楔式双闸板闸阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种楔式双闸板闸阀，技术方案为：在左、右闸板之间依次设置有凹、凸球面垫和调整垫，凹、凸球面垫以球面相贴合，调整垫用于调整闸板组件开档；左、右闸板以均布的分别为向内和向外的三爪结构相互钩合，每个闸板的钩合爪内侧车有环形的槽。闸板组装时，将任一闸板偏转60°，闸板上的钩合爪便可以从另一闸板钩合爪之间的缺口进入其环槽内，闸板再转动、对正后，两闸板上的钩合爪便进入钩合状态。闸板上端设置T型槽，闸板的两侧设置导向筋而阀体中腔则设置导向槽，阀杆螺母凸肩的上、下侧设置有碟形弹簧。阀门优点：密封性较好，密封副使用寿命长，阀门启闭扭矩较小，闸板组件结构简单、紧凑、工作可靠，制造成本和难度适中。
【专利说明】楔式双闸板闸阀
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种阀门结构，具体涉及一种楔式双闸板闸阀结构。
【背景技术】
[0002] 楔式闸阀由于可籍助外力使关闭件有效楔紧而具有较强的密封能力，在各类工艺 系统和管道中有着非常广泛的应用。楔式闸阀产品中，除了楔式双闸板结构的闸阀在火电 等行业有一定的应用外，目前楔式闸阀以弹性单闸板结构居多。楔式单闸板闸阀具有结构 简单的优点，但由于闸板为整体结构，在产品制造方面对闸板和阀座密封副的楔角的吻合 性有较高要求。机械制造由于各种因素的影响总会存在误差，尽管楔式单闸板闸阀的闸板 一般均为弹性闸板、对在一定范围内的楔角误差具有一定的补偿能力，但在闸板产生变形 的前提下提供对楔角误差的补偿也会带来另一个问题，即密封面上的单位面积的压紧力即 密封比压的分布不均衡，弹性闸板上向内侧弯曲变形最大部位所对应的密封面处的密封比 压会明显高于密封面其余部位的密封比压。当密封副楔角吻合性的误差较大时，密封副尤 其是出口侧密封副上最大密封比压处的比压会很大、再叠加上介质推力所产生的压紧比 压，在密封副最大比压处的实际比压甚至会超过或大大超过密封面材料的许用比压，使阀 门密封面的使用寿命大大缩短；另一方面，当楔角吻合性的误差较大时，密封副上最小密封 比压处的实际比压也有可能会小于密封面的必需密封比压甚至会在密封面处存在一定的 间隙，造成阀门泄漏。此外，由于需要较大的轴向力使闸板产生足够的变形来补偿楔角吻合 的误差，因此阀门的启闭扭矩也会较大。
[0003] 楔式闸阀采用双闸板结构、籍助双闸板结构所具有的对楔角的调整和自适应能 力，能够避免产生上述的这些问题。目前国内火电等行业所使用的楔式双闸板闸阀，在闸 板结构方面国内多数厂家的产品仍然采用的是早期的仿苏结构（图1)，即采用居于中间位 置的闸板架再加上其它一些零件来固定两侧的闸板。这种双闸板结构由于零件数量较多， 在复杂工况下使用时，其可靠性要受到一定的影响；同时，由于闸板两密封面之间的开档较 大，导致阀体中腔直径及相关零件的尺寸增大；此外，产品结构上还存在其它的一些缺陷： 闸板上、下端的挡板对闸板的限位部位未考虑阀门开启时出口侧闸板沿垂直方向拉离倾斜 的出口侧阀座密封面时的瞬间需要承受很大的应力，存在被拉坏的可能；同时阀杆与闸板 架采用螺纹连接的固定连接使阀杆在此时也会受到向出口侧的较大的弯曲应力，容易导致 阀杆表面在启闭时产生拉伤甚至弯曲变形。因此，楔式双闸板闸阀在产品结构上需要摒弃 这种不合理的和过于复杂的结构而采取新的设计。
