高密封性防腐新材料钢衬蝶阀的制作方法

本发明属于管道附件技术领域，具体涉及高密封性防腐新材料钢衬蝶阀。

背景技术：

蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，可用于低压管道介质的开关控制的蝶阀是指关闭件(阀瓣或蝶板)为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀，阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。在管道上主要起切断和节流作用。蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。

上个世纪30年代，美国发明了蝶阀，50年代传入日本，到60年代才在日本普遍采用，而在我国推广则是70年代后的事了。操作力矩小，安装空间小和重量轻。以dn1000为例，蝶阀约2t，而闸阀约3.5t，且蝶阀易与各种驱动装置组合，有良好的耐久性和可靠性。橡胶密封蝶阀缺点是作节流使用时，由于使用不当会产生气蚀，使橡胶座剥落、损伤等情况发生。为此金属的80年-90年。但如何正确选用则要根据工况要求。蝶阀的开度与流量之间的关系，基本上呈线性比例变化。如果用于控制流量，其流量特性与配管的流阻也有密切关系，如两条管道安装阀门口径、形式等全相同，而管道损失系数不同，阀门的流量差别也会很大。如果阀门处于节流幅度较大状态，阀板的背面容易发生气蚀，有损坏阀门的可能，一般均在15°外使用。蝶阀处于中开度时，阀体与蝶板前端形成的开口形状以阀轴为中心，两侧形成完成不同的状态，一侧的蝶板前端顺流水方向而动，另一侧逆流水方向而动，因此，一侧阀体与阀板形成似喷嘴形开口，另一侧类似节流孔形开口，喷嘴侧比节流侧流速快的多，而节流侧阀门下面会产生负压，往往会出现橡胶密封件脱落。蝶阀操作力矩，因开度及阀门启闭方向不同其值各异，卧式蝶阀，特别是大口径阀，由于水深，阀轴上、下水头差所产生的力矩也不容忽视。另外，阀门进口侧装置弯头时，形成偏流，力矩会有增加。阀门处于中间开度时，由于水流动力矩起作用，操作机构需要自锁。

中国阀门产业链众多，但非阀门强国。总体上去看我国已经迈入了世界阀门大国的行列，但从产品质量来看我国离阀门强国仍有很长的一段差距。行业的生产集中度低、高端产品相配套的阀门研发能力低、阀门行业制造技术水平低等现象仍然存在，进出口贸易逆差不断扩大。真正能够在市场上存活的阀门企业绝对不有这么多。但阀门行业的这种高速震荡将带来巨大的机会，震荡的结果将会使市场运作更加理性。高端阀门的国产化之路异常“坎坷”。基础件已经成为制约我国制造业向高端化发展的短板，十二五期间政府将继续加大对高端装备零部件的国产化力度。此处我们选取《实施方案》里提及的几个重点发展行业具有代表性的阀门进行进口替代的可行性分析。从分析我们可以看出各子行业阀门进口替代可行性差别很大，高端阀门亟待更多的政策引导及科研扶持。

阀门行业在国民经济发展中，作为装备制造业的一个重要环节，起到非常重要的作用。由于我国国内阀门制造业水平与国际先进水平相比仍有一定差距，好多高参数、高温高压、高磅级的关键阀门原一直依赖进口，例如欧洲omal品牌一直是国内阀门应用行业的主要选择对象。为了力促阀门国产化，在国务院下达的《关于加快振兴装备制造业的若干意见》后，国家有关部门根据国家作出的重大装备国产化的要求，先后作出了一系列重大部署，并由国家发改委牵头，中国机械工业联合会和中国通用机械工业协会一起，部署制订了相关领域重大装备的阀门国产化方案，并多次与有关部门协调，如今阀门国产化在国内阀门行业已形成共识。积极采用国际标准进行产品设计；吸收国外优秀的设计结构(包括专利技术)；产品试验、性能检验严格按国际标准进行；吸收国外先进生产工艺经验重视新材料的研究及推广应用；弄清进口的高参数阀门产品的技术参数和工况条件等是加快国产化进程，推进阀门产品不断更新，全面实现阀门的国产化的唯一途径。随着阀门行业重组步伐的加快，未来行业将是阀门产品质量安全和产品品牌之间的竞争，产品向高技术、高参数、耐强腐蚀、高寿命方向发展，只有通过不断的技术创新，开发新产品，进行技术改造，才能逐步提高产品技术水平，满足国内装置配套，全面实现阀门的国产化。我国阀门制造行业在庞大的需求环境下，必将呈现出更好的发展前景。

