板（2）上设置卡键（9）并卡接在阀槽上。

3.根据权利要求1所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其特征在于：所述填料组件（6）包括从上至下依次设置在阀体填料函中的填料压盖（61）、填料（62）、填料垫（63）。

4.根据权利要求3所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其特征在于：所述填料压盖（61）内周和外周均设置挡圈与O型圈。

5.根据权利要求1所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其特征在于：所述阀体（1）和多层次复合密封环（4）的接触面设置硬化处理层。

6.根据权利要求1所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其特征在于：所述多层次复合密封环（4）包括两层金属层和设置在两层金属层之间的羧基丁腈橡胶层。

7.根据权利要求1所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其特征在于：所述阀板（2）上设置垫片槽，垫片槽上从下至上依次设置金属缠绕垫片（11）、多层次复合密封环（4）和压圈（3），通过螺钉将压圈（3）和阀板（2）连接。

8.根据权利要求1所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其特征在于：所述阀轴（5）上端和下端均设置轴套（7），所述轴套（7）包括从内至外依次设置在阀轴（5）外周的非金属衬套和金属衬套，所述金属衬套伸出阀体。

9.根据权利要求1所述的高频动作双向密封程控蝶阀，其特征在于：所述阀轴（5）下端设置限位槽，所述限位槽内设置限位组件（12），所述限位组件（12）包括限位套（121）、平面轴承（122）及半圆环（123），所述限位套（121）设置在限位槽上端，所述半圆环（123）设置在限位槽下端，所述限位套（121）、半圆环（123）和限位槽侧壁围成一个空间，所述平面轴承（122）设置在该空间内，所述平面轴承（122）包括两片镜面金属。