[0004] 如图2和图3所示为国外厂家所采用的楔式双闸板闸阀的一种现有技术的示意 图。该结构在两闸板之间未设置闸板架，而以对称配置的凹、凸球面垫置于两闸板之间，使 阀门关闭后闸板和阀座密封面能够完全楔合。这种结构也存在一定的不足之处：由于球面 垫的球面半径较大使得球带的平均倾斜角度偏小，受摩擦力所形成的自锁现象的影响，使 球面垫之间的滑动定心的能力受到削弱；另外中间的凹球面垫缺乏可靠的定位，当阀门在 非关闭状态、两闸板之间有所分开时，凹球面垫会偏离原位，而在阀门关闭、两闸板再次贴 紧时，同样因自锁现象的影响使凹球面垫不能可靠复位而卡在两凸球面垫之间。上述两个 问题会影响到阀门关闭动作的可靠性，对阀门的可靠使用会带来影响。此外，两闸板之间要 产生楔角自动调整和适应能力，有一组凹、凸球面配对来作为滑动定心结构就够了，上述结 构采用了两组凹、凸球面配对，除了增加了生产成本、不必要地耗费了加工资源，同时也降 低了闸板组件的动作可靠性外，也使零件在制造时控制闸板组件的开档尺寸与阀座密封面 开档相吻合变得较为复杂，增加了产品制造难度。
【发明内容】
[0005] 为了克服现行的楔式闸阀产品所存在的上述的一些不足之处，本实用新型提出了 一种密封性较好，密封比压分布均匀，密封副使用寿命长，阀门启闭扭矩较小，闸板组件结 构简单、紧凑、合理，工作可靠，制造成本和难度适中的楔式双闸板闸阀。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0007] -种楔式双闸板闸阀结构，两个阀座对称配置并焊接在阀体通道孔内靠近中腔的 左右两个阀座安装孔处，闸板组件包括左闸板、右闸板、凹球面垫、凸球面垫、调整垫，闸板 组件和两侧阀座的进出口两个密封副之间呈上大下小的楔式结构，闸板组件关闭到位后可 以在两个阀座密封面之间楔紧。在左闸板和右闸板之间，从左到右依次设置有凹球面垫、凸 球面垫和调整垫，凹球面垫和凸球面垫均为环形回转体结构、两者以半径相同的凹球面和 凸球面相贴合，调整垫的厚度可根据装配时闸板组合件与阀座的中心偏移量进行调整。左 闸板和右闸板之间以均布的三爪结构相互钩合，左闸板上为均布的向内钩合的三爪左 闸板钩合爪，右闸板上为均布的向外钩合的三爪右闸板钩合爪，左闸板和右闸板上每 个爪的对应的圆心角均略小于60°，在两个闸板上的相邻两爪之间均留有缺口 一左闸板 缺口和右闸板缺口，每个缺口的对应的圆心角均略大于60°，每个闸板的钩合爪沿轴向向 内侧车有环形的槽---左闸板环槽和右闸板环槽。两个闸板组装时，将任一闸板沿中心线 偏转60°，每个闸板上的钩合爪便可以从另一闸板的缺口进入其环槽内，闸板再转动、对正 时，每个闸板上的钩合爪可以在另一闸板的环槽内转动至对应的钩合爪内侧、进入钩合状 态。左闸板和右闸板的上端均设置有位置和尺寸相同的T型槽，阀杆的下端以T型头与两 闸板的T型槽配合，阀门启闭时可带动两闸板同步上下运动。两闸板的两侧设置有导向筋， 闸板组装后，闸板导向筋插入阀体两侧的导向槽内进行导向。
[0008] 为了使产品具有更好的使用性能，本实用新型还附加下述的进一步的技术方案： 在阀杆螺母的凸肩的上侧和下侧，均设置有碟形弹簧。
