具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥的制作方法
【專利摘要】具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥，涉及兩偏心或三偏心的雙向密封蝶閥。本發(fā)明的主要技術(shù)特點是在蝶閥的閥體下部設有沿閥體內(nèi)壁圓周方向設置的密閉水槽，在閥體內(nèi)壁上圍繞該密閉水槽設有第一彈性密封圈，在密閉水槽上設有注水孔。本發(fā)明可以使得閥座沿閥體軸心線方向能較輕便地移動，使得偏心蝶閥在開啟與關(guān)閉時的操作性能得到顯著改善。同時采用壓力水通道與彈性密封圈聯(lián)合組成防泥沙結(jié)構(gòu)，避免蝶閥使用中流體中所含雜質(zhì)進入閥軸與軸套之間的配合間隙，有效防止磨損，達到保護閥軸和軸套的效果。本發(fā)明可有效提高反向承壓時蝶閥操作的便利性和密封的可靠性，并拓展蝶閥的適用范圍。
【專利說明】具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥，特別涉及雙偏心或三偏心的雙向密封蝶閥，適合于單相或含固體雜質(zhì)的多相流體輸送。
【背景技術(shù)】
[0002]目前先進的蝶閥技術(shù)一般采用雙偏心或三偏心的原理，這樣可以減小蝶閥正向承壓時的操作力矩，使得閥門的開啟與閉合更加便利、快捷。所以，國內(nèi)外多使用單向密封的偏心蝶閥。對于雙向密封蝶閥，當閥板反向承壓時，不僅面臨因水作用力矩大而蝶閥啟閉操作困難的問題，而且很容易出現(xiàn)閥座與閥體之間摩擦力過大而導致的不能正常開啟或關(guān)閉等意外事故。此外，為了限制閥板承受反向壓力時的軸向位移，雙向密封蝶閥常采用整體結(jié)構(gòu)的金屬擋圈。當?shù)y直徑較大時，金屬擋圈的重量很大，這樣使得蝶閥的加工及裝配非常困難。因此，通過改進偏心雙向密封蝶閥的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化雙向密封蝶閥的性能勢在必行。
[0003]由于蝶閥常使用在含固相雜質(zhì)的場合，為了進一步擴大偏心雙向密封蝶閥的工程應用，必須對蝶閥的閥軸密封結(jié)構(gòu)進行必要的革新。
[0004]本發(fā)明設計了具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥。這種結(jié)構(gòu)除了能有效滿足雙向密封的要求外，主要是通過采用液力浮動式閥座和分塊式擋圈，改善了蝶閥的操作性能，有利于提高蝶閥的使用效率；通過增加具有防泥沙功能的結(jié)構(gòu)，使得該蝶閥可以適用于含固體雜質(zhì)的流動，擴大了蝶閥的使用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥，該結(jié)構(gòu)主要改善了偏心蝶閥反向承壓時的啟閉操作性能，能保證蝶閥的雙向密封的要求，同時增強了蝶閥的防泥沙效果，從整體上改善蝶閥的性能。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥，包括閥體，閥座，密封壓板，閥板，壓塊，擋圈，下軸套以及下軸套潤滑水槽，下閥軸和上閥軸。其中密封壓板固定在閥板上，下軸套潤滑水槽設在下軸套的外表面；下閥軸和上閥軸共中心線，閥板由下閥軸和上閥軸支撐。其特征在于:所述的閥體的下部設有密閉水槽，該密閉水槽沿閥體內(nèi)壁圓周方向設置，密閉水槽所在圓弧的半徑R對應的圓心角Θ為10。?180°，密閉水槽的寬度L=Gtl/[2p01XRXsin( Θ /2)]，式中:P(I1為密閉水槽中的水壓，Gtl為閥座的重量；
[0008]在該密閉水槽上設有注水孔，注水孔穿過閥體與外界相連通；在閥體的內(nèi)壁上圍繞密閉水槽設有第一彈性密封圈。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:所述閥體上設有壓力水進口和壓力水出口，壓力水進口和壓力水出口的一端分別與下軸套潤滑水槽相連通，壓力水進口和壓力水出口的另一端分別與外界相連通；在下軸套的兩端分別設有第二彈性密封圈和第三彈性密封圈。
[0010]本發(fā)明的另一技術(shù)特征在于:所述擋圈采用分塊式結(jié)構(gòu)，且內(nèi)嵌在閥體上；擋圈上固定有沿圓周方向均布的壓塊。
