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1、(10)申请公布号 CN 103759024 A (43)申请公布日 2014.04.30 CN 103759024 A (21)申请号 201410008910.4 (22)申请日 2014.01.08 F16K 1/22(2006.01) F16K 1/32(2006.01) F16K 1/42(2006.01) F16K 41/02(2006.01) (71)申请人 铁岭特种阀门股份有限公司 地址 112616 辽宁省铁岭市经济开发区工业 园区 申请人 清华大学 (72)发明人 罗先武 陈晓刚 季斌 李振东 陈智本 王琳 黄仁芳 (74)专利代理机构 北京鸿元知识产权代理有限 公司 11。
2、327 代理人 邸更岩 (54) 发明名称 具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密 封蝶阀 (57) 摘要 具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密 封蝶阀， 涉及两偏心或三偏心的双向密封蝶阀。 本 发明的主要技术特点是在蝶阀的阀体下部设有沿 阀体内壁圆周方向设置的密闭水槽， 在阀体内壁 上围绕该密闭水槽设有第一弹性密封圈， 在密闭 水槽上设有注水孔。本发明可以使得阀座沿阀体 轴心线方向能较轻便地移动， 使得偏心蝶阀在开 启与关闭时的操作性能得到显著改善。同时采用 压力水通道与弹性密封圈联合组成防泥沙结构， 避免蝶阀使用中流体中所含杂质进入阀轴与轴套 之间的配合间隙， 有效防止磨损， 达到保护阀。
3、轴和 轴套的效果。本发明可有效提高反向承压时蝶阀 操作的便利性和密封的可靠性， 并拓展蝶阀的适 用范围。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103759024 A CN 103759024 A 1/1 页 2 1. 具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀， 包括阀体 （1） 、 阀座 （2） 、 密封 压板 （3） 、 阀板 （4） 、 压块 （5） 、 挡圈 （6） 、 下轴套 （12） 、 下轴套润滑水槽 （18） 、 下。
4、阀轴 （15） 和 上阀轴 （17） ； 所述的密封压板 （3） 固定在阀板 （4） 上， 下轴套润滑水槽 （18） 设在下轴套 （12） 的外表面 ； 所述的下阀轴 （15） 和上阀轴 （17） 共中心线， 且安装在阀体 （1） 上 ； 阀板 （4） 由下 阀轴 （15） 和上阀轴 （17） 共同支撑， 其特征在于 ： 所述的阀体 （1） 的下部设有密闭水槽 （8） ， 该密闭水槽沿阀体 （1） 内壁圆周方向设置， 密闭水槽所在圆弧的半径 R 对应的圆心角 为 10 180， 密闭水槽的宽度 L=G0/2p01Rsin(/2) ； 式中 ： p01为密闭水槽中的水 压， G0为阀座 （2） 。
5、的重量 ； 在该密闭水槽 （8） 上设有注水孔 （7） ， 注水孔穿过阀体与外界相连 通 ； 在阀体的内壁上围绕密闭水槽设有第一弹性密封圈 （9） 。 2. 按照权利要求 1 所述的液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀， 其特征在 于 ： 所述阀体 （1） 上设有压力水进口 （11） 和压力水出口 （14） ， 压力水进口 （11） 和压力水出 口 （14） 的一端分别与下轴套润滑水槽 （18） 相连通， 压力水进口 （11） 和压力水出口 （14） 另 一端分别与外界相连通 ； 在下轴套 （12） 的两端分别设有第二弹性密封圈 （13） 和第三弹性 密封圈 （16） 。 3. 按照权利要。
