本發(fā)明涉及閥門技術領域,特別是一種間歇式硬密封零摩擦蝶閥。
背景技術:
現(xiàn)有的硬密封蝶閥通常包括閥體、閥桿、蝶板和閥座。閥座的內(nèi)圓與密封件的外圓構成密封副。在閥門關閉狀態(tài)下,依靠蝶板的徑向壓縮和正向介質的推力使密封圈發(fā)生彈性變形,實現(xiàn)過盈配合密封。由于結構的原因,蝶閥開啟和關閉時,密封副間總存在著摩擦,使啟閉閥門的力矩增大,啟閉速度減慢,不可避免的頻繁啟閉會造成密封面的加速磨損,密封性能下降,最終導致閥門(泄漏)損壞。為此,有人研究了“一種連動式蝶閥”(參見中國專利CN 204239771U),包括閥體、閥桿、閥座組件及閥板,其特點是:還包括由兩支臂和兩支撐套構成的吊架,兩支臂與閥體的內(nèi)腔壁固連;閥板由外周面為錐形面的閥板本體和中心設有通孔的連接座構成,連接座的中間部分卡裝在吊架的兩支臂之間,其兩個端部分別轉動插裝于兩支撐套內(nèi),連接座的內(nèi)孔面上制有部分內(nèi)齒;閥桿從連接座的通孔穿過,其上設有不完全齒輪;閥座組件由閥座、閥板密封圈和密封圈壓蓋構成,閥座密封圈的內(nèi)孔為錐形孔;閥體的內(nèi)腔壁上安裝有閥座密封圈及密封圈擋圈;還包括連接閥桿和閥板的兩組間歇直線運動機構。蝶閥通過閥板的旋轉和閥座組件的平移來實現(xiàn)閥門的啟閉,兩者的配合部位不存在轉動摩擦,從而大幅度減小了磨損,提高了閥門的密封性,使閥門啟閉也比較省力。但這種蝶閥仍存在以下缺點:不完全齒輪要求較高的制造和安裝精度,成本較高。
技術實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明擬解決的技術問題是:設計一種間歇式硬密封零摩擦蝶閥。該蝶閥的閥座可沿閥體軸向移動(可移動閥座),密封副之間無摩擦,操作力矩低,啟閉速度快,且沖擊作用小,使用壽命長,同時制造工藝簡單,成本低廉。
本發(fā)明解決所述技術問題的技術方案是:設計一種間歇式硬密封零摩擦蝶閥,包括驅動裝置、壓蓋、下蓋、閥體、閥桿和蝶板,驅動裝置上設有手輪,閥桿穿過閥體,閥體上下兩端安裝有壓蓋和下蓋,閥桿上端穿過壓蓋與驅動裝置連接,且閥桿下部穿過蝶板;其特征在于該蝶閥還包括移動式閥座,所述移動式閥座為可沿閥體內(nèi)壁作軸向移動的圓環(huán)狀結構,設置在閥體內(nèi),在閥體的前端通過螺釘緊固安裝有側體,側體后端插入移動式閥座的圓環(huán)間隙中,移動式閥座與閥體之間及移動式閥座與側體之間留有移動配合間隙,且移動式閥座與閥體及側體之間均安裝有密封圈;在移動式閥座的外端面與側體之間安裝有彈簧;
所述移動式閥座與蝶板連接的一端為錐面,蝶板邊緣設有密封件,密封件使用密封件壓板通過螺栓緊固在蝶板上,所述密封件的外圓超出蝶板的外邊緣,密封件的外圓面與移動式閥座的錐面相配合,移動式閥座與閥體接觸的側面為密封面,軸向移動時,移動式閥座的密封面垂直于蝶板的中心軸線,移動式閥座的密封面與密封件構成蝶閥的密封副;所述蝶板的側面上開有圓頭矩形通孔;
所述閥桿的上、下端均開有凸輪鍵槽,每個凸輪鍵槽通過平鍵套裝有凸輪,所述凸輪的側面與移動式閥座的內(nèi)端面接觸;閥桿中部開有圓頭矩形鍵槽,圓頭矩形鍵槽通過平鍵與圓頭矩形體連接;圓頭矩形體與蝶板側面上的圓頭矩形通孔相配合。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明蝶閥的有益效果是:
