專利名稱：雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥，屬閥門制造技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景 蝶閥具有密封性能好，耐壓強度高，流體阻力小，流體截面積大，驅(qū)動力小，回轉(zhuǎn)啟 閉迅速，體積小，重量輕，省材料，安裝尺寸小等特點。廣泛應(yīng)用于冶金.石油.化工.水電， 市政建設(shè)等工業(yè)管道系統(tǒng)中，在管道系統(tǒng)中起流體介質(zhì)的接通、切斷以及流量的調(diào)節(jié)作用。 蝶閥的密封副是由蝶板與閥座圈組成的一對密封件，一般分為軟密封與金屬硬密 封兩種結(jié)構(gòu)形式。 金屬硬密封蝶閥一般分為雙偏心或三偏心兩種結(jié)構(gòu)形式，目前，使用最為廣泛的 是三偏心多層次金屬硬密封蝶閥、三偏心U形金屬硬密封蝶閥和三偏心Z形金屬硬密封蝶 閥。但是這三種三偏心結(jié)構(gòu)形式的蝶閥都存在著密封件使用壽命短，加工工藝復雜，設(shè)備條 件要求高的問題。以多層次密封圈金屬硬密封蝶閥為例(如圖1、圖2、圖3)，它是由多層 薄片金屬環(huán)(厚度為O. 6-1.2mm)與多層非金屬密封墊相間相疊組成的復合材料，提高表面 硬度的熱處理工藝性差，故密封圈的表面硬度低，并且每個密封薄片圈存在兩個尖端界線， 面對強大的流體壓力的介質(zhì)劇烈沖刷顯得勢單力薄，很快會從尖端界線開始沖刷出凹坑缺 陷，發(fā)生泄露。再以三偏心U形金屬硬密封蝶閥為例(如圖4、圖5、圖6)，它是靠U形閥座 圈的圓弧處的彈性變形與蝶板的球面來形成密封副間的密封貼合線的，因此U形閥座圈必 須加工成厚度只有1. 5mm左右的薄片，且為中空結(jié)構(gòu)形式，才能達到彈性功能效果，但使用 過程中很快會因材料老化、彈性消失而造成密封副間的密封比壓降低，甚至消失。最后再看 三偏心Z形金屬硬密封蝶閥Z(如圖7、圖8、圖9)，它的密封是靠Z形圈的彈性變形與蝶板 的球形密封面來形成密封副間的貼合線的。Z形圈與U形圈一樣都是靠閥座圈的彈性變形 來實現(xiàn)密封線的貼合，Z形圈比U形圈的壁厚要厚一些，但又不能太厚，所以Z形閥座圈閉 合時間長了會受脹延伸使直徑變大，失去密封比壓而發(fā)生泄漏。同時，U形金屬硬密封蝶閥 與Z形金屬硬密封蝶閥的蝶板一樣都是球形密封面，大口徑的蝶板必須采用昂貴的數(shù)控立 式車床設(shè)備加工，才能保證加工的技術(shù)要求，一般廠家也難以承受。
發(fā)明內(nèi)容 本實用新型的目的在于提供一種蝶板在順時針閉合旋轉(zhuǎn)和蝶板逆時針開啟旋轉(zhuǎn) 時，蝶板的密封面與閥座密封面在啟閉旋轉(zhuǎn)過程中無相對摩擦，線貼合密封比壓大，能為雙 向承壓創(chuàng)造很好的密封比壓條件，以解決傳統(tǒng)蝶閥因密封圈材料單薄或中空容易發(fā)生材料 老化、永久變形和磨損問題的雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥。
本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的 —種雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥，它由閥體、閥座圈、壓圈、蝶板、0形密封 圈和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，其特征在于閥座圈通過壓圈固定在閥體內(nèi)圈上，閥座圈與閥體之間裝有O 形密封圈，閥體上制有轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)軸經(jīng)轉(zhuǎn)軸孔安裝在閥體上，蝶板安裝在轉(zhuǎn)軸上。