[0011 ] 所述的閥座與閥體之間設有軸向間隙。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及技術(shù)效果:①由于密閉水槽設置在閥體的下部，水壓作用于閥座的方向為垂直向上，即與重力的作用方向相反。當?shù)y啟動時，具有一定壓力的清水經(jīng)由注水孔通入密閉水槽。閥座在通入清水的壓力作用下進入懸浮狀態(tài)(即此時水的作用力大于或等于閥座的重力)，成為液力浮動式閥座。這樣使得閥座沿閥體軸心線方向能較輕便地移動，從而使得偏心蝶閥在開啟與關(guān)閉時的操作性能得到顯著改善。②采用壓力水通道與彈性密封圈聯(lián)合組成防泥沙結(jié)構(gòu)，避免蝶閥使用中流體中所含雜質(zhì)進入閥軸與軸套之間的配合間隙，有效防止磨損，達到保護閥軸和軸套的效果；壓力水通道直接與下軸套潤滑水槽連通，強化了潤滑軸套的效果。③蝶閥的擋圈采用了分體式的結(jié)構(gòu)形式，克服了偏心式蝶閥大型化帶來的加工與裝配困難的缺點，也有利于改善蝶閥的制造與裝配精度。④閥座與閥體之間設有軸向間隙，可保證蝶閥反向承壓時閥座的軸向位置調(diào)整，有效實現(xiàn)蝶閥的雙向密封功能。
[0013]這樣可使得雙向密封蝶閥的結(jié)構(gòu)更加緊湊，加工與裝配便利，操作快捷，工作可靠，且有效擴展蝶閥的適用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明提供的具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥的主剖視圖。
[0015]圖2為圖1中K —K斷面的剖視圖。
[0016]圖3為圖1的A局部放大圖。
[0017]圖4為下閥軸及周圍結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
[0018]圖5為圖1的C局部放大圖。
[0019]圖6為擋圈的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖中:1 —閥體；2 —閥座；3 —密封壓板；4 —閥板；5 —壓塊；6 —擋圈；7 —注水孔；8 —密閉水槽；9 一第一彈性密封圈；10 —軸向間隙；11 一壓力水進口 ；12 —下軸套；13—第二彈性密封圈；14 一壓力水出口 ；15—下閥軸；16—第三彈性密封圈；17—上閥軸；18 一下軸套潤滑水槽；19 一第一分塊；20 —第二分塊；21 —擋圈固定板。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)作進一步的說明。
[0022]圖1為具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥的主剖視圖。該雙向密封蝶閥包括閥體1、閥座2、密封壓板3、閥板4、壓塊5、擋圈6、下軸套12、下軸套潤滑水槽18、下閥軸15和上閥軸17。密封壓板3固定在閥板4上；下閥軸15和上閥軸17共中心線，且均安裝在閥體I上；閥板4由下閥軸15和上閥軸17共同支撐。上閥軸17在外力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動時，帶動閥體繞上閥軸的中心線轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)蝶閥的開啟和關(guān)閉。
[0023]當水流方向為正向(即從右向左)時，閥板4受到水壓作用而具有向左運動的趨勢。由于密封壓板3與閥座2的接觸面為錐面，使得閥板上承受的水壓力通過閥座2及擋圈6向閥體I傳遞。這樣使得密封壓板3與閥座2保持緊密接觸，實現(xiàn)正向密封。[0024]當水流方向為反向(即從左向右)時，閥板4受到水壓作用而具有向右運動的趨勢。因為閥座2與閥體I之間設有軸向間隙10，作用在擋圈6上的水壓力通過壓塊5推動閥座2向右移動，從而保證密封壓板3與閥座2之間的良好密封效果。
[0025]為了保證蝶閥順利啟閉，在閥體I下部設有密閉水槽8，該密閉水槽沿閥體內(nèi)壁圓周方向設置，所在圓弧的半徑R對應的圓心角Θ為10°?180°，密閉水槽的寬度L=Gtl/[2p01XRXsin( Θ /2)]，其中，Ptll為密閉水槽中的水壓，Gtl為閥座2的重量。在閥體I上圍繞密閉水槽設有第一彈性密封圈9，其作用是隔離密閉水槽與閥體內(nèi)外的流體。在密閉水槽上設有注水孔7，注水孔穿過閥體與外界相連通。
[0026]閥座2在密閉水槽中的水壓力作用下進入懸浮狀態(tài)(即此時水壓的作用力大于或等于閥座的重力)，成為液力浮動式閥座。這樣使得閥座沿閥體軸心線方向易于移動，可有效改善反向承壓時蝶閥操作的便利性和密封的可靠性。
[0027]為了擴展雙向密封蝶閥的適用范圍，在閥體I的下部還布置了壓力水進口 11和壓力水出口 14，壓力水進口 11和壓力水出口 14的一端各自與下軸套潤滑水槽18相連通，而壓力水進口 11和壓力水出口 14另一端各自與外界相連通。當閥門啟動或關(guān)閉時，壓力水(水壓應大于蝶閥工作壓力)從壓力水進口 11進入下軸套12，一方面起到潤滑下軸套的作用，一方面壓緊下軸套兩端的第二彈性密封圈13和第三彈性密封圈16，阻止泥沙及其它雜質(zhì)進入下軸套。這部分有壓水最終從壓力水出口 14排出閥體之外。
