本發(fā)明屬于蝶閥構(gòu)件，特別是指一種改進(jìn)的蝶閥閥板的連桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

閥門行業(yè)作為裝備制造業(yè)的一個重要環(huán)節(jié)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到非常重要的作用，中國閥門產(chǎn)業(yè)鏈眾多，但非閥門強(qiáng)國。總體上去看我國已經(jīng)邁入了世界閥門大國的行列，但從產(chǎn)品質(zhì)量來看我國離閥門強(qiáng)國仍存在一定差距。行業(yè)的生產(chǎn)集中度低、高端產(chǎn)品相配套的閥門研發(fā)能力低、閥門行業(yè)制造技術(shù)水平低等現(xiàn)象仍然存在，許多高參數(shù)、高溫高壓、高磅級的關(guān)鍵閥門原來一直依賴進(jìn)口。為了力促閥門國產(chǎn)化，在國務(wù)院下達(dá)的《關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》后，國家有關(guān)部門根據(jù)國家做出的重大裝備國產(chǎn)化的要求，先后做出了一系列重大部署，并由國家發(fā)改委牽頭，中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會和中國通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會部署制訂了相關(guān)領(lǐng)域重大裝備的閥門國產(chǎn)化方案，并多次與有關(guān)部門協(xié)調(diào)，如今閥門國產(chǎn)化在國內(nèi)閥門行業(yè)已形成共識。積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計；吸收國外優(yōu)秀的設(shè)計結(jié)構(gòu)(包括專利技術(shù))；產(chǎn)品試驗(yàn)、性能檢驗(yàn)嚴(yán)格按國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；吸收國外先進(jìn)生產(chǎn)工藝經(jīng)驗(yàn)重視新材料的研究及推廣應(yīng)用；弄清進(jìn)口的高參數(shù)閥門產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)和工況條件等是加快國產(chǎn)化進(jìn)程，推進(jìn)閥門產(chǎn)品不斷更新，全面實(shí)現(xiàn)閥門的國產(chǎn)化的必然途徑。

蝶閥又叫翻板閥，可用于管道介質(zhì)的開關(guān)控制。蝶閥是指關(guān)閉件(閥瓣或蝶板)圍繞閥軸旋轉(zhuǎn)來達(dá)到開啟與關(guān)閉的一種閥，在管道上主要起切斷和節(jié)流作用。其主要的結(jié)構(gòu)形式包括中線蝶閥、偏心蝶閥、雙偏心蝶閥、三偏心蝶閥等，其優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)動力矩小、操作靈活、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。蝶閥適用于發(fā)生爐、煤氣、天然氣、液化石油氣、城市煤氣、冷熱空氣、化工冶煉和發(fā)電環(huán)保等工程系統(tǒng)中輸送各種腐蝕性、非腐蝕性流體介質(zhì)的管道上，用于調(diào)節(jié)和截斷介質(zhì)的流動。

就申請人所了解的范圍而言，現(xiàn)有市場上應(yīng)用于蝶閥的連桿傳動機(jī)構(gòu)均采用單一的驅(qū)動方式，即通過水平推拉動作或旋轉(zhuǎn)動作驅(qū)動閥板的啟閉，上述技術(shù)手段不能有效一是動力輸入高且對傳動構(gòu)件產(chǎn)生的應(yīng)力大，傳動件容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形；二是單一動力輸入，在單向密封(正向)時密封效果容易得到保障，但在反向密封時容易因震動、氣流沖擊等因素產(chǎn)生滲漏進(jìn)而失去密封。

申請人在授權(quán)公告號為cn205315732u的專利文獻(xiàn)中公開了一種連桿式錐面雙向密封蝶閥，包括閥體、閥桿和閥板，閥板位于閥體內(nèi)，閥板與閥桿連接并借助閥桿與閥體密封鎖緊或分離，閥板位于閥桿的一側(cè)，在閥板和閥桿之間增設(shè)連桿機(jī)構(gòu)和水平設(shè)置的傳動軸，連桿機(jī)構(gòu)包括第一連桿、支撐臂和連接座，傳動軸的軸線與閥體的軸線垂直且傳動軸與閥體固定連接，支撐臂上端靠近閥板的一側(cè)與傳動軸鉸接，第一連桿的一端與閥桿的下端鉸接，第一連桿的另一端與支撐臂靠近閥桿的一側(cè)鉸接，連接座的一端與閥板固定連接，連接座的另一端與支撐臂的下端鉸接。