1.易于制造。在實現(xiàn)同樣功能的前提下,本發(fā)明蝶閥結構簡單且結構加工和裝配容易,改進后的閥桿制造方便,操作簡單輕便,生產(chǎn)制造比較容易;圓頭矩形體傳動取代之前的不完全齒輪傳動,現(xiàn)有的技術方案在滿足功能的前提下,降低了制造精度。
2.壽命長。本發(fā)明蝶閥打開時,先是凸輪的轉動帶動移動式閥座的軸向移動,然后就是圓頭矩形體的轉動帶動蝶板的轉動,實現(xiàn)蝶板的完全打開,達到零摩擦,運行噪音也減小,所以蝶閥的抗沖擊疲勞破壞能力大大提高,可使閥門的使用壽命由目前的幾千次提高到幾十萬次。打開的方式由于由兩個過程完成,即間歇式。
3.密封性好。在蝶閥關閉時,由于彈簧的作用,移動式閥座通過密封件壓緊在蝶板上,實現(xiàn)硬密封。
附圖說明
圖1是本發(fā)明蝶閥一種實施例的整體結構前視示意圖;
圖2是本發(fā)明蝶閥一種實施例圖1中的A-A剖面示意圖;
圖3是本發(fā)明蝶閥一種實施例圖2中的Ⅰ處局部放大示意圖;
圖4是本發(fā)明蝶閥一種實施例圖1中的B-B剖面示意圖。
圖5是本發(fā)明蝶閥一種實施例圖1中移動式閥座17的立體圖。
圖6是本發(fā)明蝶閥一種實施例圖1中閥桿6的立體圖。
圖中:1、驅動裝置,2、壓蓋,3、支架,4、上管套,5閥體,6、閥桿,7、圓頭矩形體,8、凸輪,9、下管套,10、下蓋,11、側體,12、彈簧,13、平鍵,14、蝶板,15、密封件壓板,16、密封件,17、移動式閥座,18、密封圈,19、手輪。
具體實施方式
下面結合實施例及其附圖進一步敘述本發(fā)明,但它不限制本發(fā)明的權利要求。
本發(fā)明間歇式硬密封零摩擦蝶閥(簡稱蝶閥,參見圖1-6)包括驅動裝置1、壓蓋2、下蓋10、閥體5、閥桿6、蝶板14和移動式閥座17,驅動裝置1上設有手輪19,閥桿6穿過閥體5,閥體5上下兩端安裝有壓蓋2和下蓋10,閥桿上端穿過壓蓋2與驅動裝置1連接,且閥桿下部穿過蝶板14;所述移動式閥座17為可沿閥體5內(nèi)壁作軸向移動的圓環(huán)狀結構,設置在閥體5內(nèi),在閥體5的前端通過螺釘緊固安裝有側體11,側體后端插入移動式閥座7的圓環(huán)間隙中,移動式閥座17與閥體5之間及移動式閥座17與側體11之間留有移動配合間隙,以確保在閥門打開和關閉時,密封面能完全脫開和密封,且移動式閥座17與閥體5及側體11之間均安裝有密封圈18;在移動式閥座17的外端面與側體11之間安裝有彈簧12;
所述移動式閥座17與蝶板14連接的一端為錐面,蝶板14邊緣設有密封件16,密封件16使用密封件壓板15通過螺栓緊固在蝶板14上,可方便安裝和拆卸,所述密封件16的外圓超出蝶板14的外邊緣,密封件16的外圓面與移動式閥座17的錐面相配合,移動式閥座17與閥體5接觸的側面為密封面,軸向移動時,移動式閥座17的密封面垂直于蝶板14的中心軸線,移動式閥座17的密封面與密封件16構成蝶閥的密封副;所述蝶板14的側面上開有圓頭矩形通孔;
