CN105240545B - 一种双驱动无摩擦硬密封蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双驱动无摩擦硬密封蝶阀，该蝶阀包括阀体、阀杆、蝶板及其驱动装置，所述的驱动装置包括手轮和手柄，其特征在于所述阀杆外设置有圆环状结构的上阀杆套和下阀杆套，手柄和阀杆的中心轴线重合，并与阀杆过盈连接，手轮用螺栓与上阀杆套连接，传递转矩给上、下阀杆套；上、下阀杆套分别用平键固装有上、下套筒、上、下凸轮；阀杆与连杆相连接，阀杆与蝶板焊接在一起；所述阀杆的外圆周面，与平键在周向成180度角处开有一个外周面孔，在连杆的内周面上，设置有与外周面孔直径相同的内周面孔，装配后，所述外周面孔与内周面孔位置相对应；内周面孔内设有弹簧；该弹簧初始状态为不完全压缩状态，且压缩力小于流体介质的冲击力。

Description

一种双驱动无摩擦硬密封蝶阀

技术领域

本发明涉及一种蝶阀，尤其是一种具有双驱动的无摩擦硬密封蝶阀。

背景技术

硬密封蝶阀具有结构简单和启闭方便迅速的优点，因而广泛应用于低压管道介质的开关控制。已有技术中由于结构的原因，密封副间的密封比压固定不变，阀板开启和关闭时，密封副间总存在着摩擦，使得启闭阀门的力矩增大，启闭速度减慢，频繁的启闭容易造成密封面磨损,密封性能下降，最终导致阀门泄漏。申请人在先授权专利“一种无磨损硬密封蝶阀”(ZL200710150352.5)较好地解决了该问题：其阀座为可沿阀体内壁作轴向移动的移动式阀座，阀座外端面与阀体侧体之间安装有弹簧，内端面通过推杆与阀杆相连，上、下推杆一端有圆柱形滚子，阀杆上下均设有曲线槽，阀杆向上运动时，滚子沿曲线槽滑动，推杆推动阀座移动，密封面脱开，启闭力矩大大减小，避免了蝶板与阀座的密封副之间的磨损，然后阀杆旋转，带动蝶板转动开启蝶阀。这种无磨损蝶阀虽然减少了磨损，对介质压力大大卸荷，但仍有以下缺点：1.结构及制造工艺较复杂，成本较高；2.所述阀杆上设有曲线槽，阀杆能承受的强度降低；3.密封面比压不够均匀。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种双驱动无摩擦硬密封蝶阀，该蝶阀只有在正流状态下才能开启阀门，关闭时密封比压均匀，能有效提高蝶阀的密封性能。

本发明设计的双驱动无摩擦硬密封蝶阀(以下简称蝶阀，参见图1-5)，包括阀体、阀杆、蝶板及其驱动装置，所述的驱动装置包括手轮和手柄两部分，其特征在于所述阀杆外设置有圆环状结构的上阀杆套和下阀杆套，手柄和阀杆的中心轴线重合，并与阀杆过盈连接，手轮用螺栓与上阀杆套连接，传递转矩给上、下阀杆套；所述的上、下阀杆套分别用平键固装有上套筒和下套筒、上凸轮和下凸轮；阀杆中部通过平键与连杆相连接，阀杆与蝶板焊接在一起；所述阀杆的外圆周面，与平键在周向成180度角处开有一个外周面孔，在连杆的内周面上，设置有与外周面孔直径相同的内周面孔，装配后，阀杆上的外周面孔与连杆上的内周面孔位置相对应，内周面孔内设有弹簧；该弹簧的初始状态为不完全压缩状态，且弹簧压缩状态的压缩力小于流体介质的冲击力；所述阀杆的轴心线同蝶板中心存在偏离，为单偏心结构。

与现有技术相比，本发明蝶阀的有益效果是：

1.寿命延长。本发明蝶阀通过两个驱动机构的控制，使得密封面先行脱开，蝶板旋转开启蝶阀，实现蝶阀无摩擦启闭；密封面的脱开使介质压力得到卸荷，降低了阀门在启闭时的操作扭矩，所以流体介质对蝶板的开启冲击作用减小，从而蝶阀的使用寿命由目前的几千次提高到几十万次。

2.密封性好。本发明蝶阀在阀杆中部设置有上、下凸轮，在蝶阀关闭状态下，上、下凸轮的平面轮廓一直压紧蝶板，对蝶板提供了一个机械楔紧力，能保证持续的紧密密封，提高密封性能。