申請人通過多次的打壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)方案存在如下設(shè)計缺陷：

一是驅(qū)動動力受限制且配套的動力源要求高，由于其采用對閥桿的單一驅(qū)動方式，在保證密封效果的前提下，閥板上施加的應(yīng)力是有限的，由于閥板的驅(qū)動力是通過閥桿輸入，因此對配套動力源的動力輸入要求高，且閥桿等傳動構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形變受到輸入動力的限制。二是在實(shí)際應(yīng)用中由于密封副存在反向氣浪沖擊、介質(zhì)傳輸過程中的共振等原因，容易因壓力減弱造成密封副的反向密封效果不易保證的問題。

綜上所述，如何對閥板的連桿傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化設(shè)計，使其進(jìn)一步提高對閥板的正向壓力，在滿足保證正向密封效果的前提下，解決反向密封過程中存在的因壓力小以及外部因素等原因造成的密封效果不易保證的問題，不僅是困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)難題之一，同時也是應(yīng)用于高溫環(huán)境下介質(zhì)輸送管路中蝶閥結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要研究方向之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的蝶閥閥板的連桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)，采用本發(fā)明的改進(jìn)的蝶閥閥板的連桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)能有效提高閥板密封效果。

本發(fā)明的整體技術(shù)構(gòu)思是：

改進(jìn)的蝶閥閥板的連桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)，包括閥體、閥板、位于閥體內(nèi)且由平行推拉機(jī)構(gòu)縱向驅(qū)動的推拉驅(qū)動軸，閥板位于閥體內(nèi)，三角板與閥板及主軸垂直且其頂端與主軸配接，三角板的下部內(nèi)端與閥板上的固定座鉸接，三角板下部外端與推拉驅(qū)動軸的下端活動裝配，閥板通過推拉驅(qū)動軸驅(qū)動三角板與開設(shè)于閥體內(nèi)的介質(zhì)輸送通道實(shí)現(xiàn)密封鎖緊或分離；所述的主軸兩端與閥體的內(nèi)壁轉(zhuǎn)動配合，主軸由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動且與三角板徑向同步轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明的具體技術(shù)構(gòu)思還有：

為便于提高密封副的密封效果，密封副優(yōu)選采用自緊式密封的結(jié)構(gòu)形式，其中更為優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的閥板外側(cè)設(shè)有剛性密封圈，剛性密封圈的外邊緣與閥體上開設(shè)的介質(zhì)通道內(nèi)壁形成相互適配的錐面密封副。剛性密封圈應(yīng)采用耐高溫且不易產(chǎn)生形變的金屬材料制作，該材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、高彈性、抗疲勞及防腐性能。

為進(jìn)一步保證三角板的垂直度，使其不易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)形變，進(jìn)而保證傳動及閥板動作的準(zhǔn)確性，優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的三角板下部外端通過第一鏈板與推拉驅(qū)動軸下端轉(zhuǎn)動配合，第一鏈板的下端貼合設(shè)置于三角板下部外端的內(nèi)、外兩側(cè)并與三角板下部外端鉸接。

三角板在主軸上的徑向定位可以通過多種機(jī)械、機(jī)加方式實(shí)現(xiàn)，均不脫離本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，所述的主軸與三角板的頂部采用機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)徑向定位。更為優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的主軸與三角板的頂部通過鍵或焊接固定。

為保證主軸的平直度，進(jìn)而保證三角板的垂直度，避免主軸因中部受力過大而產(chǎn)生撓曲或上拱，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式是，所述的閥體內(nèi)間隔平行設(shè)置有支撐板，支撐板與主軸垂直且與主軸套裝轉(zhuǎn)動配合。

為保證三角板的垂直度，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式是，所述的支撐板下端與第二鏈板上端鉸接，第二鏈板的下端通過傳動軸與三角板下部及閥板上的固定座穿接配合。

本發(fā)明的工作原理是：

當(dāng)需要關(guān)閉閥板時，正向啟動平行推拉機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，第一鏈板在推拉驅(qū)動軸的帶動下下行；主軸正向轉(zhuǎn)動并與第一鏈板共同帶動三角板正向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而推動固定座及閥板平移至閥板關(guān)閉。第二鏈板進(jìn)一步提高了閥板與固定座的連接可靠性。

