一种硬密封蝶阀的制作方法

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种核二级硬密封蝶阀。

背景技术：

目前，核电作为最清洁的能源之一，越来越受到各国的青睐，蝶阀作为核电站常用的阀门被广泛使用。现有技术中的蝶阀大多采用软密封结构，软密封结构是指密封副的两侧一侧是金属材料，另一侧是有弹性的非金属材料。这种密封的密封性能较好，但非金属材料不耐高温、易磨损、机械性较差，很难满足核电站内部高温、高压等苛刻工况，使得软密封蝶阀寿命较短，严重制约了软密封蝶阀在核电站的应用。

为了解决上述问题，硬密封蝶阀应运而生，现有技术中公开了一种双偏心金属硬密封蝶阀，包括阀体，阀体内设置有介质通道，位于介质通道的阀杆上设置有蝶板，蝶板和阀体的密封面密封配合，且蝶板与阀座均采用硬质金属材料，能够有效的解决耐高温、高压的问题。

但是，现有技术中，硬密封蝶阀的阀座焊接在阀体上，在蝶板的加工过程中，由于存在加工误差，蝶板与阀座不对中，阀门在打开和关闭时，阀座呈圆周状贴合在所述蝶板的外圆周上，由于阀座固定，阀座与蝶板的挤压配合时会出现一侧较紧，一侧较松的情况，较松的一侧的密封面处的密封比压要小于较紧一侧的密封面的密封比压，导致较松一侧密封性能丧失，流体从该处泄漏出去，对蝶阀的整体密封性能造成影响。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的蝶阀由于存在加工误差导致蝶板与阀座不对中，蝶板与阀座的密封面出现一端较紧、另一端较松的情况，使得流体从较松一侧密封面泄漏出去的缺陷。

一种硬密封蝶阀，包括：

阀体，所述阀体内部成型有阀体通道；

阀杆，一端伸入所述阀体通道内；

蝶板，连接在所述阀杆上，位于所述阀体通道内；

阀座压环，连接在所述阀体上，具有第一缺口；

第一容纳空间，形成在所述阀体与所述阀座压环的第一缺口之间；

阀座，可径向活动地设置在所述第一容纳空间内，位于所述阀座压环与所述蝶板之间。

所述硬密封蝶阀处于关闭状态时，所述阀座的一侧与所述阀座压环之间形成第一间隙，所述阀座的与该一侧相对的一侧与所述蝶板密封配合，所述阀座的另外两侧分别紧密贴靠在所述阀体内壁与所述阀座压环的内壁上。

所述阀座压环上成型第二缺口，所述第二缺口与所述阀体的内壁之间形成第二容纳空间，限位环可活动地设置在所述第二容纳空间内，并与所述阀座相连接。

所述第二缺口与所述阀体的内壁之间形成有通道，所述阀座的最外层的一部分穿过所述通道伸入所述第二容纳空间内，并与所述限位环连接。

所述阀座包括位于外层与所述蝶板相接触的软金属层、位于中层的硬质金属层，以及位于内层的第一弹簧。

所述软金属层包括：

第一圆环，包覆在所述阀座的外部；

第二圆环，包覆在所述限位环的外部；以及，

连接段，所述连接段位于所述通道内。

所述限位环具有第二弹簧，所述第二弹簧被所述第二圆环包覆。

所述蝶阀处于关闭状态时，所述限位环的其中两个相对的侧面与所述阀体和所述阀座压环之间分别紧密配合，所述限位环的另外两个相对的侧面与所述阀座压环之间分别形成第二间隙和第三间隙。

所述阀座压环通过若干个螺栓固定在所述阀体上。

所述蝶板与所述阀座的所述软金属层的硬度不同。

所述阀体的顶端设有动载压紧装置，包括：螺柱，为多个，围绕所述阀体对称固定在所述阀体上；螺母，套设在所述螺柱上并通过螺纹与所述螺柱相连接；压板，位于所述螺母的下端，具有中心开孔，通过该中心开孔可活动地套设在所述阀杆上；压套，位于所述压板的下端，具有中心开孔，通过该中心开孔可活动地套设在所述阀杆上，其上端与压板的下端固定连接，其下端与填料连接，用以压紧填料；弹性件，连接在所述螺母与所述压板之间，能够在所述螺母的轴向作用力下产生平行于螺柱的压缩形变，以带动压板运动。