[0009] 本实用新型的有益效果是：本实用新型所提出的楔式双闸板闸阀具有密封性较 好，密封比压分布均匀，密封副使用寿命长，阀门启闭扭矩较小，闸板组件结构简单、紧凑、 合理，工作可靠等优点，同时制造成本和制造难度适中。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是火电等行业所使用的楔式双闸板闸阀现行采用较多的仿苏结构的示意图。
[0011] 图2是国外厂家所采用的楔式双闸板闸阀的一种现有技术的结构示意图；
[0012] 图3是图2中闸板组件部位的局部放大图。
[0013] 图4是本实用新型所提出的楔式双闸板闸阀的实施方案的示意图。
[0014] 图5是本实用新型所提出的阀门结构的实施方案的闸板组件部位的局部放大示 意图。
[0015] 图6是左闸板和右闸板三爪钩合部位的结构示意图。
[0016] 图7是阀体中腔导向槽的示意图。
[0017] 图中，1、阀体；2、阀座；3、左闸板；4、右闸板；5、凹球面垫；6、凸球面垫；7、调整 垫；8、阀杆；9、阀盖；10、阀杆螺母；11、碟形弹簧；12、左闸板钩合爪；13、左闸板缺口；14、 左闸板环槽；15、右闸板钩合爪；16、右闸板缺口； 17、右闸板环槽；18、导向槽。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
[0019] 如图4?图6所示，是阀门结构实施方案及闸板组件的结构示意图，阀门主要零件 包括阀体（1)、阀座（2)、左闸板（3)、右闸板（4)、凹球面垫（5)、凸球面垫（6)、调整垫（7)、 阀杆（8)、阀盖（9)，两个阀座⑵对称配置并焊接在阀体⑴通道孔内靠近中腔的左右两 个阀座安装孔处，闸板组件和两侧阀座（2)的进出口两个密封副之间呈上大下小的楔式结 构，闸板组件关闭到位后可以在两个阀座密封面之间楔紧以保证阀门密封。在左闸板（3) 和右闸板（4)之间从左到右，依次设置有凹球面垫（5)、凸球面垫（6)和调整垫（7)，凹球面 垫（5)和凸球面垫（6)均为环形回转体结构、两者以相同半径的凹球面和凸球面相贴合， 阀门关闭时，通过两者的球面之间的滑动定心作用可以使两个闸板的密封面楔角和两个阀 座的密封面楔角相吻合；调整垫（7)的厚度可以在装配时根据闸板组合件的中心高度进行 调整，使闸板组件在关闭后相对于阀座（2)中心往上的偏移量满足设计要求，保证足够的 磨损下楔量。凹球面垫（5)、凸球面垫（6)和调整垫（7)均以外圆与左闸板（3)、右闸板（4) 中部的内孔配合，具有可靠的定位。左闸板（3)和右闸板（4)之间以均布的三爪结构相互 钩合，左闸板（3)上设置为均布的向内钩合的三爪一左闸板钩合爪（12)，右闸板（4)上设 置为均布的向外钩合的三爪右闸板钩合爪（15)，左闸板和右闸板上每个爪的对应的圆 心角均略小于60°，在两个闸板上的相邻两爪之间均留有缺口 一左闸板缺口（13)和右闸 板缺口（16)，每个缺口的对应的圆心角均略大于60° ;每个闸板的钩合爪沿轴向向内侧车 有环形的槽一左闸板环槽（14)和右闸板环槽（17)。两个闸板组装时，将任一闸板沿中心 线偏转60°，使闸板上的钩合爪与另一闸板上的缺口相对，此时每个闸板上的钩合爪便可 以从另一闸板的缺口进入其环槽内，闸板再转动、对正时，每个闸板上的钩合爪可以在另一 闸板的环槽内转动至对应的钩合爪内侧、两闸板的钩合爪进入钩合状态。此外，在两个闸板 上端均设置有位置和尺寸相同的T型槽，阀杆（8)下端以T型头与两闸板的T型槽配合，阀 门启闭时可带动两闸板同步上下运动；两闸板的两侧设置有导向筋，闸板组装后，闸板导向 筋插入阀体（1)两侧的导向槽（18)内，构成闸板组件启闭时上下运动的导向结构。