[0008] 所述的閥座圈為由正內(nèi)雙錐體與斜偏心角的橢圓內(nèi)錐體相切而成的正內(nèi)圓線的 復合內(nèi)圓三錐體。所述的蝶板為正圓雙錐體。所述的閥座圈為可沿閥體內(nèi)壁做軸向移動的 移動式閥座圈。所述的蝶板和閥座圈為實心體。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于 該雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥的蝶板在順時針閉合旋轉(zhuǎn)時，蝶板的雙錐密 封面的運動軌跡的切線與閥座密封錐面形成一個大于最大自鎖角的切入角，能使蝶板相對 密封圈逐入瞬時壓緊，閥座密封圈受擠脹；當?shù)迥鏁r針開啟旋轉(zhuǎn)時，蝶板的雙錐密封面的 運動軌跡的切線與閥座密封錐面形成一個同樣的脫出角而逐出瞬間脫開。蝶板的密封面與 閥座密封面在啟閉旋轉(zhuǎn)過程中無相對摩擦，避免了傳統(tǒng)蝶閥因密封圈材料單薄或中空容易 發(fā)生材料老化，永久變形和磨損的問題。另外，本實用新型在閥座的結(jié)構(gòu)上采用了管向浮 動形式，蝶閥在閉合的狀態(tài)下，因管道系統(tǒng)的其它閥門啟閉等因素，系統(tǒng)壓力會發(fā)生瞬間變 化，產(chǎn)生與主流相反的沖擊壓力，而閥座卻在反向沖擊壓力作用下，會向蝶板的方向移動， 確保閥座始終與蝶板貼合，以彌補蝶板在反向沖擊壓力作用下，因材料變形和配合間隙因 素而向后的移動量，為保證雙向承壓不泄露創(chuàng)造了條件。同時，本實用新型的蝶板和閥座圈 都為實心體，改善了閥座圈的綜合機械性能，避免了傳統(tǒng)蝶閥的閥座圈因材料單薄變形延 伸，材料老化和彈性消失等原因而失去密封比壓，提高了蝶閥密封的可靠性能。而且閥座圈 和蝶板的密封面為正圓錐體，使得大口徑蝶閥在普通立式車床上就能完成其加工，降低了 設(shè)備投資成本。

[0011]圖1為現(xiàn)有的三偏心多層次金屬硬密封蝶閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的三偏心多層次金屬硬密封蝶閥的A-A向剖視圖；圖3為圖2的B處放大圖；圖4為現(xiàn)有的三偏心U形金屬硬密封蝶閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為現(xiàn)有的三偏心U形金屬硬密封蝶閥的開啟狀態(tài)示意圖；圖6為圖4的C處放大圖；圖7為現(xiàn)有的三偏心Z形金屬硬密封蝶閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為現(xiàn)有的三偏心Z形金屬硬密封蝶閥的開啟狀態(tài)示意圖；圖9為圖7的D處放大圖；圖10為雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為圖10的E-E向剖視圖；圖12為圖11的F處放大圖。圖中1、閥體，2、閥座圈，3、壓圈，4、蝶板，5、0形密封圈，6、轉(zhuǎn)軸。
具體實施方式該雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥由閥體1、閥座圈2、壓圈3、蝶板4、0形密封 圈5及轉(zhuǎn)軸6構(gòu)成，閥座圈2通過壓圈3固定在閥體1上，并在閥體中心方向上有可浮動間 隙量。閥座圈2與閥體1之間通過0形密封圈5密封，轉(zhuǎn)軸6安裝在閥體1的轉(zhuǎn)軸孔內(nèi)，蝶 板4安裝在轉(zhuǎn)軸6上，轉(zhuǎn)軸6通過執(zhí)行器的扭矩力帶動，使蝶板4作90°旋轉(zhuǎn)啟閉運動。[0025] 該雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥采用三偏心基本原理，閥座圈2為由正內(nèi)雙 錐體(角e和角f)與斜偏心角的橢圓內(nèi)錐體(角b)相切而成的正內(nèi)圓線的復合內(nèi)圓三錐 體，可沿閥體內(nèi)壁做閥體中心線方向的移動，并與正圓雙錐體的蝶板4組成密封副。