一种蝶阀的制作方法

本发明属于管道阀门技术领域，具体的说是涉及一种蝶阀。

背景技术：

蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，在管道上主要起切断和节流作用。其中，蝶阀启闭件是一个圆盘形的翻板，在阀体内绕其自身的轴线进行旋转，从而达到启闭或调节的目的。

然而，当蝶阀用于大口径管道时，特别是在高压的工况下，管道内的介质就会对蝶板产生的压力很大。此时，在开启的过程中，阀杆所承受的扭矩很大，需要阀门开启时的扭矩也就会很大，由此配套的驱动装置的输出力矩相应也就很大，使得阀门的结构庞大。同时，在阀体由关闭至打开状态的过程中，由于阀体内的介质压力较大，工作人员在扳动把手时，依然会有较大的扭矩，难以开启，给工作人员带来较大的工作难度。此外，在蝶板的开启和关闭过程中，蝶板的的密封圈与阀体之间会处于挤压、刮擦状态，这样不仅阻距大，而且磨损严重，很容易出现泄漏。

技术实现要素：

为了降低操作人员对蝶阀启闭控制的工作难度，提高密封效果，本发明提出了一种全新结构形式的蝶阀。该蝶阀包括阀体、蝶板、驱动轴、阀芯和驱动杆；其中，所述蝶板位于所述阀体内部，并且可以相对于所述阀体进行运动以控制该蝶阀的启闭；所述蝶板上设有控制孔，所述控制孔贯穿所述蝶板以连通所述蝶板两侧的介质；所述阀芯位于所述控制孔中，并且可以相对于所述蝶板进行运动以控制所述控制孔的通断；所述驱动轴与所述阀体活动连接，一端位于所述阀体内部与所述阀芯连接，另一端位于所述阀体外部与驱动装置连接；所述驱动杆与所述阀体活动连接，一端位于所述阀体内部与所述蝶板连接，另一端位于所述阀体外部与驱动装置连接；所述驱动装置分别通过所述驱动轴驱动所述阀芯相对于所述蝶板进行运动以控制所述控制孔的通断，以及通过所述驱动杆驱动所述蝶板相对于所述阀体进行运动以控制该蝶阀的启闭。

优选的，所述阀芯采用球阀结构并且设有贯穿球心的先导孔，并且所述阀芯通过支撑轴固定在所述控制孔内；所述阀芯可以在所述控制孔内进行绕其支撑轴的往复转动，控制所述先导孔与所述控制孔的通断。

进一步优选的，所述支撑轴与所述驱动轴之间采用齿轮和齿条连接，并且所述驱动轴可以沿自身轴线方向进行往复移动，以驱动所述阀芯在所述控制孔内进行往复转动。

进一步优选的，所述控制孔内设有密封座和补偿弹性件；所述密封座的密封面与所述阀芯接触，所述补偿弹性件的两端分别与所述密封座和所述蝶板接触以驱动所述密封座向所述阀芯方向移动。

优选的，所述蝶阀中与所述阀体直接接触的外圆周表面设有橡胶圈，并且所述橡胶圈可以沿所述蝶板的直径方向进行往复伸缩，以控制对所述蝶板和所述阀体之间间隙的填充密封。

进一步优选的，所述蝶阀上设有控制腔；所述控制腔内充满压力可变的介质，并且与所述蝶板和所述橡胶圈之间的间隙连通。

进一步优选的，该蝶阀还设有控制凸轮、控制活塞和控制弹性件；所述控制活塞位于所述控制腔内形成容纳介质的密闭空间，所述控制活塞可以相对于所述控制腔进行往复运动；所述控制凸轮位于所述阀体内部并且与所述阀体固定连接，所述蝶板运动过程中带动所述控制活塞沿所述控制凸轮的外表面运动，所述控制凸轮驱动所述控制活塞向所述控制腔的内部方向运动；所述控制弹性件位于所述控制腔内并且与所述控制活塞接触，以驱动所述控制活塞向所述控制腔的外部方向运动；

