[发明专利]蝶阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种蝶阀，是一个全新的技术设计方案，特别是解决了中线 蝶阀不耐高温、金属蝶阀低温密封的问题、以及蝶阀密封(副)制造困难和 存在内漏的课题。

背景技术

目前，现有的蝶阀主要是由阀体、阀杆、蝶板、密封(副)及其操纵机 构等部分构成。按照蝶阀的结构特征，分为中线蝶阀和偏心蝶阀，偏心蝶阀 又分成单偏心蝶阀、双偏心蝶阀和三偏心蝶阀。

中线蝶阀(其结构特征是：阀杆轴心线、蝶板的中心线、阀体或阀座中 心线在同一位置上。)和单偏心蝶阀(其结构特征是：阀杆轴心线偏离了蝶 板的中心线，但是仍然和其它两条心线在同一个平面上。)，都是将阀杆与阀 板固定在一起，通过转动阀杆操纵蝶阀启闭；由于阀杆穿破蝶板的密封面， 引起了密封副结构的局部位移和变形，使得密封件制造困难、容易造成密封 比压的不均匀，影响密封效果；由于蝶阀在开启和关闭过程中、蝶板和阀座 (即密封副)始终处于不均匀的挤压、刮擦状态，且力矩大、磨损快、维修 困难。为克服挤压、刮擦、保证密封的效果，阀座基本上是采用橡胶或聚四 氟乙烯等弹性材料制造，无法采用金属材料来制造，因而在使用上受到温度 的限制。同时，为了提高密封效果，必须增加弹性材料的压缩量，但是由于 密封件的不规则，在特殊变形的部位会更加加重刮擦和挤压状态，这一对矛 盾始终难以解决。

在单偏心蝶阀的基础上进一步发展起来的双偏心蝶阀(其结构特征为： 阀杆轴心线与蝶板密封截面形成一个尺寸偏置，并与阀体中心线形成另一个 尺寸偏置的蝶阀。)；其采用双偏心的作用是使蝶阀在打开时，蝶板快速脱离 阀座、大幅度地减少了蝶板与阀座的挤压和刮擦，减少了开启的扭矩、磨损 和提高了阀门的使用寿命。同时还使得双偏心蝶阀也可以采用金属阀座，提 高了蝶阀应用的温度区间；能够采用金属阀座结构的原因是：由于在第二次 偏心的时候阀杆已经偏离了蝶板的密封平面，没有穿破蝶板密封面，避免了 密封副结构的局部位移和变形，使得金属密封的结构得以实施；但是，按其 密封的原理仍属位子密封构造，即蝶板与阀座的密封面为线接触密封，故对 关闭位置要求很高(特别是金属制作的阀座)，制造比较困难，同时仍然没 有完全解决蝶板与阀座的不均匀的挤压和刮擦问题；这就是人们通常认为双 偏心蝶阀不耐高压和内漏量大的原因。

要耐得高温，必须使用金属(硬)密封，要实现零内漏，要求使用非金 属弹性材料(软)密封；为了进一步同时解决耐高温、高压和内漏的问题， 科技人员对现有蝶阀进行了第三次偏心。其结构特征为：在双偏心在基础上， 将阀座圆锥密封面的轴线、水平偏斜于本体圆柱轴线(阀杆中心线垂直水平 面的时候)；经过第三次偏心以后，阀座和蝶板的密封截面不再是圆形、而 是椭圆。第三次偏心从根本上改变了蝶阀的密封构造，不再是位置密封、而 是扭力密封，即不是依靠阀座的弹性变形、而是依靠扭力推动嵌在蝶板上的 密封环与阀座紧密接触而达到密封的效果。这一结构，虽然从理论上可以解 决金属阀座的内漏难题，但是真正制造起来，对设计、设备、工艺、技术和 生产工人的水准要求都很高，制作成本昂贵。

大多数非金属弹性材料的低温特性比较差，脆化温度比较高，无法在低 温环境下使用；就是用金属材料制造的三偏心蝶阀，当介质温度降低到阀板 的材料产生相变时、造成体积变化，会使原本研磨精度很高的密封面产生翘 曲变形而造成低温密封不良。据文献记载，对DN250的蝶阀进行低温试验， 介质为液氮(-196℃)、蝶板材料为1Cr18Ni8Ti(加工生产的时候材料没有经 过低温处理)，发现翘曲变形量达0.12mm(室温下的测量数据，低温状态时 的变形量还要大)。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以解决现有蝶阀(因为产品结构上的缘故) 没有解决的阀杆轴心线、蝶板中心线、阀体或阀座中心线在同一位置上，阀 杆又不穿破蝶板密封面的方案，使得产品结构更加合理、性能更加优良、应 用更加广泛、密封副的制造简易。