所述压板的上端垂直固定有套筒，所述套筒套设在螺柱上，所述套筒的内壁与所述螺柱的外壁之间形成容纳腔，所述弹性件设置在所述容纳腔内部。

所述压板套设在所述螺柱上的部分与所述螺柱之间形成间隙；所述动载压紧装置还包括导向套，所述导向套位于所述套筒的内部；所述导向套的一部分能够在所述螺母的带动下，沿着所述间隙上下运动。

所述导向套包括：

水平段，罩扣在所述弹性件的顶端；

竖直段，设置在所述弹性件与所述螺柱之间，在所述螺母的带动下，沿着所述间隙上下运动。

所述套筒上设有指示槽，所述指示槽上绘制有指示刻度。

所述弹性件为碟簧组。

所述阀杆呈阶梯轴设置，所述阶梯轴的收缩段用以放置填料。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的硬密封蝶阀，阀座自身呈环形，当所述蝶阀关闭时，所述蝶板挤压并贴靠在所述阀座上，如果蝶板与阀座之间无法紧密贴合，则一定存在阀座的一端与蝶板夹持过紧、另一端与蝶板夹持过松的情况，由于所述阀座可径向活动地设置在所述第一容纳空间内，此时夹持过紧一侧的阀座将沿径向发生远离蝶板的运动，夹持过松一侧的阀座将沿径向发生靠近蝶板的运动。使阀座准确运动到蝶板的四周，从而使环形的阀座绕在所述蝶板的圆周上，确保整个蝶阀的密封性。

2.本发明提供的硬密封蝶阀，所述硬密封蝶阀处于关闭状态时，所述阀座的一侧与所述阀座压环之间形成第一间隙，所述阀座的与该一侧相对的一侧与所述蝶板密封配合，所述阀座的另外两侧分别紧密贴靠在所述阀体内壁与所述阀座压环的内壁上。

所述第一间隙具有一定的长度，当蝶板挤压阀座时，阀座能够在所述第一间隙中沿着蝶阀的径向进行运动，从而使阀座紧密贴靠在蝶板的圆周上。同时，阀座的另外两侧分别紧密帖靠在阀体内壁和阀座压环的内壁上，确保流体不会通过所述第一容纳空间流出，确保了蝶阀的密封性能。

3.本发明提供的硬密封蝶阀，限位环可活动地设置在所述第二容纳空间内，并与所述阀座相连接。由于限位环上下两端的运动受到第二容纳空间的限制，同时限位环与阀座相连接，所以所述第二容纳空间与所述限位环一起作用，起到限制所述阀座运动的作用，避免所述阀座过度运动而脱离所述第一容纳空间。

4.本发明提供的硬密封蝶阀，所述第二缺口与所述阀体的内壁之间形成有通道，通道内放置有阀座的最外层的一部分，利用较小的空间实现了将所述阀座与所述限位环连接在一起的目的，起到二者的联动作用。

5.本发明提供的硬密封蝶阀，阀座具有软金属层，软金属层位于外层，软金属层具有一定的柔性，可以避免与蝶板之间的剧烈摩擦，确保蝶板与阀座之间的密封性能；位于中层的硬质金属层确保阀座整体的刚性；位于内层的第一弹簧能够抵消蝶板与阀座相互挤压时，阀座整体的变形量。

6.本发明提供的硬密封蝶阀，所述第一圆环和所述第二圆环包覆在阀座和限位环的外部，起到将阀座和限位环联动的作用；而连接段位于通道内，起到将第一圆环的运动传递至第二圆环内的作用。

7.本发明提供的硬密封蝶阀，第二弹簧被第二圆环包覆，当第二圆环受到挤压时，第二弹簧能够吸收整个限位环的形变。

8.本发明提供的硬密封蝶阀，所述限位环的其中两个相对的侧面与所述阀体和所述阀座压环之间分别紧密配合，所述限位环的另外两个相对的侧面与所述阀座压环之间分别形成第二间隙和第三间隙。

限位环的其中两个相对的侧面与所述阀体和所述阀座压环之间分别紧密配合，从而防止流体通过第二容纳空间流出至外侧。所述限位环的上下两端设有第二间隙和所述第三间隙，通过第二间隙和第三间隙起到限制限位环上下运动距离的作用。

9.本发明提供的硬密封蝶阀，所述蝶板与所述阀座的所述软金属层的硬度不同。如果蝶板与阀座的所述软金属层的采用不同硬度的金属，密封副的两部分均会受损，但如果采用不同硬度的材料时，只有硬度较小的一部分收到损伤，更具有经济性。