当所述蝶板运动使该蝶阀开启时，所述控制活塞在所述控制弹性件的驱动下向所述控制腔的外部方向运动，容纳介质的密封空间体积增大；当所述蝶板运动使该蝶阀关闭时，所述控制活塞在所述控制凸轮的驱动下向所述控制腔的内部方向运动，容纳介质的密封空间体积减小。

进一步优选的，所述蝶板上设有一个单向阀；所述单向阀的进口位于所述蝶板的端面，所述单向阀的出口与所述控制腔连通。

优选的，该蝶阀还包括手柄和定位盘；所述手柄同时与所述驱动轴和所述驱动杆中位于所述阀体外部的一端连接，并分别驱动所述驱动轴和所述驱动杆进行运动，所述定位盘固定在所述阀体的外部，以定位所述手柄的位置。

进一步优选的，所述手柄包括上手柄、下手柄和弹性连接件，并且所述上手柄和所述下手柄成剪刀式活动连接，所述弹性连接件位于所述上手柄和所述下手柄之间；所述驱动杆与所述阀体转动连接，并且一端与所述上手柄连接，另一端与所述蝶板连接，所述上手柄通过所述驱动杆驱动所述蝶板在所述阀体内部进行转动；所述驱动轴与所述驱动杆同轴滑动连接，所述驱动轴的一端与所述阀芯连接，另一端与所述下手柄连接，所述下手柄驱动所述驱动轴相对于所述驱动杆进行轴向运动以驱动所述阀芯运动。

相较于现有结构形式的蝶阀，本发明的蝶阀具有以下有益技术效果：

1、在本发明的蝶阀中，通过在蝶板上设置连通其两侧介质的控制孔，在控制孔中布设可以运动的阀芯，并且借助驱动轴对阀芯进行运动控制，从而控制控制孔的通断。此时，在驱动蝶板进行蝶阀的启闭操作前，就可以预先通过控制阀芯使控制孔处于连通状态，使蝶板两侧的介质连通，降低蝶板两侧介质的压力差，减小驱动蝶板转动过程的介质阻力，当蝶板转动到位后在反向驱动阀芯运动封堵控制孔，切断蝶板两侧介质的连通。这样，就可以大大降低蝶板转动过程中，所受两侧介质阻力，降低操作人员驱动蝶板进行蝶阀启闭操作过程的工作难度，提高对蝶阀控制的灵活性和便捷性。

2、在本发明中，通过在蝶板上布设充满压力可变介质的控制腔，在蝶板与阀体接触的外圆周表面布设橡胶圈，并且将控制腔与蝶板和橡胶圈之间的间隙连通。此时，通过控制控制腔中介质压力的变化，就可以驱动橡胶圈进行蝶板径向的往复伸缩，从而对蝶板和阀体之间的间隙进行控制。这样，在蝶板转动过程中，通过控制橡胶圈的回缩，就可以降低蝶板与阀体之间的摩擦阻力，便于操作人员进行蝶板转动操作，降低对橡胶圈的磨损，提高对橡胶圈的保护，当蝶板转动到关闭位置时，通过控制橡胶圈的膨胀伸缩，就可以对蝶板和阀体之间的间隙进行封堵，完成对蝶板和阀体之间间隙的密封，保证蝶阀的密封效果。

附图说明

图1为本实施例蝶阀处于关闭位置时的剖面结构示意图；

图2为图1中c处的局部放大结构示意图；

图3为沿图1中a向的结构示意图；

图4为沿图1中b-b处截面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。

结合图1至图4所示，本实施例的蝶阀，包括阀体1、蝶板2、阀芯3、驱动轴4和驱动杆7。其中，蝶板2位于阀体1的内部，并且可以相对于阀体1进行运动以控制该蝶阀的启闭。蝶板2上设有控制孔21，并且控制孔21沿介质流动方向贯穿蝶板2以连通蝶板2两侧的介质。阀芯3位于控制孔21中，并且可以相对于蝶板2进行运动以控制控制孔21的通断，进而控制蝶板2两侧介质的通断关系。驱动轴4与阀体1活动连接，一端位于阀体1的内部与阀芯3连接，另一端位于阀体1的外部与驱动装置连接。驱动杆7同样与阀体1活动连接，一端位于阀体1的内部与蝶板2连接，另一端位于阀体1的外部与驱动装置连接。其中，驱动装置通过驱动轴4可以驱动阀芯3相对于蝶板2进行运动以控制控制孔21的通断，以及通过驱动杆7驱动蝶板2相对于阀体1进行运动以控制该蝶阀的启闭。