所述閥桿6(參見圖6)的上、下端均開有凸輪鍵槽,以閥桿中軸線為基準,上、下凸輪鍵槽呈90°布置,每個凸輪鍵槽上安放平鍵,此處套有凸輪8(參見圖4),所述凸輪8的側面與移動式閥座17的內(nèi)端面接觸;閥桿6中部開有圓頭矩形鍵槽,圓頭矩形鍵槽中安放平鍵13,在此處安裝圓頭矩形體7;圓頭矩形體與蝶板14側面上的圓頭矩形通孔相配合。所述閥桿6的上部設有包圍在閥桿6外側的填料函,填料函內(nèi)裝有填料,并設有壓在填料上的套筒和壓蓋2,可以防止介質從閥桿處泄露。
本發(fā)明的進一步特征在于所述填料可以采用石棉盤根或石墨填料或聚四氟V型填料。
本發(fā)明的進一步特征在于所述凸輪8的側面由圓弧面和平面構成,更加節(jié)省材料,在旋轉的過程中,可以將移動式閥座17推開,使其與蝶板14分離。
本發(fā)明的進一步特征在于圓頭矩形體7的橫截面為兩個圓弧和兩條直線構成的中心對稱結構,在手輪19轉動帶動凸輪8將移動式閥座17推開后,圓頭矩形體的轉動將使蝶板14轉動,實現(xiàn)蝶板的打開。
本發(fā)明移動式閥座17的內(nèi)圓面(與蝶板14連接的一側)為錐面,其制造工藝簡單,成本低,工作可靠。本發(fā)明在移動式閥座17與閥體5及側體11的貼合面設置有密封圈18,密封圈18包括幾組不同尺寸的單個密封圈,它們能保證移動式閥座17移動時,蝶閥具有良好的密封性能。密封件16的外圓面采用與移動式閥座17內(nèi)圓面錐角相同的錐面。獨特的移動式閥座17的結構能夠實現(xiàn)密封面的無摩擦開閉,從而大大減小了蝶閥的啟閉力矩,提高了蝶閥的使用壽命,同時提高了啟閉速度。
本發(fā)明閥體5的左右兩端設有垂直于閥體5中心線的法蘭,閥體5的上、下端均開有閥桿6穿過的上閥桿孔和下閥桿孔;閥桿6從閥體5的上方依次穿過上閥桿孔、下閥桿孔;閥體5的下閥桿孔外端設有下管套9,下管套9上固定安裝有下法蘭,下法蘭用螺栓與封閉的下蓋10連接,閥體5的上閥桿孔外端設有上管套4,其上固定安裝有上法蘭,上法蘭上用螺栓安裝有支架3。
本發(fā)明蝶閥的工作原理是:
蝶閥開啟時,順時針轉動手輪19,閥桿6實現(xiàn)順時針旋轉,由于閥桿上套有凸輪8,在閥桿旋轉的過程中,原來由彈簧12壓緊,密封件16密封著的移動式閥座17和蝶板14之間實現(xiàn)分離,在移動式閥座17脫離閥體5的這個過程中,由于閥桿6帶動的是圓頭矩形體7旋轉,所以這個過程蝶板14沒有旋轉;接下來,圓頭矩形體的圓面與矩形面的交線處和蝶板的圓頭矩形通孔的圓面與矩形面的交線處重合,此時閥桿6繼續(xù)旋轉,帶動蝶板14開始旋轉,使蝶閥打開。
蝶閥關閉時,逆時針旋轉手輪19,閥桿6逆時針旋轉,圓頭矩形體7的圓面與矩形面的交線處和蝶板的圓頭矩形通孔的圓面與矩形面的交線處分離,然后在另一側的交線處重合,此過程實現(xiàn)蝶閥初步關閉,閥桿再逆時針旋轉,凸輪8帶動移動式閥座17將其壓入閥體5,實現(xiàn)蝶閥的關閉。
本發(fā)明所使用的“上”、“下”、“前”、“后”等方位詞語是一個相對概念,是以所給圖1的方位為依據(jù),其中,驅動裝置1所在方向為上,下蓋所在方向為下,移動式閥座17所在方向為前,蝶板14所在方向為后,它們僅僅是為了表述方便,用來區(qū)分各部件或方向的相對位置,并不代表本發(fā)明蝶閥使用時的方位。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。