[0020] 在左闸板⑶和右闸板⑷上之所以要设置三爪钩合结构，是因为假如两块闸板 在开启后处于较明显的分开状态的话，位于两闸板中间的凹球面垫（5)、凸球面垫（6)以及 调整垫（7)可能会因轴向存在过大间隙而处于歪斜状态，当闸板关闭需要收拢时会因卡阻 而出现问题；闸板上设置三爪钩合结构后使两闸板在阀内始终能保持基本贴拢状态，则可 避免上述问题的出现。当左闸板（3)和右闸板（4)的钩合爪处于钩合状态时，在钩合面之 间沿轴向会有适度的间隙；此外，凸球面垫（6)、调整垫（7)以外圆在右闸板（4)的内孔中 定位，凹球面垫（5)的左端以外圆在左闸板（3)的止口中安装定位、而凹球面垫（5)的右端 外圆与右闸板（4)的内孔之间亦留有适度的间隙。上述这些间隙的存在可以保证凹球面垫 (5)和凸球面垫（6)在关闭时能够产生所需的滑动定心使闸板密封面的楔角与阀座密封面 楔角相吻合。
[0021] 由于凹球面垫（5)和凸球面垫￠)的半径相对较小，一方面可以使得两者的接触 面的平均倾斜角度较大，不会因自锁现象的影响使球面垫之间的滑动定心的能力受到削 弱；另一方面，由于球面半径相对较小，球面垫在进行滑动定心时球面接触面之间的摩擦阻 力所产生的阻力矩也会较小。上述这两点都有利于使闸板组件在关闭时对楔角自动进行可 靠的调整、与阀座密封面完全楔合。
[0022] 阀门关闭时，由于双闸板结构以及闸板组件中间设置的球面滑动定心结构能够使 闸板组件的密封面与阀座密封面可靠楔合，而不必像楔式单闸板闸阀那样需要消耗较大的 轴向力来使闸板产生足够的变形以补偿因制造精度的影响所带来的楔角吻合的误差，因而 阀门的启闭扭矩也相对较小。
[0023] 左闸板（3)、右闸板（4)与阀杆⑶之间以T型槽相连，T型槽方向为沿通道方向， 因此在这一方向闸板与阀杆之间无约束，在与之相垂直的另一方向上，阀杆T型头与闸板T 型槽之间也有一定间隙，因此采用T型槽连接方式可以使闸板组件的关闭动作不会受阀杆 的影响，阀门工作更可靠。
[0024] 本实用新型的技术方案中，闸板与阀体（1)之间导向结构的设置与常规闸阀产品 有所不同：在两闸板上设置导向筋，而在阀体⑴中腔则设置导向槽（18)(图7)，闸板组件 完成组装后，插入阀体（1)两侧的导向槽（18)内。为了防止两个闸板分开，除了必需依赖 两闸板之间设置的三爪钩合结构外，闸板为筋阀体为槽的结构设置也可以起到一定的辅助 作用；而闸板为筋阀体为槽的结构设置的更重要的作用是：阀门开启时，阀杆⑶带动闸板 组件向上，由于介质压紧力的作用，当出口侧闸板沿垂直方向被拉离倾斜的出口侧阀座密 封面的瞬间会有很大的作用力，此时该作用力是作用在出口侧闸板（右闸板）的导向筋和 阀体导向槽（18)位于出口方向的侧面之间，而左闸板（3)和右闸板（4)之间的三爪钩合结 构处并不受力，从而有效地保护了闸板的连接结构。这也是本实用新型的技术方案与目前 国内火电等行业所使用的楔式双闸板闸阀在结构原理和使用可靠性方面的重要区别之一。
[0025] 此外，为了更好地实现本产品的功能、提高产品的性能和可靠性，本实施方案还附 加下述进一步的技术方案：