10.本发明提供的硬密封蝶阀，压套位于所述压板的下端，具有中心开孔，通过该中心开孔可活动地套设在所述阀杆上，其上端与压板的下端固定连接，其下端与填料连接，用以压紧填料。

填料的作用在于防止流体通过阀体与阀杆之间的间隙泄露出去，而填料自身需要有一定的外力是其保持在阀体内部，当给予填料的外力过小时，填料容易被流体吹出在阀体外，当给予填料的外力过大时，容易导致阀杆与阀体之间的摩擦力过大，导致阀杆开合的扭矩过大，使得蝶板不易打开。

填料的下端与流体相接触，上端与压套相接触，压套与阀体固定设置，从而起到防止填料从阀体底端开口处泄漏出去的目的。因此，需要给压套一合适的力，使得填料稳定在阀体中。本发明提供的方案中，当螺母沿着螺柱向下运动时，弹性件向下运动，此时弹性件蓄力，使得压板有向下运动的趋势，由于压套与压板相连接，因此压套会给填料一定的挤压力，从而压紧填料，而螺母向下运动的距离决定了该挤压力的大小。

11.本发明提供的硬密封蝶阀，所述压板的上端垂直固定有套筒，所述套筒套设在螺柱上，所述套筒的内壁与所述螺柱的外壁之间形成容纳腔，所述弹性件设置在所述容纳腔内部。

弹性件设置在所述套筒和螺柱形成的容纳腔内，使得弹性件的左右两侧受到限制，当弹性件受到沿竖直方向的力时，弹性件不会发生左右方向的偏移，确保了弹性件运动的稳定性。

12.本发明提供的硬密封蝶阀，所述导向套包括：水平段，罩扣在所述弹性件的顶端；竖直段，设置在所述弹性件与所述螺柱之间，在所述螺母的带动下，沿着所述间隙上下运动。

水平段扣在弹性件的顶端，当水平段受力上下运动时，竖直段沿着间隙上下运动，间隙提供竖直段运动的路径，确保水平段的正常运动，使弹性件的顶端平齐的向下运动。

13.本发明提供的硬密封蝶阀，所述套筒上设有指示槽，所述指示槽上绘制有指示刻度。

通过指示刻度，可以准确地表示出弹性件的顶端位置，由于弹性件的顶端位置越靠下，弹性件自身蓄力越大，因此可以通过指示刻度准确的了解弹性件自身蓄力的大小，便于确定弹性件最优和最小压紧量。

14.本发明提供的硬密封蝶阀，所述弹性件为碟簧组。碟簧组在承受负载变形后，储蓄一定的势能，当螺栓出现松弛时，碟形弹簧释放部分势能以保持法兰连接间的压力达到密封要求。碟形弹簧应力分布由里到外均匀递减，能够实现低行程高补偿力的效果。

15.本发明提供的硬密封蝶阀，所述阀杆呈阶梯轴设置，所述阶梯轴的收缩段用以放置填料。

将填料放置在收缩段内，由于收缩段两端的直径大于收缩段本体的直径，因此收缩段的两端可以起到防止填料运动的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明硬密封蝶阀的一种实施方式的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本发明的硬密封蝶阀的所述动载压紧装置的一种实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1-阀体；2-蝶板；3-阀杆；31-收缩段；4-阀座；41-软金属层；411-第一圆环；412-第二圆环；413-连接段；42-硬质金属层；43-第一弹簧；5-阀座压环；51-第一容纳空间；52-第二容纳空间；6-限位环；61-第二弹簧；63-第二间隙；64-第三间隙；11-第一间隙；7-压板；8-压套；9-螺柱；10-螺母；11-弹性件；12-套筒；121-指示槽；13-导向套；131-水平段；132-竖直段；14-间隙。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种硬密封蝶阀，包括：

阀体1，所述阀体1内部成型有阀体通道；

阀杆3，一端伸入所述阀体通道内；

蝶板2，连接在所述阀杆3上，位于所述阀体通道内；

阀座压环5，连接在所述阀体1上，具有第一缺口；

第一容纳空间51，形成在所述阀体1与所述阀座压环5的第一缺口之间；

阀座4，可径向活动地设置在所述第一容纳空间51内，位于所述阀座压环5与所述蝶板2之间。

阀座4自身呈环形，当所述蝶阀关闭时，所述蝶板2挤压并贴靠在所述阀座4上，如果蝶板2与阀座4之间无法紧密贴合，则一定存在阀座4的一端与蝶板2夹持过紧、另一端与蝶板2夹持过松，此时夹持过紧一侧的阀座4将沿径向发生远离蝶板2的运动，夹持过松一侧的阀座4将沿径向发生靠近蝶板2的运动。使阀座4准确运动到蝶板2的四周，从而使环形的阀座4绕在所述蝶板2的圆周上，确保整个蝶阀的密封性。