结构特点：

1、蝶阀具有结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省，安装尺寸小，开关迅速、90°往复回转，驱动力矩小等特点，用于截断、接通、调节管路中的介质，具有良好的流体控制特性和关闭密封性能。

2、蝶阀可以运送泥浆，在管道口积存液体最少。低压下，可以实现良好的密封。调节性能好。

3、蝶板的流线型设计，使流体阻力损失小，可谓是一种节能型产品。

4、阀杆为通杆结构，经过调质处理，有良好的综合力学性能和抗腐蚀性，抗擦伤性。蝶阀启闭时阀杆只作旋转运动而不作升降运行，阀杆的填料不易破坏，密封可靠。与蝶板锥销固定，外伸端为防冲出型设计，以免在阀杆与蝶板连接处意外断裂时阀杆崩出。

5、连接方式有法兰连接、对夹连接、对焊连接及凸耳对夹连接。

驱动形式有手动、蜗轮传动、电动、气动、液动、电液联动等执行机构，可实现远距离控制和自动化操作。

蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转90°左右来开启、关闭或调节介质流量的一种阀门。蝶阀不仅结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省、安装尺寸小、驱动力矩小、操作简便、迅速，并且还可以同时具有良好的流量调节功能和关闭密封特性，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。蝶阀的使用非常广泛。其使用的品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节特性，以及一阀多功能发展。其可靠性及其他性能指标均达到较高水平。

随着防化学腐蚀的合成橡胶在蝶阀上的应用，蝶阀的性能得以提高。由于合成橡胶具有耐腐蚀、抗冲蚀、尺寸稳定、回弹性好、易于成形、成本低廉等特点，并可以根据不同的使用要求选择不同性能的合成橡胶，以满足蝶阀的使用工况条件。

由于聚四氟乙烯(ptfe)具有耐腐蚀性强、性能稳定、不易老化、摩擦系数低、易于成形、尺寸稳定，并且可以通过填充、添加适当的材料改善其综合性能，得到强度更好、摩擦系数更低的蝶阀密封材料，克服了合成橡胶的局限性，因而以聚四氟乙烯为代表的高分子聚合材料及其填充改性材料，在蝶阀上得到了广泛的应用，从而使蝶阀的性能得到进一步的提高，制造出了温度、压力范围更广，密封性能可靠，使用寿命更长的蝶阀。

为了满足高低温度、强冲蚀、长寿命等工业应用的使用要求，金属密封蝶阀得到了很大的发展。随着耐高温、耐低温、耐强腐蚀、耐强冲蚀、高强度合金材料在蝶阀中的应用，使金属密封蝶阀在高低温度、强冲蚀、长寿命等工业领域得到了广泛的应用，出现了大口径(9～750mm)、高压力(42.0mpa)、宽温度范围(-196～606℃)的蝶阀，从而使蝶阀的技术达到一个全新的水平。

蝶阀在完全开启时，具有较小的流阻。当开启在大约15°～70°之间时，又能进行灵敏的流量控制，因而在大口径的调节领域，蝶阀的应用非常普遍。

由于蝶阀蝶板的运动带有擦拭性，故大多数的蝶阀可用于带悬浮固体颗粒的介质。依据密封件的强度，也可用于粉状和颗粒状介质。

蝶阀适用于流量调节。由于蝶阀在管中的压力损失比较大，大约是闸阀的三倍，因此在选择蝶阀时，应充分考虑管路系统受压力损失的影响，还应考虑关闭时蝶板承受管路介质压力的强度。此外，还必须考虑在高温下弹性阀座材料所承受工作温度的限制。

蝶阀的结构长度和总体高度较小，开启和关闭速度较快，且具有良好的流体控制特性。蝶阀的结构原理最适合于制作大口径阀门。当要求蝶阀作控制流量使用时，最重要的是正确选择蝶阀的规格和类型，使之能恰当地、有效地工作。