當?shù)?4在順時針閉合旋轉(zhuǎn)時，蝶板4的雙錐密封面的運動軌跡的切線與閥座圈2的錐面形成一 個大于最大自鎖角的切入角，能使蝶板4相對密封圈逐入瞬時壓緊。當?shù)?逆時針開啟 旋轉(zhuǎn)時，蝶板4的雙錐密封面的運動軌跡的切線與閥座圈2的密封錐面形成一個同樣的脫 出角而逐出瞬間脫開。蝶板4的密封面與閥座圈2的密封面在啟閉旋轉(zhuǎn)過程中無相對摩擦 (參見附圖IO和附圖11)。 該雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥的蝶板4和閥座圈2為實心體，改善了閥座 圈2的綜合機械性能，避免了傳統(tǒng)蝶閥因密封圈材料單薄或中空結(jié)構(gòu)容易發(fā)生材料老化、 永久變形和磨損而失去密封比壓的問題。本實用新型的閥座圈2可在閥體內(nèi)壁上做沿閥體 中心線方向的移動(參見附圖12)，若蝶閥在閉合的狀態(tài)下，因管道系統(tǒng)的其它閥門啟閉等 因素，系統(tǒng)壓力會發(fā)生瞬間變化，會產(chǎn)生與主流相反的沖擊壓力，而閥座圈2能在反向沖擊 壓力的作用下，會向蝶板4的方向移動，確保閥座圈2始終與蝶板4貼合，以彌補蝶板4在 反向沖擊壓力作用下，因材料變形和配合間隙因素而產(chǎn)生的向后的移動量，為保證雙向承 壓不泄露創(chuàng)造了條件。
權(quán)利要求一種雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥，它由閥體(1)，閥座圈(2)，O形密封圈(5)，壓圈(3)，蝶板(4)，轉(zhuǎn)軸(6)構(gòu)成，其特征在于閥座圈(2)通過壓圈(3)固定在閥體(1)內(nèi)圈上，閥座圈(2)與閥體(1)之間裝有O形密封圈(5)，閥體(1)上制有轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)軸(6)經(jīng)轉(zhuǎn)軸孔安裝在閥體(1)上，蝶板(4)安裝在轉(zhuǎn)軸(6)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥，其特征在于所述的閥 座圈(2)為由正內(nèi)雙錐體與斜偏心角的橢圓內(nèi)錐體相切而成的正內(nèi)圓線的復合內(nèi)圓三錐 體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥，其特征在于所述的蝶板(4)為正圓雙錐體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥，其特征在于所述的蝶板(4)和閥座圈(2)為實心體。
專利摘要本實用新型涉及一種雙向承壓三維三錐金屬硬密封蝶閥，屬閥門制造技術(shù)領(lǐng)域。它由閥體、壓圈、蝶板等構(gòu)成，閥座圈通過壓圈固定在閥體內(nèi)圈上，閥座圈與閥體之間通過O形密封圈密封，轉(zhuǎn)軸經(jīng)轉(zhuǎn)軸孔安裝在閥體上，蝶板安裝在轉(zhuǎn)軸上。本實用新型的蝶板在順時針閉合旋轉(zhuǎn)時，能使蝶板相對密封圈逐入瞬時壓緊；蝶板在逆時針開啟旋轉(zhuǎn)時，蝶板的雙錐密封面與閥座密封錐面形成一個同樣的脫出角而逐出瞬間脫開。解決了傳統(tǒng)蝶閥密封圈易發(fā)生材料老化、變形和磨損的問題。另外，該蝶閥的蝶板和閥座圈都為實心體，改善了閥座圈的綜合機械性能，克服了傳統(tǒng)蝶閥的閥座圈因材料單薄變形延伸，材料老化和彈性消失而失去密封比壓的缺陷，且降低了制造設(shè)備的投資成本。
文檔編號F16K1/48GK201487246SQ20092016863
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者陽學明 申請人:陽學明