3.结构简单。本发明蝶阀的结构相对于其他无摩擦蝶阀而言，结构更简单，增强了蝶阀的可靠性，生产制造比较容易，降低成本。

附图说明

图1为本发明双驱动无摩擦硬密封蝶阀一种实施例的整体结构主视示意图；

图2为本发明双驱动无摩擦硬密封蝶阀一种实施例的图1中的A-A剖面结构示意图；

图3为本发明双驱动无摩擦硬密封蝶阀一种实施例的在手轮旋转90度后的全剖视结构示意图；

图4为本发明双驱动无摩擦硬密封蝶阀一种实施例的局部(图2中的I处)放大结构示意图；

图5为本发明双驱动无摩擦硬密封蝶阀一种实施例的局部(图3中的II处)放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明，但它不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明设计的双驱动无摩擦硬密封蝶阀(以下简称蝶阀，参见图1-5)，主要包括有阀体10、阀杆15、蝶板16及其驱动装置，其特征在于所述的驱动装置包括手轮7和手柄6两部分，手轮7用螺栓与上阀杆套9连接，手柄6和阀杆15的中心轴线重合，并与阀杆15过盈连接；所述阀杆15外设置有上阀杆套9和下阀杆套9’，其均为圆环状结构，所述的上阀杆套9和下阀杆套9’分别固定安装有上套筒3和下套筒3’、上凸轮11和下凸轮11’；所述上套筒3和下套筒3’与阀体10之间分别安装有上轴套1和下轴套1’，上轴套1和下轴套1’一端的形状为圆弧形状。

所述阀杆15的外圆周面，与平键在周向成180度角处开有一个外周面孔，在连杆5的内周面上，设置有与外周面孔直径相同的内周面孔，装配后，阀杆15上的外周面孔与连杆5上的内周面孔位置相对应，内周面孔内设有一弹簧12(参见图4)；该弹簧12的初始状态为不完全压缩状态，且弹簧压缩状态的压缩力小于流体介质的冲击力；所述阀杆15的轴心线同蝶板中心存在偏离，为单偏心结构。

本发明蝶阀所述的手柄6和上阀杆套9之间设有阀杆轴套21，阀杆轴套21具有轴向定位的作用，且能保护阀杆15免受磨损；手轮7与上阀杆套9用螺栓连接紧固在一起，旋转手轮6直接驱动上阀杆套9运动；手轮7与填料压盖8之间也安装有填料压盖轴套22，填料压盖轴套22用于轴向定位。所述上阀杆套9的上部设有包围在上阀杆套9外侧的填料垫和石棉填料并设有压在填料上的填料压盖8，填料压盖8用六角螺栓紧固在阀体10上(参见图2)。

在本发明蝶阀中，为了保证蝶阀动作的可靠性，阀杆15的上部和下部设有对称的上轴套1和下轴套1’、上套筒3和下套筒3’、以及上凸轮11和下凸轮11’。所述阀杆15外设置有上阀杆套9和下阀杆套9’，其均为圆环状结构；所述的上阀杆套9和下阀杆套9’分别用平键固定安装有上套筒3和下套筒3’、上凸轮11和下凸轮11’。所述上套筒3和下套筒3’的一端为平面，用螺钉2将连接件4的上下两端紧固在上套筒3和下套筒3’上，连接件4将上阀杆套9的运动同步给下阀杆套9’；所述上凸轮11和下凸轮11’各自的一部分轮廓面为平面，蝶阀关闭时，上凸轮11和下凸轮11’相互平面平行，压紧蝶板16；蝶阀开启时，上凸轮11和下凸轮11’旋转90度，其平面轮廓松开压紧的蝶板16。所述上套筒3和下套筒3’与阀体10之间分别安装有上轴套1和下轴套1’，其特征在于上轴套1和下轴套1’为了同阀体内壁相契合，设为特殊结构，即轴套一端为圆弧状(参见图1)。

所述阀杆15中部通过平键17与连杆5相连接(参见图4)，阀杆15与蝶板16焊接在一起。所述的弹簧12，初始状态为不完全压缩状态，流体介质的冲击力大于弹簧12的压缩力，弹簧12在介质的冲击力下的压缩位移等于蝶板16和连杆5的位移，实现了蝶板16的平移，且蝶阀开启时，弹簧12的弹力会抵抗蝶板16在介质的冲击力下产生晃动，保证了机构的可靠性。

所述阀体10的法兰、阀座和阀体本身均铸造而成，这样的设计使得加工简单且成本降低，且实际生产中时容易做到的，所述下阀杆套9’下部设有包围在阀杆15外部的石棉填料，并设有压在填料上面的轴套13，阀体10用螺栓与封闭的端盖14连接在一起。