此时，在通过驱动杆驱动蝶板运动以开启该蝶阀之前，就可以预先通过驱动轴驱动阀芯进行运动，先开启控制孔使蝶板两侧的介质连通，降低蝶板两侧介质的压力差，减小由蝶板两侧介质压力差对蝶板产生的作用力，从而降低通过驱动杆驱动蝶板运动的阻力，降低工作人员开启蝶阀的难度，提高工作人员对蝶阀开启的灵活性和便捷性。

同样，在通过驱动杆驱动蝶板运动以关闭该蝶阀之前，通过驱动轴驱动阀芯运动并保持控制孔开启状态下再驱动蝶板运动，也可以降低蝶板两侧介质压力差对驱动蝶板运动的阻力，当蝶板运动到位后，再驱动阀芯运动关闭控制孔完成对该蝶阀的完全关闭，从而减小关闭蝶阀过程的作用力，降低工作人员关闭蝶阀的难度，提高工作人员对蝶阀关闭的灵活性和便捷性。

结合图1和图2所示，在本实施例中，阀芯3采用球阀结构并且设有贯穿球心的先导孔31，同时阀芯3通过支撑轴32固定在控制孔21内。此时，通过阀芯3在控制孔21内绕支撑轴32的往复转动，就可以控制先导孔31与控制孔21的通断关系，进而控制蝶板两侧介质的通断关系。

结合图3所示，支撑轴32与驱动轴4之间采用齿轮齿条啮合的方式连接，即支撑轴32的端部设有齿轮，驱动轴4的端部设有齿条，并且驱动轴4在驱动装置的驱动下可以沿自身轴线方向进行往复移动，从而通过齿轮齿条带动阀芯3在控制孔21进行往复转动。

结合图1和图2所示，在本实施例的控制孔21内设有两个密封座22和两个补偿弹性件23。其中，两个密封座22分别位于阀芯3的上游位置和下游位置，并且密封座22的密封面与阀芯3的表面直接接触，补偿弹性件23的两端分别与密封座22和蝶板2的本体接触以驱动密封座22向阀芯3方向移动。在本实施例中，补偿弹性件采用的是处于压缩状态的螺旋弹簧，同样也可以选用碟簧将密封座压向阀芯。

此时，不仅可以对密封座进行单独加工制造，保证密封座中密封面与阀芯的配合密封精度，保证密封效果，而且借助补偿弹性件可以使密封座始终与阀芯保持贴近接触，自动补偿密封座长时间工作产生的磨损，进一步保证对阀芯的密封效果。

在本实施例中，通过将阀芯设计为球阀结构，并且在阀芯上开设先导孔，从而借助阀芯在控制孔内的往复转动，控制先导孔与控制孔的连通关系，进而控制控制孔的通断。同样，在其他实施例中，也可以将阀芯设计为滑阀结构，并且在蝶板上设置一条两端同时与控制孔连通的辅助油路，此时通过滑阀在控制孔内的往复滑动以对辅助油路的封堵和开启控制，也可以控制整个控制孔的通断关系。同理，在阀芯采用滑阀的实施例中也就可以借助水平连杆对阀芯和驱动轴进行连接，从而由驱动轴的轴向运动直接带动阀芯在控制孔内进行往复运动，进而控制控制孔的通断。

