一种四偏心蝶阀的制作方法

本发明属于蝶阀领域，具体涉及一种四偏心蝶阀。

背景技术：

现有的三偏心蝶阀由于其“瞬开”、“瞬关”的特性，在关闭时，具有严重“水锤”现象；当采用气动控制装置时，更是需要配置相应液压缓冲装置进行消除，增加了蝶阀的复杂性以及使用成本。

为了减轻三偏心蝶阀“顺开”、“顺关”所带来的严重的“水锤”现象，去掉三偏心蝶阀使用时附加配置的液压缓冲装置，简化结构，节约成本，提出了一种四偏心蝶阀结构。现目前设计的四偏心蝶阀是针对不同的问题进行解决，没有对“水锤”现象进行解决；且其中有些四偏心蝶阀提出的第四个偏心在三偏心蝶阀结构上已经存在，只是未明确进行说明，其结构在实质上没有改变。因此，现有的技术没有解决三偏心的“水锤”现象。

技术实现要素：

本发明的目的是减轻三偏心蝶阀“顺开”、“顺关”所带来的严重的“水锤”现象，从而省去三偏心蝶阀使用时所附加配置的液压缓冲装置。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种四偏心蝶阀，包括阀体、多层次密封圈、蝶板、阀轴、压板、阀座和端盖。所述阀体具有一阀门流道，所述蝶板设置在阀门流道内。所述蝶板的旋转中心线与阀门流道中心线之间存在偏心距e。所述压板将多层次密封圈压紧在蝶板的一侧。所述压板通过螺栓与蝶板固定连接。所述阀轴通过键和定位销连接在蝶板的另一侧。

所述阀座通过端盖固定在阀体内。所述蝶板的旋转中心线与阀座的中性面之间存在偏心距d。所述阀座的内表面与多层次密封圈的外表面相配合，从而形成带有锥度的环形密封面。所述环形密封面的轴线与阀门流道中心线在平面Ⅰ内形成夹角α。所述平面Ⅰ为阀体的对称平面，且平面Ⅰ与阀轴的轴线垂直。所述环形密封面的轴线与平面Ⅰ之间形成夹角δ。

进一步，所述蝶板的一侧中心具有凸台，另一侧中心具有凹槽。所述压板的中心开有与凸台相配合的通孔。所述阀轴与凹槽之间形成空隙。

进一步，所述多层次密封圈由三层金属硬密封圈和两层石墨软密封圈相间组合而成。

进一步，所述多层次密封圈与蝶板之间还设置有柔性垫圈。所述多层次密封圈通过柔性垫圈的挤压变形产生位移。

进一步，带有锥度的环形密封面为锥体侧面的一部分，它的横截面为椭圆。

本发明的技术效果是毋庸置疑的。四偏心蝶阀的第四个偏心δ，改变了密封面的形状，使得在密封面的相同位置，四偏心蝶阀的密封面锥度与三偏心蝶阀密封面锥度不同，其密封扰乱了小开度下，流体的流动，增大了流阻，减小了流量，从而减少了关闭瞬间的流量变化量，减轻了“水锤”现象。

附图说明

图1为本发明四偏心蝶阀的剖视图；

图2为本发明四偏心蝶阀的左视图；

图3为三偏心蝶阀的左视图；

图4为三偏心蝶阀与四偏心蝶阀密封面的投影对比图；

图5为三偏心蝶阀10°开度下的流线图；

图6为四偏心蝶阀10°开度下的流线图。

图中：阀体1、多层次密封圈2、连接螺栓3、蝶板4、阀轴5、压板6、柔性垫圈7、阀座8、端盖9、端盖螺栓10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

参见图1和图2，本实施例提供一种四偏心蝶阀，主要包括阀体1、多层次密封圈2、蝶板4、阀轴5、压板6、阀座8和端盖9。所述阀体1具有一阀门流道，所述蝶板4设置在阀门流道内。所述蝶板4的旋转中心线与阀门流道中心线之间存在偏心距e。所述压板6将多层次密封圈2压紧在蝶板4的一侧。所述蝶板4的一侧中心具有凸台，另一侧中心具有凹槽。所述压板6的中心开有与凸台相配合的通孔，这样便于更好地将多层次密封圈固定在蝶板4上且节省材料。所述压板6通过连接螺栓3与蝶板4固定连接。