本发明蝶阀所述的双驱动和上、下阀杆套具有独特的结构，手轮7的驱动直接带动上阀杆套9和下阀杆套9’，上阀杆套9和下阀杆套9’传递转矩给凸轮，流体介质的冲击力使得蝶阀的平移一小段位移(参见图5)，并卸荷。再转动手柄6，阀杆15与手柄6的运动一致，阀杆15旋转操纵连杆5打开蝶阀。分别驱动上、下阀杆套和阀杆使得蝶阀真正实现了“平移+旋转”的动作，实现了蝶阀的无摩擦开闭，大大降低了蝶阀的启闭力矩，提高了蝶阀的使用寿命。

本发明蝶阀在手轮7旋转90度后，介质冲击力使得蝶板16平移一小段位移(参见图5)，进一步的特征是所述阀座密封圈10的内圆面和蝶板密封环18均采用锥面，蝶板密封环18在压圈20上用螺钉19紧固，在高温工况下多层密封环在螺钉19的紧固下仍为一整体。斜锥密封圈整体用金属加工，弹性变形比石棉板垫片小，主要靠驱动机构扭矩推力和介质推力来密封，这种方法可实现更高的加工精度。

本发明蝶阀具有单偏心结构(参见图2、3)。该单偏心结构是指所述阀杆15的轴心线同蝶板中心存在一定距离，此距离称为轴向偏心，构成蝶阀的单偏心结构。

本发明蝶阀的工作原理和过程是：蝶阀开启时，先驱动手轮7顺时针转动，带动上阀杆套9旋转，上阀杆套9的运动通过套筒3和3’和连接件4同步至下阀杆套9’，从而上、下阀杆套同时旋转，手轮7转动90度，上、下阀杆套所连接的凸轮11和11’也旋转90度，因此凸轮11和11’松开对蝶板16的压紧，流体介质的冲击力使蝶阀的密封面(即阀座密封圈10和蝶板密封环18组成的密封面)脱离开一小段距离，阀体10内腔的压力大大卸载，然后驱动手柄6顺时针转动，从而阀杆15带动连杆5和蝶板16在无摩擦情况下转动90度，使蝶阀完全打开。蝶阀关闭时，手柄6带动阀杆15逆时针转动90度，蝶板16和连杆5在阀杆15的带动下转动90度，呈关闭状态，然后逆时针转动手轮7，上、下阀杆套随之逆时针旋转，使得凸轮11和11’逆时针旋转，将蝶板密封环18平行压向阀座密封圈10，直至蝶板16压紧阀体阀座10，密封面完全密封，蝶阀关闭。

上述实施例不应视为对本发明的限制，但任何基于本发明的具体实施方式所作的非实质性改进，都应在本发明权利要求的保护范围之内。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (3)

1.一种双驱动无摩擦硬密封蝶阀，该蝶阀包括阀体、阀杆、蝶板及其驱动装置，所述的驱动装置包括手轮和手柄两部分，其特征在于所述阀杆外设置有圆环状结构的上阀杆套和下阀杆套，手柄和阀杆的中心轴线重合，并与阀杆过盈连接，手轮用螺栓与上阀杆套连接，传递转矩给上、下阀杆套；所述的上、下阀杆套分别用平键固装有上套筒和下套筒、上凸轮和下凸轮；阀杆中部通过平键与连杆相连接，阀杆与蝶板焊接在一起；所述阀杆的外圆周面上与平键在周向成180度角处开有一个外周面孔，在连杆的内周面上，设置有与外周面孔直径相同的内周面孔，装配后，阀杆上的外周面孔与连杆上的内周面孔位置相对应，内周面孔内设有弹簧；该弹簧的初始状态为不完全压缩状态，且弹簧压缩状态的压缩力小于流体介质的冲击力；所述阀杆的轴心线同蝶板中心存在偏离，为单偏心结构。

2.根据权利要求1所述的双驱动无摩擦硬密封蝶阀，其特征在所述上套筒和下套筒的一端为平面，用螺钉将连接件紧固在上套筒和下套筒上，连接件将上阀杆套的运动同步传给下阀杆套，上套筒和下套筒与阀体之间分别安装有上轴套和下轴套，且上轴套和下轴套设计为与阀体契合的一端为圆弧状的结构。

3.根据权利要求1所述的双驱动无摩擦硬密封蝶阀，其特征在于所述上凸轮和下凸轮均有一部分轮廓为平面，蝶阀关闭时，上凸轮和下凸轮的平面轮廓压紧蝶板；蝶阀开启时，上凸轮和下凸轮的两个平面同向旋转90度，松开压紧的蝶板。