结合图1所示，在本实施例的蝶阀中还设有手柄5和定位盘6。其中，手柄5同时与驱动轴4和驱动杆7中位于阀体1外部的一端连接，并分别驱动驱动轴4进行轴向往复运动以及驱动驱动杆7进行圆周方向往复转动，定位盘6固定在阀体1的外部，以定位手柄5的位置。

此时，本实施例中的驱动装置就可以直接采用人力驱动的方式，通过操作人员对手柄对驱动轴进行控制，从而对蝶阀进行启闭控制。同样，在其实施例中也可以采用其他方式控制驱动轴的运动，例如电机、气缸或油缸。

结合图1所示，本实施例的手柄5由上手柄51、下手柄52和弹性连接件53组成。其中，上手柄51和下手柄52成剪刀式活动连接，弹性连接件53位于上手柄51和下手柄52之间，驱动杆7与阀体1转动连接，并且一端与上手柄51连接，另一端与蝶板2连接，驱动杆7同轴套设在驱动轴4的外部，并且驱动轴4可以相对于驱动杆7进行轴向往复滑动，驱动轴4的一端与阀芯3通过齿轮齿条连接，另一端与下手柄52连接。

此时，通过对手柄5进行夹持，即驱动下手柄52相对于上手柄51进行捏合动作，就可以带动驱动轴4相对于驱动杆7进行轴向运动，控制阀芯3在控制孔21内的转动，进而控制控制孔21的通断。通过驱动上手柄51绕定位盘6转动的过程中，就可以通过驱动杆7带动蝶板2在阀体1内部进行转动，从而控制该蝶阀的启闭。

结合图1所示，在本实施例的蝶板2中与阀体1直接接触的外圆周表面设有橡胶圈8，并且橡胶圈8可以沿蝶板2的直径方向进行往复伸缩，以形成对蝶板2和阀体1之间间隙的填充密封。

此时，在对蝶阀进行开启或关闭操作前，通过对橡胶圈进行回缩就可以解除对蝶板与阀体之间间隙的密封，从而降低蝶板转动过程中的阻力，进一步提高对蝶板驱动的灵活性和便捷性，同时还可以降低对橡胶圈的磨损，提高橡胶圈的使用寿命，保证对蝶阀和阀体密封的可靠性。当蝶板转动至关闭位置后，再通过控制橡胶圈相对于蝶板进行径向膨胀伸出，就可以完成对蝶阀与阀体之间间隙的封堵密封，完成该蝶阀的关闭。

结合图1所示，在蝶阀2上还设有一个控制腔24。其中，控制腔24内充满流体介质，并且与蝶板2和橡胶圈8之间的间隙连通。此时，通过控制控制腔24内流体介质的压力变化，就可以驱动橡胶圈8相对于蝶板2进行径向伸缩，从而控制蝶板与阀体之间的间隙变化。

结合图1和图3所示，在本实施例的蝶阀中还设有控制凸轮9、控制活塞25和控制弹性件26。其中，控制活塞25位于控制腔24内形成容纳介质的密闭空间，并且控制活塞25可以相对于控制腔24进行往复运动，以改变容纳介质的密闭空间的体积大小。控制凸轮9固定在阀体1的内部，并且在蝶板2转动过程中，控制活塞25绕控制凸轮9的外表面转动，形成向控制腔24内部方向的运动。控制弹性件26位于控制腔24内并且与控制活塞25保持接触，以驱动控制活塞25向控制腔24的外部方向运动。在本实施例中，控制弹性件26选用的处于压缩状态的螺旋弹簧，同样也可以选用碟簧对控制活塞25进行驱动控制。

此时，当蝶板2转动使该蝶阀开启时，控制活塞25绕控制凸轮9的转动过程中，控制弹性件26驱动控制活塞25向控制腔24的外部方向运动，从而使容纳介质的密封空间体积增大，降低所容纳介质的压力，进而使橡胶圈8进行回缩；反之，当蝶板2转动使该蝶阀关闭时，控制活塞25绕控制凸轮9的转动过程中，克服控制弹性件26的作用力并向控制腔24的内部方向运动，从而使容纳介质的密封空间体积减小，升高所容纳介质的压力，进而使橡胶圈8进行膨胀外伸。这样，就完成了蝶板转动过程中对橡胶圈的同步自动伸缩控制，同样，在其他实施例中，也可以采用其他驱动机构单独控制控制活塞的运动，控制橡胶圈的伸缩变化，甚至通过外接控制油路控制控制腔内的介质压力变化。