本实施例中，所述硬密封蝶阀处于关闭状态时，所述阀座4的一侧与所述阀座压环5之间形成第一间隙11，所述阀座4的与该一侧相对的一侧与所述蝶板2密封配合，所述阀座4的另外两侧分别紧密贴靠在所述阀体1内壁与所述阀座压环5的内壁上。

如图2所示，所述第一间隙11具有一定的长度，当蝶板2挤压阀座4时，阀座4能够在所述第一间隙11中向上或者向下运动，从而使阀座4紧密贴靠在蝶板2的圆周上。同时，阀座4的另外两侧分别紧密帖靠在阀体1内壁和阀座压环5的内壁上，确保了流体不会通过所述第一容纳空间51流出，确保了蝶阀的密封性能。

本实施例中，所述阀座压环5上成型第二缺口，所述第二缺口与所述阀体1的内壁之间形成第二容纳空间52，限位环6可活动地设置在所述第二容纳空间52内，并与所述阀座4相连接。

由于限位环6的运动受到第二容纳空间52的限制，同时限位环6与阀座4相连接，所以所述第二容纳空间52与所述限位环6一起作用，起到限制所述阀座4运动的作用，避免所述阀座4过度运动而脱离第一容纳空间51。

具体地，如图2所示，所述第二容纳空间52呈环状设置在所述阀座压环5与所述阀体1之间，当较紧一侧的密封面的阀座压环5向下运动时，较松一侧的密封面的阀座压环5也同步向下运动。从而带动位于与圆心对称一侧的限位环6同步同向运动。

本实施例中，所述第二缺口与所述阀体1的内壁之间形成有通道，所述阀座4的最外层的一部分穿过所述通道伸入所述第二容纳空间52内，并与所述限位环6连接。

通道内放置有阀座4的最外层的一部分，利用较小的空间实现了将所述阀座4与所述限位环6连接在一起的目的，起到二者的联动作用。

所述阀座4包括位于外层与所述蝶板2相接触的软金属层41、位于中层的硬质金属层42，以及位于内层的第一弹簧43。

所述软金属层41包括：第一圆环411，包覆在所述阀座4的外部；第二圆环412，包覆在所述限位环6的外部；以及，连接段413，所述连接段413位于所述通道内。所述限位环6具有第二弹簧61，所述第二弹簧61被所述第二圆环412包覆。

软金属层41具有一定的柔性，可以避免与蝶板2之间的剧烈摩擦，确保蝶板2与阀座4之间的密封性能；位于中层的硬质金属层42确保阀座4整体的刚性；位于内层的第一弹簧43能够抵消蝶板2与阀座4相互挤压时，阀座4整体的变形量。

具体地，所述第一圆环411和所述第二圆环412包覆在阀座4和限位环6的外部，起到将阀座4和限位环6联动的作用；而连接段413位于通道内，起到将第一圆环411的运动传递至第二圆环412内的作用。

第二弹簧61被第二圆环412包覆，当第二圆环412受到挤压时，第二弹簧61能够吸收整个限位环6的形变。

具体地，所述第一弹簧43和所述第二弹簧61均为螺旋弹簧且呈圆周状设置。

所述蝶阀处于关闭状态时，所述限位环6的其中两个相对的侧面与所述阀体1和所述阀座压环5之间分别紧密配合，所述限位环6的另外两个相对的侧面与所述阀座压环5之间分别形成第二间隙63和第三间隙64。

限位环6的其中两个相对的侧面与所述阀体1和所述阀座压环5之间分别紧密配合，从而防止流体通过第二容纳空间51流出至外侧。所述限位环6的上下两端设有第二间隙63和所述第三间隙64，通过第二间隙63和第三间隙64起到限制限位环6上下运动距离的作用。

