三維多偏心低摩擦硬密封蝶閥的製作方法

2023-06-01 22:31:01 5

專利名稱：三維多偏心低摩擦硬密封蝶閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種迴轉蝶閥，屬於通用機械領域，用於液壓、氣動系統的開、關與流量調節，特別是對於要求使用壽命長、密封性好、操作力矩小和流體溫度由-253℃～450℃的場合。
眾所周知，由於蝶閥具有體積小、流阻損失小、操作快速靈活和對接簡單的特點，因而廣泛應用於石油、化工、熱力、電力、輕工和核能等管網系統。但用於這些領域的硬密封蝶閥存在著使用壽命短、密封性差和操作力矩大等問題，制約了蝶閥的使用與發展。為解決這些問題，國內、外進行了大量試驗與研究，並取得了一定進展。
美國專利4513946介紹了一種硬密封蝶閥，它的蝶盤密封面為球面，密封圈為一「W」形的金屬異形環，組成了彈性密封副。這對提高密封性和減少密封面的摩擦具有一定作用。但由於閥在開、關過程中密封圈和蝶盤球面均有一段接觸區而形成摩擦，因此不可能消除磨損和由此帶來的問題。英國專利GB2092714A介紹了一種硬密封蝶閥，密封圈為金屬球面，蝶閥為一正錐體，但組裝時該蝶盤的中心線和閥的通道中心線形成一個角度，因此實際上是斜圓錐體，這對於閥在開、關過程中減少蝶盤錐面和密封圈的接觸區有利，因而也顯著減少了密封面的磨損。但由於該蝶盤的正截面為橢圓，而密封圈正截面為圓形，因此接觸面的緊度不均。必須通過精確計算和特殊製造以保證密封圈與蝶盤正截面橢圓長軸接觸處不因緊度過大而加重磨損，同時保證密封圈與蝶盤正截面橢圓短軸接觸處不因緊度小而影響密封，顯然這是比較困難的。
我國專利92227729.X提出了一種金屬異形環硬密封高、低溫蝶閥，該閥為雙偏心結構，金屬異形環為一開口薄壁金屬圓環，環內有一盤形彈簧。蝶盤密封面為錐面，與金屬異形環構成密封副，形成彈性預緊密封。這對於提高閥的密封性和減少密封副的摩擦是有利的。但由於閥在開、關過程中密封副仍然有一段摩擦接觸區，因而存在磨損，並增加了操作力矩。
本實用新型的目的是要提供一種三維多偏心低摩擦硬密封蝶閥，使閥在開、關過程中蝶盤密封面與金屬密封環在無接觸條件下動作，達到最大限度地減少磨損、提高閥的使用壽命和降低操作力矩的目的。
本實用新型的目的是這樣實現的蝶閥的密封副由蝶盤的錐面和金屬密封環的半圓截面組成。蝶盤的轉軸中心和閥的通道中心有一徑向偏心距，蝶盤與金屬密封環的接觸面和蝶盤轉軸中心有一軸向偏心距，蝶盤下部為不等角的斜圓錐體，但沿錐體的各正截面均為圓形，斜圓錐體的實際中心線和閥的通道中心線有一夾角，斜圓錐體的各正截面圓心均在實際中心線上，這條中心線與閥的通道中心線有多個偏心距。這樣，可保證密封副是圓與圓接觸，又能保證閥在開、關時蝶盤的錐面不與金屬密封環接觸而動作，達到降低摩擦與磨損，提高閥的密封性、增加使用壽命和減少操作力矩的目的。
本實用新型將根據所描述的一個實施例子作出解釋。
附


圖1是三維多偏心低摩擦硬密封蝶閥剖面圖。
附圖2是帶斜圓錐體蝶盤外形圖。
按附
圖1，該閥包括閥體1、壓蓋2、金屬密封環3、蝶盤4、轉軸5和轉軸5的驅動與軸向密封裝置(圖中未示出)，蝶盤4內的轉軸5的中心0和閥的通道中心線b-b有一徑向偏心距e，蝶盤4內的轉軸5的中心0與蝶盤4與金屬密封環3的接觸面有一軸向偏心距h，按附圖2，蝶盤4下方為不等角的斜圓錐體，左截面斜角α1在9°～16°內選取，右截面斜角α2在20°～34°內選取，蝶盤4的斜圓錐體有一實際中心線a-a，它與閥的通道中心線b-b有一夾角α3，使中心線a-a和b-b沿正截面有多個徑向偏心距，蝶盤4斜圓錐體與垂直於閥通道中心線b-b的正截面的交接面為圓形，圓心均在蝶盤4斜圓錐體的實際中心線a-a上，而金屬密封環3與蝶盤4斜圓錐體的密封相交線e-f位於斜圓錐體的中部，這條相交線e-f和中心線a-a與b-b的交點c位於同一水平面上。
這樣從附圖2可看出，當蝶盤4按逆時針方向轉動(閥由關至開)時，上述相交線e-f上方左側蝶盤4斜圓錐體上的各點至轉軸3中心0的距離均小於轉軸3中心0點至密封交接點e的距離R1，而e-f下方右側蝶盤4斜圓錐體上的各點至轉軸3中心0的距離均小於0點至密封交接點f的距離R2。因此蝶盤4按逆時針方向轉動(閥由關至開)時，蝶盤4斜圓錐體上的各點均不會與金屬密封環3接觸，明顯降低摩擦與磨損。當沿順時針方向轉動蝶盤4(閥由關至開)時，蝶盤4在與金屬密封環3無接觸的條件下回到了關閉位置。同時，由於蝶盤4的斜圓錐體的正截面為圓形，而金屬密封環3的密封面也是圓形，二者構成的密封緊度是均勻的，對保持密封和防止局部過度磨損也是有利的。
權利要求1.一種三維多偏心低摩擦硬密封蝶閥，它包括閥體1、壓蓋2、金屬密封環3、蝶盤4、轉軸5，其特徵是蝶盤4下方為不等角的斜圓錐體，左截面斜角α1在9°～16°內選取，右截面斜角α2在20°～34°內選取，蝶盤4的斜圓錐體有一實際中心線a-a，它與閥的通道中心線b-b有一夾角α3，使中心線a-a和b-b沿正截面有多個徑向偏心距；
2.根據權利要求1所述的三維多偏心低摩擦硬密封蝶閥，其特徵是蝶盤4斜圓錐體與垂直於閥通道中心線b-b的正截面的交接面為圓形，圓心均在蝶盤4斜圓錐體的實際中心線a-a上，而金屬密封環3與蝶盤4斜圓錐體的密封相交線e-f位於斜圓錐體的中部，這條相交線e-f和中心線a-a與b-b的交點c位於同一水平面上。
專利摘要本實用新型涉及一種蝶閥。蝶盤4的下方為斜圓錐體。它與垂直於閥通道中心的正截面的交接面為圓形，該斜圓錐體與金屬密封環3的密封相交線位於斜圓錐體的中部。當蝶盤4按逆時針方向轉動使閥由關至開或按順時針方向轉動使閥關閉時，斜圓錐體上各點均不與金屬密封環3接觸，防止密封副出現摩擦和磨損。本閥適用於要求密封性好、使用壽命長、操作力矩小和介質溫度由－253℃～450℃的場合。
文檔編號F16K1/22GK2555442SQ0220300
公開日2003年6月11日 申請日期2002年2月8日 優先權日2002年2月8日
發明者李忠全, 劉振波 申請人:劉振波