當(dāng)需要開啟閥板時，反向啟動平行推拉機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，第一鏈板在推拉驅(qū)動軸的帶動下上行；主軸反向轉(zhuǎn)動并與第一鏈板共同帶動三角板反向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動固定座及閥板平移至閥板開啟。

申請人參照現(xiàn)有國標(biāo)，并結(jié)合具體的應(yīng)用環(huán)境及實(shí)際情況，對采用單一驅(qū)動機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品以及應(yīng)用本發(fā)明的產(chǎn)品進(jìn)行了如下密封效果試驗(yàn)。

一、采用單一驅(qū)動機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品

(一)產(chǎn)品構(gòu)造：閥體基本保持原貌，密封面為錐形，寬度≈16mm；閥板采用雙凸面空心閥板，密封面為錐形，寬度≈18mm；驅(qū)動采用閥軸旋轉(zhuǎn)90°單缸驅(qū)動的單一驅(qū)動方式，缸徑φ100mm。

(二)試驗(yàn)前準(zhǔn)備

1、啟動液壓站，空載運(yùn)行15分鐘，將液壓箱油質(zhì)游離空氣排出，壓力表穩(wěn)定后將壓力調(diào)整為140kg恒定壓力。

2、驅(qū)動液壓缸將閥板全部打開至水平方向。

3、把閥體、閥板密封面擦干凈，不得有附著物。

4、關(guān)閉閥門，在閥門正向進(jìn)氣端法蘭處安裝標(biāo)準(zhǔn)盲板，在盲板上安裝壓力表，將表針校正到0位，接通進(jìn)水管路。

5、在閥門密封帶附近安裝百分表，并調(diào)整到0位。

(二)正向注水打壓試驗(yàn)(用加壓泵注水)：

1、注水4kg：恒壓5分鐘，壓力表穩(wěn)定后用肥皂水向密封面處噴吹，肉眼觀察密封面處無氣泡，閥腔潔凈無積水，無滴水外排，密封面處百分表指針穩(wěn)定指向0位。

2、注水8kg：恒壓5分鐘，壓力表穩(wěn)定后用肥皂水噴吹密封面，肉眼觀察密封面周邊無氣泡，閥腔無積水，密封面處百分表指示0位。

3、注水10kg：恒壓5分鐘，壓力表穩(wěn)定后用肥皂水噴吹密封面周邊，肉眼觀察無氣泡，閥腔無積水，密封面處百分表指針指示0位。

4、注水12kg：恒壓5分鐘，壓力表穩(wěn)定后用肥皂水噴吹密封面周邊，肉眼觀察密封面周邊無氣泡，閥腔無積水，無水滴外排，密封面處百分表指向0位。

(二)反向打壓試驗(yàn)

1、試驗(yàn)前準(zhǔn)備：在閥門出口端安裝標(biāo)準(zhǔn)盲板，安裝壓力表，接通進(jìn)水管，驅(qū)動液壓缸將閥板壓緊。

2、在閥軸中心部位安裝百分表，在鉸接三角板側(cè)壁安裝百分表，在閥門上端密封面處安裝百分表，全部調(diào)整至0位。

3、注水加壓2kg：恒壓5分鐘，用肥皂水向密封面周邊噴吹，肉眼觀察無氣泡，用100倍放大鏡觀察發(fā)現(xiàn)有三處小米粒大小的微氣泡云集，但觀察30分鐘未破裂，故閥腔無積水外排。

觀察百分表發(fā)現(xiàn)密封面處百分表抖動，不穩(wěn)定。閥軸中心百分表抖動，鉸結(jié)三角板側(cè)壁百分表抖動不穩(wěn)定。

4、注水加壓3kg，壓力表指針不穩(wěn)定，在3kg處抖動，用肥皂水向密封面周邊噴吹，肉眼觀察有氣泡破裂，閥腔底部見積水，經(jīng)測30分鐘，向外滴水20滴。

觀察百分表發(fā)現(xiàn)密封面處百分表抖動不停，抖動范圍在+3格內(nèi)，閥軸中心百分表抖動，抖動范圍在±2格內(nèi)，鉸結(jié)三角板側(cè)壁百分表抖動不停，范圍在±3格內(nèi)。

試驗(yàn)結(jié)論

采用單一驅(qū)動機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品正向承壓能力12kg,符合國家標(biāo)準(zhǔn)，反向承壓能力只能承載2kg，3kg時超標(biāo)。

