一种蝶阀的连接轴和阀杆连接结构的制作方法

本实用新型涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种蝶阀的连接轴和阀杆连接结构。

背景技术：

蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，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阀板，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

蝶阀可分为中线蝶阀、单偏心蝶阀、双偏心蝶阀和三偏心蝶阀，其中的三偏心蝶阀具有密封效果好密封件不易磨损的优点而得以广泛的应用。现有的三偏心蝶阀的基本结构如说明书附图1所示，其包括具有流道81的阀体8、设置在阀体流道内的圆盘形的阀板9，阀板上设有与阀板的径向中心偏离的阀杆1，阀杆的两端分别转动连接在阀体上，阀体上还设有蜗轮蜗杆之类的自锁式传动机构82，自锁式传动机构通过连接轴2与阀杆同轴连接。当我们通过自锁式传动机构驱动连接轴转动时，即可带动阀杆转动，进而使阀板转动。由于自锁式传动机构设有转动角度限位结构，从而可使阀板的转动角度准确控制在90度范围。当阀板转动至与流道的轴线垂直时，阀板贴靠流道内的密封环，从而使阀板封堵流道，此时的蝶阀处于截止状态；当阀板转动90度至与流道的轴线平行位置时，蝶阀具有最大的导通面积，此时的蝶阀处于导通状态；当阀板的转动角度大于0度而小于90度时，蝶阀具有部分导通面积，此时的蝶阀处于调节状态，而自锁式传动机构则可确保阀板的可靠定位。

在现有技术中，连接轴和阀杆通常都是通过一个连接套相连接的，连接套内设有矩形孔或多边形孔，或者在连接轴、阀杆与连接套之间设置平键，从而使连接轴、阀杆可通过连接套传递扭矩。这种连接结构虽然具有也可传递扭矩，并且具有结构简单的优点，但是其存在如下缺陷：由于连接轴和阀杆之间的连接在圆周方向上是固定的，例如，当连接套内的多边形孔为正方形孔时，相应地，阀杆和连接轴位于连接套内的连接段为正四棱柱，这样，阀杆和连接轴之间只能在0度、90度、180度、270度四个位置进行连接，安装时，必须先将连接轴和阀杆转动至和连接套的正方形孔准确相对的位置，从而造成安装的困难和麻烦；其次，当蝶阀经过一段时的使用产生一定程度的磨损时，阀板和密封环之间会形成一个间隙，从而降低蝶阀的密封性能，并且自锁式传动机构、阀杆和连接套之间、以及连接轴和连接套之间均会因磨损而产生一定程度的间隙，也就是说，当自锁式传动机构驱动阀板转动时，阀板的最大实际转动角度会小于90度，从而使阀板无法与密封环紧密贴合，影响蝶阀的密封性，减低蝶阀的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有的蝶阀所存在阀杆和连接轴安装不方便、以及容易因磨损间隙导致蝶阀失效的问题，提供一种蝶阀的连接轴和阀杆连接结构，可方便阀杆和连接轴的安装，消除磨损间隙对蝶阀密封性的影响，有利于延长蝶阀的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种蝶阀的连接轴和阀杆连接结构，包括与蝶阀的阀板相连接的阀杆、与自锁式传动机构相连接的连接轴、用于连接阀杆和连接轴的连接套，所述连接套具有一个圆柱形的连接通孔，在连接套的一端设有上压板，在连接套的另一端设有下压板，上压板上设有连接轴过孔，下压板上设有阀杆过孔，所述连接轴设有圆柱形的外连接段，所述阀杆设有圆柱形的内连接段，在连接通孔内的两端分别设有扭矩传递环组，所述连接轴的外连接段穿过上压板的连接轴过孔并插接在靠近上压板一侧的扭矩传递环组内，所述阀杆的内连接段穿过下压板的阀杆过孔并插接在靠近下压板一侧的扭矩传递环组内，所述扭矩传递环组包括沿轴向排列的外摩擦环和内摩擦环，所述内、外摩擦环均设有开口，外摩擦环设有一个贴靠内摩擦环的圆锥凹面，内摩擦环设有一个贴靠外摩擦环圆锥凹面的圆锥凸面，上、下压板之间设有压紧螺栓，当拧紧压紧螺栓时，上、下压板挤压连接通孔内的扭矩传递环组，从而使连接通孔内的扭矩传递环组的内摩擦环径向收缩，而外摩擦环则径向扩张。