6、求 1 或 2 所述的液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀， 其特征 在于 ： 所述挡圈 （6） 采用分块式结构， 且内嵌在阀体 （1） 上 ； 所述的压块 （5） 沿圆周方向均 布在该挡圈上。 4. 按照权利要求 1 或 2 所述的液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀， 其特征 在于 ： 所述的阀座 （2） 与阀体 （1） 之间设有轴向间隙 （10） 。 权 利 要 求 书 CN 103759024 A 2 1/4 页 3 具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀 技术领域 0001 本发明涉及具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀， 特别涉及双偏心 或三偏心的双向密封蝶阀。
7、， 适合于单相或含固体杂质的多相流体输送。 背景技术 0002 目前先进的蝶阀技术一般采用双偏心或三偏心的原理， 这样可以减小蝶阀正向承 压时的操作力矩， 使得阀门的开启与闭合更加便利、 快捷。所以， 国内外多使用单向密封的 偏心蝶阀。 对于双向密封蝶阀， 当阀板反向承压时， 不仅面临因水作用力矩大而蝶阀启闭操 作困难的问题， 而且很容易出现阀座与阀体之间摩擦力过大而导致的不能正常开启或关闭 等意外事故。 此外， 为了限制阀板承受反向压力时的轴向位移， 双向密封蝶阀常采用整体结 构的金属挡圈。 当蝶阀直径较大时， 金属挡圈的重量很大， 这样使得蝶阀的加工及装配非常 困难。因此， 通过改进偏心双。
8、向密封蝶阀的结构， 优化双向密封蝶阀的性能势在必行。 0003 由于蝶阀常使用在含固相杂质的场合， 为了进一步扩大偏心双向密封蝶阀的工程 应用， 必须对蝶阀的阀轴密封结构进行必要的革新。 0004 本发明设计了具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀。 这种结构除了 能有效满足双向密封的要求外， 主要是通过采用液力浮动式阀座和分块式挡圈， 改善了蝶 阀的操作性能， 有利于提高蝶阀的使用效率 ； 通过增加具有防泥沙功能的结构， 使得该蝶阀 可以适用于含固体杂质的流动， 扩大了蝶阀的使用范围。 发明内容 0005 本发明的目的是提出具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀， 该结构 主要改。
9、善了偏心蝶阀反向承压时的启闭操作性能， 能保证蝶阀的双向密封的要求， 同时增 强了蝶阀的防泥沙效果， 从整体上改善蝶阀的性能。 0006 本发明的技术方案如下 ： 0007 具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀， 包括阀体， 阀座， 密封压板， 阀板， 压块， 挡圈， 下轴套以及下轴套润滑水槽， 下阀轴和上阀轴。 其中密封压板固定在阀板 上， 下轴套润滑水槽设在下轴套的外表面 ； 下阀轴和上阀轴共中心线， 阀板由下阀轴和上阀 轴支撑。其特征在于 ： 所述的阀体的下部设有密闭水槽， 该密闭水槽沿阀体内壁圆周方向 设置， 密闭水槽所在圆弧的半径 R 对应的圆心角 为 10 180， 密闭水。
10、槽的宽度 L=G0/ 2p01Rsin(/2)， 式中 ： p01为密闭水槽中的水压， G0为阀座的重量 ； 0008 在该密闭水槽上设有注水孔， 注水孔穿过阀体与外界相连通 ； 在阀体的内壁上围 绕密闭水槽设有第一弹性密封圈。 0009 本发明的技术特征还在于 ： 所述阀体上设有压力水进口和压力水出口， 压力水进 口和压力水出口的一端分别与下轴套润滑水槽相连通， 压力水进口和压力水出口的另一端 分别与外界相连通 ； 在下轴套的两端分别设有第二弹性密封圈和第三弹性密封圈。 0010 本发明的另一技术特征在于 ： 所述挡圈采用分块式结构， 且内嵌在阀体上 ； 挡圈 说 明 书 CN 103759。
