一种双向自密封低流阻球体蝶阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双向自密封低流阻球体蝶阀，包括阀体、设置于所述阀体内壁上的阀座、蝶板，设置于所述阀座上的密封圈，所述蝶板处于关闭状态时将所述阀体的内腔分为第一腔室与第二腔室，所述密封圈上设有与第一腔室、第二腔室隔离的第一空腔；当所述蝶板关闭后，所述第一空腔与第一腔室/第二腔室相通；所述蝶板打开前，所述第一空腔与第二腔室/第一腔室或所述的第一空腔与大气相通。本发明通过在阀门关闭后将管道工作压力与密封压力联动，从而使密封圈与蝶板进一步紧密贴合，实现零泄露；在阀门打开之前将密封压力进行卸压，蝶板与密封圈不产生摩擦，从而大大降低了开启蝶阀的力矩。
【专利说明】一种双向自密封低流阻球体蝶阀
【技术领域】
[0001]本发明属于蝶阀【技术领域】，具体讲是一种双向自密封低流阻球体蝶阀。
【背景技术】
[0002]阀门是一种控制流体运动的管道元件。现有的蝶阀在关闭后，蝶板一侧压力较大而另一侧压力较小甚至为0，致使阀门密封件采用的“0”型密封圈及其他形式的密封圈受到较大的单向作用力，密封圈极易发生形变，长时间使用后，密封圈变形致使密封效果差，致使管道关闭不严，特别是在管道内压力较大的情况下，管道中的流体容易泄露，并加速密封圈的损坏。另外，在开启蝶阀时，由于管道内较大的压力作用在蝶板上，开启阀门需要的力矩也较大。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种双向自密封低流阻球体蝶阀，包括阀体1、设置于所述阀体内壁上的阀座2、设置于所述阀座上的密封圈4、设置于所述阀体上的蝶板3，所述阀体(I)流道为球台形状，所述蝶板处于关闭状态时，所述密封圈与所述蝶板相接触配合，将所述阀体的内腔分为第一腔室11与第二腔室12，所述密封圈上设有与第一腔室、第二腔室隔离的第一空腔41 ;当所述蝶板关闭后，所述第一空腔41与第一腔室/第二腔室相通；所述蝶板打开前，所述第一空腔41与第二空腔/第一空腔相通或与大气相通。
[0004]本发明在密封圈内设置了第一空腔，在阀门关闭后将流体源管道内流体压力引入第一空腔，从而抵消管道内流体作用于密封圈的单向压力，使流体源管道内流体压力同密封压力联动，密封压力随流体源管道流体压力自动调整，流体源管道流体压力越大密封圈对蝶板的压力也越大，从而使密封圈与蝶板进一步紧密贴合，实现零泄露；在阀门打开之前将第一空腔中的压力引出，进行卸压，密封圈对蝶板不再有压力作用，二者处于自然接触状态，流体源一侧的流体压力作用于密封圈使密封圈变形，密封圈与蝶板之间产生缝隙，高压流体通过缝隙流动到流体流向腔室一侧，在蝶板开启时，蝶板与密封圈不产生摩擦，从而大大降低了开启蝶阀的力矩；同时，阀体内腔过流通道为球台，介质流速V由管道口进入阀腔球形通道后速度矢量变小，介质水头流阻损失值Ah=( v2/2g也相应变低。
[0005]进一步地,所述密封圈上设置有凹槽一 46,所述阀座2嵌入所述凹槽一中与所述的凹槽一密封配合形成第一空腔41。该结构使密封圈牢固地设置于阀座上。
[0006]进一步地，所述密封圈与蝶板密封处还设置有密封台45。密封台使密封圈与蝶板的密封面为线接触密封，密封更严密。
[0007]进一步地，所述密封圈两侧的非配合面上还分别设置有加强块5，还包括螺栓6，所述螺栓穿过所述阀座2、所述密封圈4、所述加强块5，将所述密封圈4固定在所述阀座2上。通过加强块和螺栓，可较好地实现密封圈与阀座的固定。
[0008]进一步地，所述阀座2上设有与所述阀体外部及所述第一空腔41相通的孔一 21，所述第一腔室所在的阀体上设有与所述阀体外部及第一腔室连通的孔二 13，所述第二腔室所在的阀体上设有与所述阀体外部及第二腔室连通的孔三14，当所述蝶板关闭后，所述第一空腔41通过孔一 21、孔二 13/孔三14与第一腔室/第二腔室中的流体源腔室相通，所述蝶板打开前，所述第一空腔41通过孔一 21、孔三14/孔二 13与第二腔室/第一腔室中的流体流向腔室相通或者所述的第一空腔41通过孔一 21与大气相通。阀座与阀体上均设有孔，当需要关闭或打开蝶板时，通过连通不同的孔来实现对第一空腔的增压与卸压。