通常，在节流、调节控制与泥浆介质中，要求结构长度短、启闭速度快、低压截止(压差小)，推荐选用蝶阀。在双位调节、缩径的通道、低噪声、有气穴和汽化现象、向大气少量渗漏、具有磨蚀性介质时，可选用蝶阀。在特殊工况条件下节流调节，或要求密封严格、磨损严重、低温(深冷)等工况条件下。

密封性是钢衬蝶阀最主要的性能指标，目前在化工生产实际运行中，钢衬蝶阀外泄漏比较普遍，老式钢衬蝶阀上阀杆端采用填料密封，为达到不外泄漏的密封效果，在实际使用中，不定期要不断的拧紧填料压盖螺栓，让填料对阀杆施加数倍于工作介质的压力，造成阀杆与填料之间摩擦力很大。阀杆不断来回转动，再加上填料老化、阀杆表面粗糙、阀杆弯曲、同心度差等原因，造成此种结构钢衬蝶阀外漏现象没有可靠的保障，一直以来，是困扰生产企业和使用单位的一大技术难关。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供高密封性防腐新材料钢衬蝶阀，以解决上述背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：高密封性防腐新材料钢衬蝶阀，其结构要点在于：包括阀体、阀杆、蝶板和阀座，阀杆包括上阀杆和下阀杆，其中上阀杆贯穿阀体，上阀杆和下阀杆的外侧均设有第一外衬，且上阀杆和下阀杆之间设有蝶板，蝶板的外侧设有第二外衬，蝶板的两个端面的外侧均设有密封圈，且蝶板和阀体之间设有与蝶板适配的阀座。

作为优选的，阀体和阀座之间设有复合弹性衬垫，且复合弹性衬垫由硅橡胶和聚四氟乙烯制成。

作为优选的，阀杆由40cr钢制成。

作为优选的，阀杆上设有轴压套和弹性调整平垫。

作为优选的，轴压套由铜制成。

作为优选的，弹性调整平垫由硅橡胶制成，且弹性调整平垫的厚度为6-8mm。

作为优选的，阀座、第一外衬和第二外衬均由fep制成。

作为优选的，第一外衬包覆上阀杆和下阀杆的长度一致，且均为15-20mm。

作为优选的，密封圈为“o”型，且由氟橡胶和聚四氟乙烯制成。

作为优选的，密封圈包括第一密封圈和第二密封圈，其中第一密封圈和第二密封圈分别与阀座两端面的内表面和外表面相贴合，且第一密封圈与第二外衬贴合，第二密封圈分别与第一外衬和轴压套贴合。

与现有技术相比，本发明设计合理，大大简化了蝶阀的结构，降低成本，减少加工工序，挺高生产效率，同时充分利用了密封圈、复合弹性衬垫和弹性调整平垫相互作用配合，制作精密，密封可靠，摩擦力小等优异的性能，有效地克服了传统的衬氟蝶阀，填料容易被老化、腐蚀，启闭力矩大，容易产生外漏的弱点，使蝶阀密封型更好，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中a部分的局部放大示意图；

图3为本发明的阀杆和蝶板的结构示意图；

图中：1-阀体，2-阀杆，3-蝶板，4-阀座，5-上阀杆，6-下阀杆，7-第一外衬，8-第二外衬，9-密封圈，10-复合弹性衬垫，11-轴压套，12-弹性调整平垫，13-第一密封圈，14-第二密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的解释说明，但不限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案，高密封性防腐新材料钢衬蝶阀，包括阀体1、阀杆2、蝶板3和阀座4，所述的阀杆2包括上阀杆5和下阀杆6，其中上阀杆5贯穿阀体1，上阀杆5和下阀杆6的外侧均设有第一外衬7，且上阀杆5和下阀杆6之间设有蝶板3，所述的蝶板3的外侧设有第二外衬8，蝶板3的两个端面的外侧均设有密封圈9，且蝶板3和阀体1之间设有与蝶板3适配的阀座4。

其中，在本实施例中，所述的阀体1和阀座4之间设有复合弹性衬垫10，且复合弹性衬垫10由硅橡胶和聚四氟乙烯制成。硅橡胶具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒的特点，在三百摄氏度和零下九十摄氏度时“泰然自若”、“面不改色”，仍不失原有的强度和弹性。硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。聚四氟乙烯具有很多优点，例如：耐高温——使用工作温度达250℃；耐低温——具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃，也可保持5％的伸长率；耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂；耐气候——有塑料中最佳的老化寿命；高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者；不粘附——是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质；无毒害——具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应；电绝缘性——可以抵抗1500伏高压电。