[0028]蝶閥采用了分塊式結(jié)構(gòu)的擋圈6，該擋圈內(nèi)嵌在閥體I上，由第一分塊19、第二分塊20和擋圈固定板21組成。第一分塊和第二分塊由螺栓固定在擋圈固定板上。第一分塊和第二分塊的數(shù)量根據(jù)蝶閥的尺寸決定，以便利擋圈各零件的加工與裝配為原則。該結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)的一體式擋圈在加工、成型和安裝上的局限性，更好地適應蝶閥大型化的需要。擋圈上固定有沿圓周方向均布的壓塊5。
[0029]具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥的工作過程如下:
[0030]蝶閥正常使用時，須從壓力水進口 11通入有一定壓力(水壓應大于蝶閥工作壓力)的清水。當需要開啟蝶閥時，上閥軸17在外加力矩作用下轉(zhuǎn)動，帶動閥板4在閥體I的內(nèi)腔轉(zhuǎn)動。這樣使得密封壓板3與閥座2脫離接觸，閥板兩側(cè)的流體得以相互連通。當需要關(guān)閉蝶閥時，上閥軸17在外加力矩作用下轉(zhuǎn)動，帶動閥板4在閥體I的內(nèi)腔轉(zhuǎn)動。固定在閥板4上的密封壓板3與閥座2逐漸接觸。如果流動方向從右向左，則閥板4受到水壓作用而具有向左運動的趨勢。由于密封壓板3與閥座2的接觸面為錐面，這樣使得密封壓板3與閥座2緊密接觸，切斷了閥板兩側(cè)流體的連通，同時閥板上承受的水壓力通過閥座2及擋圈6向閥體I傳遞；當水流方向從左向右時，閥板4受到水壓作用而具有向右運動的趨勢。在水壓作用下，擋圈6和壓塊5將推動閥座2向右移動，從而保證密封壓板3與閥座2之間的良好密封效果。
[0031]對于大型蝶閥，由于閥座具有較大重量，其與閥體之間存在較大摩擦力。為此，在操作蝶閥時預先從注水孔7注入壓力為pOl的清水，通入密閉水槽8。由于密閉水槽8被第一彈性密封圈9圍繞，密閉水槽8中的水與閥體內(nèi)外的其它流體處于隔離狀態(tài)。閥座2在通入壓力水的作用下進入懸浮狀態(tài)(即水的作用力大于或等于閥座的重力)，成為液力浮動式閥座。這樣使得閥座與閥體間的摩擦力大大降低，擋圈和壓塊就很容易推動閥座向右移動，從而保證閥座與密封壓板3緊密貼合。[0032]因此，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可有效改善反向承壓時偏心蝶閥操作的便利性和密封的可靠性，并拓展蝶閥的適用范圍。
【權(quán)利要求】
1.具有液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥，包括閥體(I)、閥座(2)、密封壓板(3)、閥板(4)、壓塊(5)、擋圈(6)、下軸套(12)、下軸套潤滑水槽(18)、下閥軸(15)和上閥軸(17);所述的密封壓板(3)固定在閥板(4)上，下軸套潤滑水槽(18)設在下軸套(12)的外表面；所述的下閥軸(15)和上閥軸(17)共中心線，且安裝在閥體(I)上；閥板(4)由下閥軸(15)和上閥軸(17)共同支撐，其特征在于:所述的閥體(I)的下部設有密閉水槽(8)，該密閉水槽沿閥體(I)內(nèi)壁圓周方向設置，密閉水槽所在圓弧的半徑R對應的圓心角Θ為10。?180。，密閉水槽的寬度LzG/DPdXRXsinPA)];式中:P(I1為密閉水槽中的水壓，Gtl為閥座(2)的重量；在該密閉水槽(8)上設有注水孔(7)，注水孔穿過閥體與外界相連通；在閥體的內(nèi)壁上圍繞密閉水槽設有第一彈性密封圈(9)。
2.按照權(quán)利要求1所述的液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥，其特征在于:所述閥體(I)上設有壓力水進口(II)和壓力水出口(14)，壓力水進口(II)和壓力水出口( 14)的一端分別與下軸套潤滑水槽(18)相連通，壓力水進口( 11)和壓力水出口( 14)另一端分別與外界相連通；在下軸套(12)的兩端分別設有第二彈性密封圈(13)和第三彈性密封圈(16)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥，其特征在于:所述擋圈(6)采用分塊式結(jié)構(gòu)，且內(nèi)嵌在閥體(I)上；所述的壓塊(5)沿圓周方向均布在該擋圈上。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的液力浮動式閥座及防泥沙功能的雙向密封蝶閥，其特征在于:所述的閥座(2 )與閥體(I)之間設有軸向間隙(10 )。
【文檔編號】F16K1/42GK103759024SQ201410008910
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】羅先武, 陳曉剛, 季斌, 李振東, 陳智本, 王琳, 黃仁芳 申請人:鐵嶺特種閥門股份有限公司, 清華大學