[0009]进一步地，所述蝶板与所述密封圈接触的面为锥体斜面，所述锥体斜面的斜角为α，当所述碟板处于关闭状态时，在所述锥体斜面的一侧，所述密封圈表面与所述阀座及阀体内表面密封形成第二空腔42 ;当所述蝶板关闭后，所述第二空腔42同步第一空腔与第一腔室/第二腔室中的流体源腔室相通，所述蝶板打开前，所述第二空腔42同步第一空腔与第二腔室/第一腔室中的流体流向腔室相通或与大气相通。增加第二空腔，可以使密封圈平衡受压，从而更好地实现密封圈与蝶板的密封接触，达到零泄露。
[0010]进一步地，所述密封圈上设置有与所述阀体内表面相吻合的密封面44。通过密封面44可使第二空腔与第二腔室较好地隔离开，保证第二空腔中的压力与管道内高压流体压力同步或卸压。
[0011]进一步地，所述第二空腔42所在的阀体或阀座上设置有与阀体外部及所述第二空腔相通的孔四15，当所述蝶板关闭后，所述第二空腔42通过孔四15、孔二 13/孔三14同步第一空腔与第一腔室/第二腔室相通，所述蝶板打开前，所述第二空腔通过孔四15、孔三14/孔二 13同步第一空腔与第二腔室/第一腔室相通或与大气相通。通过孔四连通不同的孔来实现对第二空腔的增压与卸压。
[0012]进一步地，所述第二空腔42所在的所述密封圈上还设置有与第二空腔相连的凹槽二 43，所述凹槽二 43中还设置有支撑圈7，所述支撑圈7上还设有连通所述第二空腔与凹槽二的通孔71，所述密封圈的横截面形状为Ψ字形。密封圈上设有凹槽二，可以更均匀地对密封圈进行加压与卸压，凹槽二中设有支撑圈，可以防止密封圈发生不必要的变形而影响其正常工作。
[0013]进一步地，所述支撑圈7为横截面为梯形的圆环。使得第一空腔与第二空腔的结构相同，两空腔内产生的压力相同，使密封圈受压更均匀。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例一的结构示意图；
[0015]图2是本发明实施例二的结构示意图；
[0016]图3是本发明实施例三的结构示意图；
[0017]图4是本发明实施例四的结构示意图；
[0018]图5为图1提供的实施例中密封圈的结构示意图；
[0019]图6是图3提供的实施例中密封圈的结构示意图；
[0020]图7是图4提供的实施例中密封圈的结构示意图；
[0021]图8是本发明中密封圈形成自密封及泄压的流体控制连接示意图；
[0022]图9是本发明中密封圈形成自密封及泄压的流体控制连接另一示意图。
[0023]其中，1、阀体；11、第一腔室；12、第二腔室；13、孔二 ；14、孔三；15、孔四；2、阀座；21、孔一 ；3、蝶板；4、密封圈；41、第一空腔；42、第二空腔；43、凹槽二 ；44、密封面；45、密封台；46、凹槽一 ；5、加强块；6、螺栓；7、支撑圈；71、通孔；8、开关阀。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0025]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “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。
[0026]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“安装”、“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。
[0027]图1-图4中的实施例均以阀体内有流体穿过来进行详细说明。
[0028]下面参考图1描述本发明的实施例一。
[0029]如图1、图8所示的一种双向自密封低流阻球体蝶阀，包括阀体1、设置于所述阀体内壁上的阀座2、设置于所述阀座上的密封圈4、设置于所述阀体上的蝶板3，还包括加强块
5与螺栓6 ;所述螺栓穿过所述阀座2、所述密封圈4、所述加强块5，将所述密封圈4固定在所述阀座2 ;所述的密封圈上还设有密封台45 ;当所述蝶板处于关闭状态时，所述密封圈的密封台与所述蝶板相接触配合，将所述阀体的内腔分为第一腔室11与第二腔室12 ;所述的密封圈上设置有凹槽一 46,所述阀座2嵌入所述凹槽一中与所述的凹槽一密封配合形成第一空腔41 ;所述阀座2上设有与所述阀体外部及所述第一空腔41相通的孔一 21 ;所述第一腔室所在的阀体上设有与所述阀体外部及第一腔室连通的孔二 13 ;所述第二腔室所在的阀体上设有与所述阀体外部及第二腔室连通的孔三14 ;如图8所示，当所述蝶板关闭后，所述第一空腔41通过孔一 21、孔二 13/孔三14与第一腔室/第二腔室中的流体源腔室相通，所述蝶板打开前，所述第一空腔41通过孔一 21与大气或者所述第一空腔41通过孔一21、孔三14/孔二 13与第二腔室/第一腔室中的流体流向腔室相通。