具体地，当第二间隙63和第三间隙64中的任一个空间发生减小时，另一个的空间一定发生增大。

所述阀座压环5通过若干个螺栓固定在所述阀体1上。

所述蝶板2与所述阀座4的所述软金属层41的硬度不同。

如果蝶板2与阀座4的所述软金属层41的采用不同硬度的金属，密封副的两部分均会受损，但如果采用不同硬度的材料时，只有硬度较小的一部分收到损伤，更具有经济性。

所述阀体1的顶端设有动载压紧装置，包括：螺柱9，为多个，围绕所述阀体1对称固定在所述阀体1上；螺母10，套设在所述螺柱9上并通过螺纹与所述螺柱9相连接；压板7，位于所述螺母10的下端，具有中心开孔，通过该中心开孔可活动地套设在所述阀杆3上；压套8，位于所述压板7的下端，具有中心开孔，通过该中心开孔可活动地套设在所述阀杆3上，其上端与压板7的下端固定连接，其下端与填料连接，用以压紧填料；弹性件11，连接在所述螺母10与所述压板7之间，能够在所述螺母10的轴向作用力下产生平行于螺柱9的压缩形变，以带动压板7运动。

填料的作用在于防止流体通过阀体1与阀杆3之间的间隙泄露出去，而填料自身需要有一定的外力是其保持在阀体1内部，当给予填料的外力过小时，填料容易被流体吹出在阀体1外，当给予填料的外力过大时，容易导致阀杆3与阀体1之间的摩擦力过大，导致阀杆3开合的扭矩过大，使得蝶板2不易打开。

填料的下端与流体相接触，上端与压套8相接触，压套8与阀体1固定设置，从而起到防止填料从阀体1底端开口处泄漏出去的目的。因此，需要给压套8一合适的力，使得填料稳定在阀体1中。本发明提供的方案中，当螺母10沿着螺柱9向下运动时，弹性件11向下运动，此时弹性件11蓄力，使得压板7有向下运动的趋势，由于压套8与压板7相连接，因此压套8会给填料一定的挤压力，从而压紧填料，而螺母10向下运动的距离决定了该挤压力的大小。

如图3所示，所述压板7的上端垂直固定有套筒12，所述套筒12套设在螺柱9上，所述套筒12的内壁与所述螺柱9的外壁之间形成容纳腔，所述弹性件11设置在所述容纳腔内部。

弹性件11设置在所述套筒12和螺柱9形成的容纳腔内，使得弹性件11的左右两侧受到限制，当弹性件11收到沿竖直方向的力时，弹性件11不会发生左右方向的偏移，确保了弹性件11运动的稳定性。

具体地，所述套筒12呈桶状设置，螺柱9设置在套筒12的中心处，套筒12与螺柱9之间形成容纳腔，将弹性件11放在该容纳腔中。

所述压板7套设在所述螺柱9上的部分与所述螺柱9之间形成间隙；所述动载压紧装置还包括导向套13，所述导向套13位于所述套筒12的内部；

所述导向套13包括：

水平段131，罩扣在所述弹性件11的顶端；

竖直段132，设置在所述弹性件11与所述螺柱9之间，在所述螺母10的带动下，沿着所述间隙上下运动。

水平段扣在弹性件的顶端，当水平段受力上下运动时，竖直段沿着间隙上下运动，间隙提供竖直段运动的路径，确保水平段的正常运动，使弹性件的顶端平齐的向下运动。

具体地，所述水平段131与所述竖直段132分体设置，所述垂直段相对于所述水平段131上下运动。

所述套筒12上设有指示槽121，所述指示槽121上绘制有指示刻度。通过指示刻度，可以准确地表示出弹性件11的顶端位置，由于弹性件11的顶端位置越靠下，弹性件11自身蓄力越大，因此可以通过指示刻度准确的了解弹性件11自身蓄力的大小，便于确定弹性件11最优和最小压紧量。

所述弹性件11为碟簧组。碟簧组在承受负载变形后，储蓄一定的势能，当螺栓出现松弛时，碟形弹簧释放部分势能以保持法兰连接间的压力达到密封要求。碟形弹簧应力分布由里到外均匀递减，能够实现低行程高补偿力的效果。

作为变型，所述碟簧组也可以采用普通弹簧。

如图1所示，所述阀杆3呈阶梯轴设置，所述阶梯轴的收缩段31用以放置填料。

将填料放置在收缩段31内，由于收缩段31两端的直径大于收缩段31本体的直径，因此收缩段31的两端可以起到防止填料运动的作用。

具体地，填料的下方还设有填料压环，用以防止填料散落至流体内，对流体造成污染。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。