现有技术不同的是，本实用新型连接轴的外连接段以及阀杆的内连接段均为圆柱体，因此，可不受角度限制地以任意角度、任意方向插接到扭矩传递环组内，从而极大地方便连接轴和阀杆之间的连接安装。当我们拧紧压紧螺栓时，上、下压板相互靠近并挤压连接通孔内的扭矩传递环组，此时扭矩传递环组中的内摩擦环上的圆锥凸面和外摩擦环上的圆锥凹面之间产生一个倾斜的相互作用力，该倾斜的相互作用力可分解成一个轴向分力以及一个径向分力，从而使内摩擦圆环受到一个向内的径向分力而紧密地贴靠内侧的连接轴或阀杆，外摩擦圆环则受到一个向外的径向分力而紧密地贴靠外侧的连接套，此时在连接轴、阀杆与扭矩传递环组之间、以及连接套与扭矩传递环组之间均可产生极大的摩擦力，从而可传递扭矩，使连接轴驱动阀杆同步转动。特别是，当蝶阀使用一段时间后，其自锁式传动机构因磨损产生配合间隙时，我们可松开压紧螺栓，然后重新调整连接轴和阀杆的相对角度，并再次拧紧压紧螺栓时连接轴和阀杆定位，即可使蝶阀的阀板继续保持精确的转动角度而保持可靠的密封性。此外，由于内、外摩擦环均设有开口，因此，一方面使内、外摩擦环可轻松地内缩和外扩，以紧密贴靠内侧的连接轴或阀杆、以及外侧的连接套；另一方面有利于阀杆和连接轴的插入，也就是说，即使连接轴和阀杆的直径有较大的误差，或者两者的直径有较大的差异，也不会影响两者之间的连接和传递扭矩。

作为优选，在上压板靠近连接套一侧设有一体的上压环，在下压板靠近连接套的一侧设有一体的下压环，上压环适配在连接通孔内并贴靠靠近上压板一侧的扭矩传递环组，下压环适配在连接通孔内并贴靠靠近下压板一侧的扭矩传递环组。

上压环和下压环可伸入连接通孔内方便地贴靠挤压扭矩传递环组，并确保扭矩传递环组的受力均匀，同时有利于上、下压板和连接套之间的定位。

作为优选，设置在连接通孔内两端的扭矩传递环组的数量分别为3-4个，从而有利于缩短每个扭矩传递环组的轴向长度，确保每个扭矩传递环组的内、外摩擦环和连接轴以及连接套之间能可靠地贴合以增加接触面积，从而有利于提高可传递的扭矩。

作为优选， 内、外摩擦环的开口倾斜设置，从而使开口与连接通孔的轴线形成一个40度-50度的夹角。

由于内、外摩擦环的开口倾斜设置，因此，内、外摩擦环和连接轴、阀杆以及连接套的贴合面在圆周方向上不会形成一个裂口，从而有利于确保内、外摩擦环的摩擦力在圆周方向上的均匀一致。

因此，本实用新型具有如下有益效果：可方便阀杆和连接轴的安装，消除磨损间隙对蝶阀密封性的影响，有利于延长蝶阀的使用寿命。

附图说明

图1是现有的蝶阀的一种结构示意图。

图2是本实用新型的一种结构示意图。

图3是本实用新型的另一种结构示意图。

图4是扭矩传递环组的分解结构示意图。

图中：1、阀杆 11、内连接段 2、连接轴 21、外连接段 3、连接套 31、连接通孔 32、轴肩 4、扭矩传递环组 41、内摩擦环 411、圆锥凸面 42、外摩擦环 421、圆锥凹面 43、开口 5、上压板 51、连接轴过孔 52、上螺栓过孔 53、上压环 6、下压板 61、阀杆过孔 62、下螺栓过孔 63、下压环 7、压紧螺栓 8、阀体 81、流道 82、自锁式传动机构 9、阀板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图2、图3、图4所示，一种蝶阀的连接轴和阀杆连接结构，包括与蝶阀的阀板相连接的阀杆1、与自锁式传动机构相连接的连接轴2、用于连接阀杆和连接轴的连接套3，其中的自锁式传动机构具有转动手柄，并可通过连接轴驱动阀杆转动，进而带动阀板转动，以实现蝶阀的启闭或流量调节，自锁式传动机构可使连接轴转动角度控制在90度内。由于蝶阀的阀板、自锁式传动机构等属于现有技术，其并非本实用新型的创新点所在，因此不做过多的描述。

连接套呈圆柱形，其内部具有一个贯通两端的圆柱形的连接通孔31，在连接通孔内的上下两端分别设置扭矩传递环组4。此外，在连接套的上端设置一块矩形的上压板5，在连接套的下端设置一块矩形的下压板6，上压板的中心设置可容许连接轴通过的连接轴过孔51，下压板的中心设置可容许阀杆穿过的阀杆过孔61，上压板的四个边角处分别设置上螺栓过孔52，下压板的四个边角处设置与上螺栓过孔对应的下螺栓过孔62，在上螺栓过孔内设置向下穿过下螺栓过孔的压紧螺栓7，并在压紧螺栓的端部设置螺母以及相应的垫片，从而可使上、下压板相互靠近。当然，压紧螺栓可采用双头螺栓，相应地在压紧螺栓的上下两端分别设置螺母以及相应的垫片即可。