原因分析

正向承壓高是由于閥體、閥板的強(qiáng)度決定，錐形密封面使閥板與密封面的接觸不會偏移錯位。當(dāng)受壓力后空心閥板發(fā)生彈性的微變形，直徑增大，使結(jié)合處更加緊密，正向受力時閥軸、連桿軸、鉸結(jié)三角板均不受力，所以承壓能力很高。

反向承壓主要依靠閥軸、各連桿軸及鉸結(jié)三角板的合力，一旦鉸結(jié)三角板位置偏移，帶動全部結(jié)構(gòu)失衡，造成三個百分表的抖動，此為單一驅(qū)動機(jī)構(gòu)存在的缺陷。

二、采用本發(fā)明的產(chǎn)品

(一)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：閥體基本保持原貌，密封面為錐形，寬度≈16mm；閥板雙凸面空心閥板，密封面為錐形，寬度≈18mm；閥門開啟及關(guān)閉為液壓傳動，液壓缸徑100mm，驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用本發(fā)明中的平行推拉機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

(二)試驗(yàn)前準(zhǔn)備

1、啟動液壓站，調(diào)整壓力值140kg，將閥門全部開啟，將密封面擦干凈。

2、關(guān)閉閥門，在閥門正向法蘭處安裝盲板(盲板端口處設(shè)有進(jìn)水口，壓力表接口)接進(jìn)水管，安裝壓力表，在閥門反向閥板凸頂中心安裝百分表，調(diào)整到0位。

(三)正向注水打壓試驗(yàn)(因壓縮空氣最高值為8kg):

1、起始注壓壓力4kg：恒壓5分鐘，壓力表穩(wěn)定后用肥皂水噴吹反向密封面，肉眼觀察密封面處無氣泡，閥腔無積水外排，閥板凸頂百分表指針穩(wěn)定于0位。

2、注壓8kg：恒壓5分鐘，壓力表穩(wěn)定后用肥皂水噴吹反向密封面，肉眼觀察密封面周邊無氣泡，閥腔無水珠外排，閥板凸頂百分表指針穩(wěn)定于0位。

3、注壓10kg：恒壓5分鐘，壓力表穩(wěn)定后用肥皂水噴吹反向密封面周邊，肉眼觀察無氣泡，閥腔無水珠外滲，閥板凸頂百分表指針穩(wěn)定于0位。

4、注壓12kg：恒壓5分鐘，壓力表穩(wěn)定后用肥皂水噴吹反向密封面周邊，肉眼觀察密封面周邊無氣泡，閥腔無水珠，未見外排水滴。

結(jié)論

按低壓閥門試壓標(biāo)準(zhǔn)12kg已達(dá)極限壓力，超過了使用壓力的20％，能夠達(dá)到滴水不漏非常難得。

(四)反向打壓試驗(yàn)

1、拆掉盲板、卸去壓力表、水管接頭，驅(qū)動兩個液壓缸，將閥板全部開啟，用干凈棉絲擦干凈密封面，驅(qū)動液壓缸將閥板關(guān)閉，將盲板安裝于反向閥體法蘭處，安裝壓力表、連接注水管，在閥軸中心安裝百分表，鉸接三角板側(cè)安裝百分表，閥板與閥體結(jié)合處安裝百分表，將表指針全部調(diào)整于0位。

2、注壓2kg：恒壓5分鐘，用肥皂水向密封面周邊噴吹，肉眼觀察無氣泡，閥腔無滴水，三塊百分表全部穩(wěn)定指示于0位。

3、注壓4kg：恒壓5分鐘，用肥皂水向密封面周邊噴吹，肉眼觀察有兩處約一公分面積處有小米粒狀氣泡，但氣泡不破裂，閥腔無水珠向外滴出。閥板與閥體密封面處百分表指針穩(wěn)定于0位。閥軸百分表指針+2格，鉸結(jié)三角板側(cè)壁百分表指針抖動不穩(wěn)定。

4、加壓5kg：恒壓5分鐘，用肥皂水向密封面周邊噴吹，肉眼觀察有5處約米粒狀微小氣泡，有的氣泡破裂，閥腔內(nèi)初見滴水，計時觀測，30分鐘滴水15滴。

閥體與閥板密封面處百分表指針在2個格內(nèi)抖動，不穩(wěn)定。閥桿中心百分表指針+5格抖動不穩(wěn)，鉸結(jié)三角板側(cè)百分表+3格內(nèi)抖動不穩(wěn)。