11、024 A 3 2/4 页 4 上固定有沿圆周方向均布的压块。 0011 所述的阀座与阀体之间设有轴向间隙。 0012 本发明与现有技术相比， 具有以下优点及技术效果 ： 由于密闭水槽设置在阀体 的下部 , 水压作用于阀座的方向为垂直向上， 即与重力的作用方向相反。当蝶阀启动时， 具 有一定压力的清水经由注水孔通入密闭水槽。阀座在通入清水的压力作用下进入悬浮状 态 （即此时水的作用力大于或等于阀座的重力） ， 成为液力浮动式阀座。这样使得阀座沿阀 体轴心线方向能较轻便地移动， 从而使得偏心蝶阀在开启与关闭时的操作性能得到显著改 善。采用压力水通道与弹性密封圈联合组成防泥沙结构， 避免蝶阀使用中。
12、流体中所含杂 质进入阀轴与轴套之间的配合间隙， 有效防止磨损， 达到保护阀轴和轴套的效果 ； 压力水通 道直接与下轴套润滑水槽连通， 强化了润滑轴套的效果。蝶阀的挡圈采用了分体式的结 构形式， 克服了偏心式蝶阀大型化带来的加工与装配困难的缺点， 也有利于改善蝶阀的制 造与装配精度。阀座与阀体之间设有轴向间隙， 可保证蝶阀反向承压时阀座的轴向位置 调整， 有效实现蝶阀的双向密封功能。 0013 这样可使得双向密封蝶阀的结构更加紧凑， 加工与装配便利， 操作快捷， 工作可 靠， 且有效扩展蝶阀的适用范围。 附图说明 0014 图 1 为本发明提供的具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀的主剖。
13、 视图。 0015 图 2 为图 1 中 K K 断面的剖视图。 0016 图 3 为图 1 的 A 局部放大图。 0017 图 4 为下阀轴及周围结构的局部放大图。 0018 图 5 为图 1 的 C 局部放大图。 0019 图 6 为挡圈的结构图。 0020 图中 ： 1 阀体 ； 2 阀座 ； 3 密封压板 ； 4 阀板 ； 5 压块 ； 6 挡圈 ； 7 注水 孔 ； 8 密闭水槽 ； 9 第一弹性密封圈 ； 10 轴向间隙 ； 11 压力水进口 ； 12 下轴套 ； 13第二弹性密封圈 ； 14压力水出口 ； 15下阀轴 ； 16第三弹性密封圈 ； 17上阀轴 ； 18 下轴套润滑水。
14、槽 ； 19 第一分块 ； 20 第二分块 ； 21 挡圈固定板。 具体实施方式 0021 下面结合附图对本发明的原理、 结构作进一步的说明。 0022 图 1 为具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀的主剖视图。该双向密 封蝶阀包括阀体 1、 阀座 2、 密封压板 3、 阀板 4、 压块 5、 挡圈 6、 下轴套 12、 下轴套润滑水槽 18、 下阀轴 15 和上阀轴 17。密封压板 3 固定在阀板 4 上 ； 下阀轴 15 和上阀轴 17 共中心线， 且均安装在阀体 1 上 ； 阀板 4 由下阀轴 15 和上阀轴 17 共同支撑。上阀轴 17 在外力作用下 发生转动时， 带动阀体绕上。
15、阀轴的中心线转动， 实现蝶阀的开启和关闭。 0023 当水流方向为正向 （即从右向左） 时， 阀板4受到水压作用而具有向左运动的趋势。 由于密封压板 3 与阀座 2 的接触面为锥面， 使得阀板上承受的水压力通过阀座 2 及挡圈 6 向阀体 1 传递。这样使得密封压板 3 与阀座 2 保持紧密接触， 实现正向密封。 说 明 书 CN 103759024 A 4 3/4 页 5 0024 当水流方向为反向 （即从左向右） 时， 阀板4受到水压作用而具有向右运动的趋势。 因为阀座 2 与阀体 1 之间设有轴向间隙 10， 作用在挡圈 6 上的水压力通过压块 5 推动阀座 2 向右移动， 从而保证密封。