此外，结合图1所示，在蝶板2上还设有一个单向阀27。其中，单向阀27的进口位于蝶板2的端面，单向阀27的出口与控制腔24连通，从而使控制腔24内部的介质与蝶板一侧的介质形成单向连通关系。这样，在控制腔的体积变大过程中，就可以通过单向阀进行控制腔内介质的补充，防止控制腔内出现抽真空现象，避免对控制活塞、橡胶圈甚至蝶板造成破坏，提高对该蝶阀的保护。

结合图1至图4所示，对本实施例的蝶阀进行启闭操作时，具体操作过程如下：

当对蝶阀进行关闭操作时，首先，对手柄5进行夹持操作，使下手柄52相对于上手柄51进行捏合，从而通过驱动轴4带动阀芯3进行转动，使导向孔31与控制孔21保持连通状态，进而通过控制孔21连通蝶板2两侧的介质；接着，保持对手柄5夹持状态以及解锁定位盘7对手柄5的定位后，驱动上手柄51进行转动，通过驱动杆7带动蝶板2转动，待蝶板2转动到位后，松开对手柄5的夹持操作，使下手柄52回复位置，从而通过驱动轴4带动阀芯3进行反向转动，使导向孔31与控制孔21断开连通，完成对控制孔21的封堵，完成对蝶板2两侧介质的隔断；与此同时，在蝶板2转动的过程中，控制活塞25绕控制凸轮9进行转动并克服控制弹性件26的作用力，使控制活塞25向控制腔24的内部方向运动，从而使橡胶圈8进行膨胀外伸，待蝶板2转动到位后，控制活塞25向控制腔24的内部方向运动至最大位置，使橡胶圈8膨胀至最大状态，完成对蝶板2与阀体1之间间隙的封堵密封，从而完成对该蝶阀的关闭操作。

当对蝶阀进行开启操作时，首先，对手柄5再次进行夹持操作，使下手柄52相对于上手柄51进行捏合，从而通过驱动轴4带动阀芯3进行转动，使导向孔31再次与控制孔21形成并保持连通状态，进而通过控制孔21连通蝶板2两侧的介质；接着，保持对手柄5夹持状态以及解锁定位盘7对手柄5的定位后，驱动上手柄51进行转动，通过驱动杆7带动蝶板2转动，使蝶板2在两侧介质压力差较小的情况下进行转动，完成对蝶阀低阻力下的开启操作，待转动到位后就可以松开对手柄5的夹持操作，使手柄5与定位盘7重新定位连接，稳定蝶板2在阀体1内的开启状态；与此同时，在蝶板2转动的过程中，控制活塞25在控制凸轮9和控制弹性件26的作用力，向控制腔24的外部方向运动，从而使橡胶圈8进行回缩，接触对蝶板2与阀体1之间间隙的封堵密封，从而在低摩擦阻力的情况下完成对该蝶阀的开启操作。

在本实施例的定位盘上设有多个定位孔，同时在下手柄上设有定位销，当对手柄进行夹持操作时，下手柄上的定位销就可以脱离与定位盘中定位孔的连接，从而解除定位盘对手柄的定位，当松开对手柄的夹持使下手柄在弹性连接件的作用下回复至自然状态时，下手柄上的定位销再次与定位盘的定位孔进行插装定位连接，从而再次由定位盘完成对手柄的定位。同样，在其他实施例中，也可以采用其他方式进行定位盘对手柄的定位，例如在手柄上设置一个与定位盘对应的圆盘并且布设相应的定位孔，此时借助独立的定位销进行圆盘和定位盘之间的定位也可完成定位盘对手柄的定位。