結(jié)論

正向試壓承壓能力可達(dá)12kg，符合國家低壓閥門的等級標(biāo)準(zhǔn)，使用壓力在10kg范圍內(nèi)安全可靠，在大口徑蝶閥中屬佼佼者。反向試壓承載壓力可達(dá)5kg，安全使用壓力4kg為好。

上述產(chǎn)品可作為雙向密封蝶閥用于管網(wǎng)串聯(lián)、間歇使用的設(shè)備中，能夠達(dá)到不串氣的效果。

申請人需要說明的是：

在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“內(nèi)端”、“外端”、“頂端”、“下端”、“內(nèi)側(cè)”、“外側(cè)”、“下部”、“頂部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于簡化描述本發(fā)明，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

本發(fā)明所具備的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和取得的顯著技術(shù)進(jìn)步在于：

1、本發(fā)明將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動及推拉驅(qū)動有效結(jié)合為一體，采用合力驅(qū)動不僅對閥板平移驅(qū)動及鎖閉密封進(jìn)行了有效的增力，更為重要的是，在保證正向密封效果的同時，極大增強(qiáng)了反向密封的可靠性，實(shí)現(xiàn)了雙向密封，經(jīng)試驗(yàn)證明，其耐壓性及雙向密封性能顯著優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品。

2、通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動對閥板動作進(jìn)行增力的同時，有效克服了因單一動力源輸入導(dǎo)致的驅(qū)動動力受限、密封效果較差、結(jié)構(gòu)件因承受的應(yīng)力較大容易變形等技術(shù)難題。

3、采用閥體內(nèi)間隔設(shè)置且與主軸垂直的支撐板的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在滿足對主軸形成有效支撐，使其不易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形的前提下，有效保證了三角板的垂直度，使三角板對閥板的平移驅(qū)動及鎖閉精確度更好。

4、采用以錐面密封副為自緊式密封的結(jié)構(gòu)形式，在閥板所受到的正壓力進(jìn)一步增強(qiáng)的同時，密封效果進(jìn)一步提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的右視圖。

附圖中的附圖標(biāo)記如下：

1、平行推拉機(jī)構(gòu)；2、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)；3、支撐板；4、閥體；5、閥板；6、鍵；7、三角板；8、第一鏈板；9、第二鏈板；10、推拉驅(qū)動軸；11、主軸。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求記載的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何依據(jù)說明書所做出的等效技術(shù)手段替換，均不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例

改進(jìn)的蝶閥閥板的連桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)，包括閥體4、閥板5、位于閥體4內(nèi)且由平行推拉機(jī)構(gòu)1縱向驅(qū)動的推拉驅(qū)動軸10，閥板5位于閥體4內(nèi)，三角板7與閥板5及主軸11垂直且其頂端與主軸11配接，三角板7的下部內(nèi)端與閥板5上的固定座鉸接，三角板7下部外端與推拉驅(qū)動軸10的下端活動裝配，閥板5通過推拉驅(qū)動軸10驅(qū)動三角板7與開設(shè)于閥體4內(nèi)的介質(zhì)輸送通道實(shí)現(xiàn)密封鎖緊或分離；所述的主軸11兩端與閥體4的內(nèi)壁轉(zhuǎn)動配合，主軸11由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)2驅(qū)動且與三角板7徑向同步轉(zhuǎn)動。

所述的閥板5外側(cè)設(shè)有剛性密封圈，剛性密封圈與外邊緣與閥體4上開設(shè)的介質(zhì)通道內(nèi)壁形成相互適配的錐面密封副。

所述的三角板7下部外端通過第一鏈板8與推拉驅(qū)動軸10下端轉(zhuǎn)動配合，第一鏈板8的下端貼合設(shè)置于三角板7下部外端的內(nèi)、外兩側(cè)并與三角板7下部外端鉸接。

所述的主軸11與三角板7的頂部通過鍵6或焊接固定。

所述的閥體內(nèi)間隔平行設(shè)置有兩個支撐板3，支撐板3與主軸11垂直且與主軸11套裝轉(zhuǎn)動配合。

所述的支撐板3下端與第二鏈板9上端鉸接，第二鏈板9的下端通過傳動軸與三角板7下部及閥板5上的固定座穿接配合。