16、压板 3 与阀座 2 之间的良好密封效果。 0025 为了保证蝶阀顺利启闭， 在阀体 1 下部设有密闭水槽 8， 该密闭水槽沿阀体内壁圆 周方向设置， 所在圆弧的半径 R 对应的圆心角 为 10 180， 密闭水槽的宽度 L=G0/ 2p01Rsin(/2)， 其中， p01为密闭水槽中的水压， G0为阀座 2 的重量。在阀体 1 上围 绕密闭水槽设有第一弹性密封圈9， 其作用是隔离密闭水槽与阀体内外的流体。 在密闭水槽 上设有注水孔 7， 注水孔穿过阀体与外界相连通。 0026 阀座 2 在密闭水槽中的水压力作用下进入悬浮状态 （即此时水压的作用力大于或 等于阀座的重力） ， 成为液力浮动式。
17、阀座。这样使得阀座沿阀体轴心线方向易于移动， 可有 效改善反向承压时蝶阀操作的便利性和密封的可靠性。 0027 为了扩展双向密封蝶阀的适用范围， 在阀体1的下部还布置了压力水进口11和压 力水出口 14， 压力水进口 11 和压力水出口 14 的一端各自与下轴套润滑水槽 18 相连通， 而 压力水进口 11 和压力水出口 14 另一端各自与外界相连通。当阀门启动或关闭时， 压力水 （水压应大于蝶阀工作压力） 从压力水进口 11 进入下轴套 12， 一方面起到润滑下轴套的作 用， 一方面压紧下轴套两端的第二弹性密封圈 13 和第三弹性密封圈 16， 阻止泥沙及其它杂 质进入下轴套。这部分有压水最。
18、终从压力水出口 14 排出阀体之外。 0028 蝶阀采用了分块式结构的挡圈 6， 该挡圈内嵌在阀体 1 上， 由第一分块 19、 第二分 块 20 和挡圈固定板 21 组成。第一分块和第二分块由螺栓固定在挡圈固定板上。第一分块 和第二分块的数量根据蝶阀的尺寸决定， 以便利挡圈各零件的加工与装配为原则。该结构 克服了传统的一体式挡圈在加工、 成型和安装上的局限性， 更好地适应蝶阀大型化的需要。 挡圈上固定有沿圆周方向均布的压块 5。 0029 具有液力浮动式阀座及防泥沙功能的双向密封蝶阀的工作过程如下 ： 0030 蝶阀正常使用时， 须从压力水进口11通入有一定压力 （水压应大于蝶阀工作压力） 。
19、的清水。当需要开启蝶阀时， 上阀轴 17 在外加力矩作用下转动， 带动阀板 4 在阀体 1 的内 腔转动。这样使得密封压板 3 与阀座 2 脱离接触， 阀板两侧的流体得以相互连通。当需要 关闭蝶阀时， 上阀轴 17 在外加力矩作用下转动， 带动阀板 4 在阀体 1 的内腔转动。固定在 阀板 4 上的密封压板 3 与阀座 2 逐渐接触。如果流动方向从右向左， 则阀板 4 受到水压作 用而具有向左运动的趋势。 由于密封压板3与阀座2的接触面为锥面， 这样使得密封压板3 与阀座2紧密接触， 切断了阀板两侧流体的连通， 同时阀板上承受的水压力通过阀座2及挡 圈 6 向阀体 1 传递 ； 当水流方向从左。
20、向右时， 阀板 4 受到水压作用而具有向右运动的趋势。 在水压作用下， 挡圈 6 和压块 5 将推动阀座 2 向右移动， 从而保证密封压板 3 与阀座 2 之间 的良好密封效果。 0031 对于大型蝶阀， 由于阀座具有较大重量， 其与阀体之间存在较大摩擦力。为此， 在 操作蝶阀时预先从注水孔 7 注入压力为 p01 的清水， 通入密闭水槽 8。由于密闭水槽 8 被第 一弹性密封圈 9 围绕， 密闭水槽 8 中的水与阀体内外的其它流体处于隔离状态。阀座 2 在 通入压力水的作用下进入悬浮状态 （即水的作用力大于或等于阀座的重力） ， 成为液力浮动 式阀座。这样使得阀座与阀体间的摩擦力大大降低， 挡圈和压块就很容易推动阀座向右移 动， 从而保证阀座与密封压板 3 紧密贴合。 说 明 书 CN 103759024 A 5 4/4 页 6 0032 因此， 采用本发明的结构可有效改善反向承压时偏心蝶阀操作的便利性和密封的 可靠性， 并拓展蝶阀的适用范围。 说 明 书 CN 103759024 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103759024 A 7 2/3 页 8 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103759024 A 8 3/3 页 9 图 6 说 明 书 附 图 CN 103759024 A 9 。