其中，在本实施例中，所述的阀杆2由40cr钢制成。40cr钢材是中碳调制钢，正火可促进组织球化，改进硬度小于160hbs毛坯的切削性能。在温度550～570℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。该钢的淬透性高于45钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。中碳调质钢，冷镦模具钢。该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。

其中，在本实施例中，所述的阀杆2上设有轴压套11和弹性调整平垫12。保障蝶阀在开启和关闭时，均有作用力紧压阀座4两端的密封圈9，保障了蝶阀的良好端面密封性，杜绝了在运用中介质从阀杆2处泄漏。

其中，在本实施例中，所述的轴压套11由铜制成。因阀杆2为40cr钢材质，铜质材料具有强度高、硬度大，耐化学腐蚀性强，和阀杆2的40cr钢材质配合转动，自润滑性好，不会锈蚀，耐磨、耐温不易氧化，转动不产生咬合。传统的阀杆2要么全包覆和相同的填料磨合或没包覆阀杆2直接和阀体1铸钢本体磨合，自润滑性差，很容易咬死并启闭力矩大，时间长还会锈蚀，加大开启力矩。

其中，在本实施例中，所述的弹性调整平垫12由硅橡胶制成，且弹性调整平垫12的厚度为6-8mm。硅橡胶具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒的特点，在三百摄氏度和零下九十摄氏度时仍不失原有的强度和弹性。硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等，使蝶阀在开启关闭时，上阀杆5和下阀杆6的压紧作用力保障两端密封不泄露。

其中，在本实施例中，所述的阀座4、第一外衬7和第二外衬8均由fep制成。聚全氟乙丙烯(fep)，是一种软性塑料，其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑料。它是化学惰性的，在很宽的温度和频率范围内具有较低的介电常数(2.1)。该材料不引燃，可阻止火焰的扩散。它具有优良的耐候性，摩擦系数较低，从低温到392f均可使用。该材料可制成用于挤塑和模塑的粒状产品，用作流化床和静电涂饰的粉末，也可制成水分散液。半成品有膜、板、棒和单纤维。

其中，在本实施例中，所述的第一外衬7包覆上阀杆5和下阀杆6的长度一致，且均为15-20mm。无需把下阀杆6全包覆及上阀杆5包覆到2/3左右，阀座4两端也不用再衬出套管，减少用料，使得衬里模压工艺更快捷，合理率更高，日产量更多，从而大大降低了生产成本。

其中，在本实施例中，所述的密封圈9为“o”型，且由氟橡胶和聚四氟乙烯制成。取消了传统的钢衬蝶阀所采用的填料函、填料、压盖和支架，有效的简化了结构，密封性更好，还降低了成本。

其中，在本实施例中，所述的密封圈9包括第一密封圈13和第二密封圈14，其中第一密封圈13和第二密封圈14分别与阀座4两端面的内表面和外表面相贴合，且第一密封圈13与第二外衬8贴合，第二密封圈14分别与第一外衬7和轴压套11贴合。

本发明充分利用了密封圈9、复合弹性衬垫10和弹性调整平垫12相互作用配合，制作精密，密封可靠，摩擦力小等优异的性能，有效地克服了传统的衬氟蝶阀，填料容易被老化、腐蚀，启闭力矩大，容易产生外漏的弱点，使蝶阀密封紧靠，更加耐用。

本发明的经济社会效益：由于本发明可靠的端面密封结构，减少维修和更换配件的频率，提高工作效率，还可以节省大笔资源；零部件数量大大减少，是以前阀门的80％；取消了传统的钢衬蝶阀所采用的填料函、填料、压盖和支架等，更加精密高效，同时省略了许多工艺、工序，节约生产工时和设备设施费；大量减少了能源消耗；生产成本仅仅是传统蝶阀的四分之三，在提高使用性能的同时，大量降低了生产成本，性能价格优势明显；生产过程不产生任何废料，是真正无公害生产，绿色环保对节能减排和低碳经济有着十分重要意义。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。