本实施例中，所述多层次密封圈2由三层金属硬密封圈和两层石墨软密封圈相间组合而成，使其同时具有金属硬密封承压高和非金属软密封密封性好的双重优点。所述多层次密封圈2与蝶板4之间还设置有柔性垫圈7。在遇到过大关闭冲击时，多层次密封圈2能够通过柔性垫圈7的挤压变形，略微向右移动，从而保护密封面。

所述阀轴5通过键和定位销连接在蝶板4的另一侧，其中键用于传递扭矩，定位销用于蝶板4在阀轴5上的定位，以便于安装。所述阀轴5与蝶板4的凹槽之间形成一段空隙，从而降低流阻系数，节约材料成本。

所述阀座8通过端盖9固定在阀体1内。所述蝶板4的旋转中心线与阀座8的中性面之间存在偏心距d。所述阀座8的内表面与多层次密封圈2的外表面相配合，从而形成带有锥度的环形密封面。带有锥度的环形密封面为锥体侧面的一部分，它的横截面为椭圆，其中横截面是与阀门流道中心线相垂直的平面。所述环形密封面的轴线与阀门流道中心线在平面Ⅰ内形成夹角α。所述平面Ⅰ为阀体1的对称平面，且平面Ⅰ与阀轴5的轴线垂直。所述环形密封面的轴线与平面Ⅰ之间形成夹角δ。

即在本发明中的四个偏心具体为：蝶板4的旋转中心线与阀座8的中性面之间的偏心距d；蝶板4的旋转中心线与阀门流道中心线之间的偏心距e；环形密封面的轴线与阀门流道中心线在平面Ⅰ内形成夹角α；环形密封面的轴线与平面Ⅰ之间形成夹角δ(如图2所示)。其中在三偏心蝶阀的密封锥面轴线在平面Ⅰ内，不存在δ这个偏心角(如图3所示)。

环形密封面的轴线与平面Ⅰ之间形成夹角δ，改变了密封面的形状，使得在密封面的相同位置，四偏心蝶阀的密封面锥度与三偏心蝶阀密封面锥度不同。如图4所示，实线为四偏心蝶阀密封面的投影线框图，虚线为三偏心蝶阀密封面的投影线框图。从图中可以看到，三偏心蝶阀密封面关于平面Ⅰ对称，四偏心蝶阀密封面不再关于平面Ⅰ对称。经过流体分析软件fluent模拟分析，其密封扰乱了小开度下，流体的流动，增大了流阻，减小了流量，从而减少了关闭瞬间的流量变化量，减轻了“水锤”现象。

实施例2：

参见图5和图6，分别为三偏心蝶阀和四偏心蝶阀结构在10°开度下的流线分布图。从图中可得，10°开度下，三偏心蝶阀在蝶板4上下两端的高速射流之间先形成一个小型涡流，之后又形成一个大涡流，影响流体流动；

四偏心蝶阀在上下两端的高速射流区先形成了三个小涡流，然后形成一个大涡流，阀后流体流动更为紊乱，增大了流体流动阻力；但影响蝶阀小开度下的流体流动的主要因素是阀后形成一个大涡流。因此，四偏心蝶阀未改变三偏心蝶阀流体的整体流动状态，但改变了其局部流体的流动状态。

如下表格所示，下表为三偏心蝶阀与四偏心蝶阀的流量系数和流阻系数。

从表中可以得到，四偏心蝶阀结构在90°全开时，其流阻系数为2.10比三偏心结构2.12要小，略微提高了蝶阀的流通能力；因此，四偏心蝶阀没有增大全开时流阻。在开度为10°时，四偏心蝶阀的流阻系数为931.20比三偏心蝶阀852.21要大；四偏心蝶阀的流量系数为61.19比三偏心蝶阀的63.87要小，减小了关闭瞬间的流量变化量，减轻了蝶阀关闭瞬间的“水锤”现象。

因此，四偏心蝶阀结构既保持了三偏心结构良好的流体特性情况下，又增大了在小开度下介质的流阻、使得流量减小，能够减轻了蝶阀关闭瞬间的“水锤”现象，降低使用成本。