[0030]进一步地，如图8所示，所述的孔一 21与孔二 13之间可以设有开关阀8，来实现第一腔室11与阀座上的孔二的连通与断开，孔一 21与孔三14可以设有开关阀8，来实现第二腔室12与阀座上的孔二的连通与断开。
[0031]进一步地，所述密封圈带有强力层，同微小的轮胎一样，满足不同工况需求。
[0032]以1.0MPa公称压力产品为例对本发明的一种双向自密封低流阻球体蝶阀进行说明:
[0033]孔一 21与孔二 13之间、孔一 21与孔三14之间通过管路相连，流体从第一腔室流向第二腔室时，第一腔室的压力为1.0MPa公称压力。当蝶板关闭后，流体经孔二 13进入阀座上的孔一 21，进而进入密封圈上的第一空腔41形成1.0MPa公称压力施加在蝶板上，即密封压力为1.0MPa公称压力；当蝶板打开前，第二腔室压力为0，将所述第一空腔41通过孔一21与大气相通或者所述第一空腔41通过孔一 21及孔三14与第二腔室相通，使第一空腔41进行卸压，卸压完成后，密封圈对蝶板的密封压力消失，从而减小蝶板的启动矩。
[0034]流体从第二腔室流向第一腔室时，第二腔室的压力为1.0MPa公称压力。当蝶板关闭后，流体经孔三14进入阀座上的孔一 21，进而进入密封圈上的第一空腔41形成1.0MPa公称压力施加在蝶板上，即密封压力为1.0MPa公称压力；当蝶板打开前，第一腔室压力为0，将所述第一空腔41通过孔一 21与大气相通或者所述第一空腔41通过孔一 21及孔二 13与第一腔室相通，使第一空腔41进行卸压，卸压完成后，密封圈对蝶板的密封压力消失，从而减小蝶板的启动矩。
[0035]当蝶板关闭时，第一腔室与第二腔室中无论是其中一个有流体还是两个腔室中都有流体，均能有效的实现零泄漏，实现球体蝶阀双向自密封。当蝶板打开前，可以通过将密封圈上的第一空腔与大气相通或将密封圈上的第一空腔与两腔室中无流体的腔室相通来实现卸压，从而减小蝶板的开启矩。
[0036]下面参考图2描述本发明的实施例二。
[0037]如图2、图9所示的一种双向自密封低流阻球体蝶阀，与图1中提供的自密封低流阻球体蝶阀增加的是:所述蝶板与所述密封圈接触的面为锥体斜面，所述锥体斜面的斜角为a，当所述碟板处于关闭状态时，在所述锥体斜面的一侧，所述密封圈表面与所述阀座及阀体内表面密封形成第二空腔42，所述第二空腔42所在的阀体或阀座上设置有与阀体外部及所述第二空腔相通的孔四15，孔四15与孔二 13之间、孔四15与孔三14之间通过管路相连，当所述蝶板关闭后，所述第二空腔42通过孔四15、孔二 13/孔三14同步第一空腔与第一腔室/第二腔室中的流体源腔室相通，所述蝶板打开前，所述第二空腔通过孔四15、孔
二13/孔三14同步第一空腔与第二腔室/第一腔室中的流体流向腔室相通或与大气相通。
[0038]进一步地，所述的孔四15与孔二 13之间可以设有开关阀8，来实现第一腔室11与阀座上的孔四的连通与断开，孔四15与孔三14可以设有开关阀8，来实现第二腔室12与阀座上的孔四的连通与断开。
[0039]该实施例二中，比实施例一多增加了孔四15、孔二 13、孔三14、第二空腔42组成的加压与卸压通道，该通道的加压与卸压原理与实施例一中由孔一 21、孔二 13、孔三14及第一空腔41组成的加压与卸压通道的原理相同，此处不再赘述。
[0040]下成参考图3描述本发明的实施例三。
[0041]如图3所示的一种双向自密封低流阻球体蝶阀，与图2中提供的自密封低流阻球体蝶阀不同的是:所述密封圈4上设置有与所述阀体内表面相吻合的密封面44。通过密封面44可使第二空腔与第二腔室较好地隔离开，以免发生泄压。
[0042]下面参考图4描述本发明的实施例四。