[0026] 在阀杆螺母（10)的凸肩的上侧和下侧，设置碟形弹簧（11)。在阀杆螺母凸肩的 上、下侧分别设置碟形弹簧，其作用是为了避免在阀门关闭和开启时，由于阀杆因温度的变 化而膨胀或收缩，导致闸板楔死或阀杆与阀盖上密封面楔死。闸板能够避免产生楔死现象 后，在产品设计制造时可以选择相对小一些的驱动装置，再加上本实用新型所提出的楔式 双闸板闸阀的启闭扭矩本来就小于楔式单闸板闸阀，因此采用本实用新型的技术方案后将 有助于使目前楔式单闸板闸阀尤其是高温高压工况使用的楔式闸阀必需选择较大扭矩的 驱动装置的现状得到改变；而阀杆与阀盖的上密封面不会产生楔死现象后，阀门开启时可 以放心地将上密封面开足、楔紧，可提高阀门填料函部位的密封可靠性、有效保护填料。
[0027] 以上结合所例举的实施方案和相应的附图对本实用新型的【具体实施方式】作了说 明，但这些说明不能被理解为限制了本实用新型的范围。本【技术领域】的技术人员应该知晓， 本实用新型不受上述实施例的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超 出本实用新型权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，都没有偏 离本实用新型的精神和技术实质，仍然会属于本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1. 一种楔式双闸板闸阀，包括阀体（1)、阀座（2)、左闸板（3)、右闸板（4)、凹球面垫 (5)、凸球面垫（6)、调整垫（7)、阀杆（8)、阀盖（9)，两个阀座（2)安装焊接在阀体（1)通 道孔内靠近中腔的左右两个阀座安装孔处，其特征在于：闸板组件和阀座（2)的进出口两 个密封副之间呈上大下小的楔式结构，在左闸板（3)和右闸板（4)之间，依次设置有凹球 面垫（5)、凸球面垫（6)和调整垫（7)，凹球面垫（5)和凸球面垫（6)为环形回转体结构、两 者以半径相当的凹球面和凸球面相贴合，调整垫（7)的厚度可根据装配时闸板组合件与阀 座（2)的中心偏移量进行调整；左闸板（3)、右闸板（4)之间以三爪结构相互钩合，左闸板 (3)上均布的向内钩合的三爪左闸板钩合爪（12)和右闸板（4)上均布的向外钩合的三 爪一右闸板钩合爪（15)每个爪的对应的圆心角均略小于60°，两个闸板上的相邻两爪 之间均留有缺口 一左闸板缺口（13)和右闸板缺口（16)，每个缺口的对应的圆心角均略大 于60°，在每个闸板的钩合爪沿轴向向内侧有环形的槽一左闸板环槽（14)和右闸板环 槽（17)，两个闸板组装时，将任一闸板沿中心线偏转60°，每个闸板上的钩合爪便可以从 另一闸板的缺口进入其环槽内，闸板再转动、对正时，每个闸板上的钩合爪可以在另一闸板 的环槽内转动至对应的钩合爪内侧、进入钩合状态；两个闸板上端均设置有位置和尺寸相 同的T型槽，阀杆（8)下端以T型头与两闸板的T型槽配合、阀门启闭时可带动两闸板同步 上下运动；两闸板的两侧设置有导向筋，闸板组装后，闸板导向筋插入阀体（1)两侧的导向 槽（18)内进行导向。
2. 根据权利要求1所述的楔式双闸板闸阀，其特征在于：在阀杆螺母（10)的凸肩的上 侧和下侧，设置有碟形弹簧（11)。
【文档编号】F16K3/316GK203880117SQ201420252777
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】章华 申请人:章华