[0043]如图4所示的一种双向自密封低流阻球体蝶阀，与图2中提供的自密封低流阻球体蝶阀不同的是:所述第二空腔42所在的所述密封圈上还设置有凹槽二 43，所述凹槽二 43中还设置有支撑圈7，所述支撑圈7上还设有连通所述第二空腔与凹槽二的通孔71，所述支撑圈7为横截面为梯形的圆环，所述密封圈的横截面形状为W字形。密封圈上设有凹槽二，可以更均匀地对密封圈进行加压与卸压，凹槽二中设有支撑圈，可以防止密封圈发生不必要的变形而影响其正常工作。所述支撑圈7的横截面为梯形，使得第一空腔与第二空腔的结构相同，两空腔内产生的压力相同，使密封圈受压更均匀。[0044]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0045]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种双向自密封低流阻球体蝶阀，包括阀体(I)、设置于所述阀体内壁上的阀座(2)、设置于所述阀座上的密封圈(4)、设置于所述阀体上的蝶板(3)，所述阀体(I)流道为球台形状，所述蝶板处于关闭状态时，所述密封圈与所述蝶板相接触配合，将所述阀体的内腔分为第一腔室(11)与第二腔室(12)，其特征在于，所述密封圈上设有与第一腔室、第二腔室隔离的第一空腔(41);当所述蝶板关闭后，所述第一空腔(41)与第一腔室/第二腔室相通，所述蝶板打开前，所述第一空腔(41)与第二腔室/第一腔室相通或与大气相通。
2.根据权利要求1所述的双向自密封低流阻球体蝶阀，其特征在于，所述密封圈上设置有凹槽一(46),所述阀座(2)嵌入所述凹槽一中与所述的凹槽一密封配合形成第一空腔(41)。
3.根据权利要求1或2所述的双向自密封低流阻球体蝶阀，其特征在于，所述密封圈与蝶板密封处还设置有密封台(45)。
4.根据权利要求1或2所述的双向自密封低流阻球体蝶阀，其特征在于，所述密封圈两侧还分别设置有加强块(5)，还包括螺栓(6)，所述螺栓穿过所述阀座(2)、密封圈(4)、加强块(5),将所述密封圈(4)固定在所述阀座(2)上。
5.根据权利要求4所述的双向自密封低流阻球体蝶阀，其特征在于，所述阀座(2)上设有与所述阀体外部及所述第一空腔(41)相通的孔一(21)，所述第一腔室所在的阀体上设有与所述阀体外部及第一腔室连通的孔二(13)，所述第二腔室所在的阀体上设有与所述阀体外部及第二腔室连通的孔三(14)，当所述蝶板关闭后，所述第一空腔(41)通过孔一(21 )、孔二( 13) /孔三(14)与第一腔室/第二腔室相通，所述蝶板打开前，所述第一空腔(41)通过孔一(21)、孔三(14)/孔二(13)与第二腔室/第一腔室相通或者所述第一空腔(41)通过孔一(21)与大气相通。
6.根据权利要求5所述的双向自密封低流阻球体蝶阀，其特征在于，所述蝶板与所述密封圈接触的面为锥体斜面，所述锥体斜面的斜角为a，当所述碟板处于关闭状态时，在所述锥体斜面的一侧，所述密封圈表面与所述阀座及阀体内表面密封形成第二空腔(42)，当所述蝶板关闭后，所述第二空腔(42)同步第一空腔与第一腔室/第二腔室相通，所述蝶板打开前，所述第二空腔(42)同步第一空腔与第二腔室/第一腔室相通或与大气相通。
7.根据权利要求6所述的双向自密封低流阻球体蝶阀，其特征在于，所述密封圈上设置有与所述阀体内表面相吻合的密封面(44 )。
8.根据权利要求6或7所述的双向自密封低流阻球体蝶阀，其特征在于，所述第二空腔(42)所在的阀体或阀座上设置有与阀体外部及所述第二空腔相通的孔四(15)，当所述蝶板关闭后，所述第二空腔(42)通过孔四(15)、孔二(13)/孔三(14)同步第一空腔与第一腔室/第二腔室相通，所述蝶板打开前，所述第二空腔通过孔四(15)、孔三(14) /孔二( 13)同步第一空腔与第二腔室/第一腔室相通或与大气相通。
9.根据权利要求8所述的双向自密封低流阻球体蝶阀，其特征在于，所述第二空腔(42)所在的所述密封圈上还设置有凹槽二(43)，所述凹槽二(43)中还设置有支撑圈(7)，所述支撑圈(7)上还设有连通所述第二空腔与凹槽二的通孔(71)，所述密封圈的横截面形状为W字形。
10.根据权利要求9所述的双向自密封低流阻球体蝶阀，其特征在于，所述支撑圈(7)为横截面为梯形的圆环。
【文档编号】F16K1/226GK103615551SQ201310571595
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】雷义军, 周焱森, 柯遵利 申请人:武汉亚美阀门制造有限公司