需要说明的是，本实施例中的上、下方向仅仅只是针对附图而言，以方便描述，并非是对本实用新型的一种限定。

另外，在连接轴向下穿过连接轴过孔的下端设置同轴的圆柱形的外连接段21，类似地，阀杆在向上穿过阀杆过孔的上端设置同轴的圆柱形的内连接段11。连接轴的外连接段向下穿过上压板的连接轴过孔并插接在上侧的扭矩传递环组内，阀杆的内连接段向上穿过下压板的阀杆过孔并插接在下侧的扭矩传递环组内。当拧紧压紧螺栓时，上、下压板挤压连接通孔内的扭矩传递环组，从而使连接通孔内的扭矩传递环组一方面径向地向内侧收缩，以紧紧地贴靠连接轴或阀杆并产生摩擦力；另一方面向外侧扩张，以紧紧地贴靠连接套的内侧壁而产生摩擦力，从而使连接轴可通过连接套向阀杆传递扭矩。

具体地，扭矩传递环组包括沿轴向排列的外摩擦环42和内摩擦环41，内、外摩擦环均设置开口43，从而使内、外摩擦环可径向地扩张或径向地收缩。此外，外摩擦环上靠近内摩擦环的一端设置一个内凹的圆锥凹面421，从而使外摩擦环的横截面呈直角梯形；相应地，内摩擦环上靠近外摩擦环的一端设置一个外凸的圆锥凸面411，从而使内摩擦环的横截面呈直角梯形，内摩擦环的圆锥凸面贴靠外摩擦环的圆锥凹面，内、外摩擦环贴靠在一起的扭矩传递环组的横截面呈矩形。

当我们需要使连接轴和阀杆连接以传递扭矩时，连接轴圆柱形的外连接段可以任意角度插接到上侧的扭矩传递环组内，而阀杆圆柱形的内连接段同样可以任意角度插接到下侧的扭矩传递环组内，从而极大地方便连接轴和阀杆之间的连接安装。当然，连接轴、阀杆可与扭矩传递环组之间设置较大的配合间隙，以便安装。此时我们可拧紧压紧螺栓，使上、下压板相互靠近，上压板挤压连接通孔内上侧的扭矩传递环组，下压板挤压连接通孔内下侧的扭矩传递环组，受到挤压的扭矩传递环组中的内摩擦环上的圆锥凸面和外摩擦环上的圆锥凹面之间产生一个和轴向具有夹角的倾斜的相互作用力，该倾斜的相互作用力可分解成一个轴向分力以及一个径向分力，从而使内摩擦圆环受到一个向内的径向分力而径向地收缩，外摩擦圆环则受到一个向外的径向分力而径向地扩张，外摩擦环的外侧圆周面紧紧地贴靠连接套的内侧壁而产生极大的摩擦力；上侧扭矩传递环组的内摩擦环的内侧圆周面紧紧地贴靠连接轴的外侧圆周面而产生极大的摩擦力，下侧扭矩传递环组的内摩擦环的内侧圆周面紧紧地贴靠阀杆的外侧圆周面而产生极大的摩擦力。当通过自锁式传动机构驱动连接轴转动时，即可依靠连接轴和上侧的扭矩传递环组之间的摩擦力、以及上侧的扭矩传递环组和连接套之间的摩擦力驱动连接套转动；与此同理，连接套则可依靠与下侧的扭矩传递环组之间的摩擦力、以及下侧的扭矩传递环组与阀杆之间的摩擦力驱动阀杆转动，进而带动阀板转动，以实现蝶阀的启闭或流量的调节。当蝶阀使用一段时间后，其自锁式传动机构或者阀板等部件会因磨损产生一定的配合间隙，阀板与自锁式传动机构的转动手柄之间无法实现同步转动，也就是说，转动手柄在开始转动时会形成一定角度的空转，此时，当我们使自锁式传动机构的转动手柄转动原有设定的圈数时，最终阀板的转动角度会小于90度，从而导致蝶阀密封性能的下降。为此，我们可松开压紧螺栓，然后重新调整连接轴和阀杆的相对角度，并再次拧紧压紧螺栓时连接轴和阀杆定位，以消除磨损产生的配合间隙，即可使蝶阀的阀板继续保持精确的转动角度而保持可靠的密封性。

需要说明的是，我们可在连接通孔内的中间位置设置一个向内凸起的轴肩32，这样上侧的扭矩传递环组的下端抵靠在轴肩上，而下侧的扭矩传递环组的上端抵靠在轴肩上，以确保扭矩传递环组的轴向受压。当然，我们也可将设置在连接通孔内上端的扭矩传递环组的数量设定为3-4个，在连接通孔内下端的扭矩传递环组的数量设定为3-4个，而连接通孔内所有的扭矩传递环组全部相互轴向地挤压在一起，以尽量增加扭矩传递环组与连接套、连接轴和阀杆之间可用于传递扭矩的接触面积，确保连接轴向阀杆传递足够的扭矩。

此外，我们还可在上压板靠近连接套的下侧设置一体的上压环53，在下压板靠近连接套的上侧设置一体的下压环63，上压环适配在连接通孔内并贴靠靠近上侧的扭矩传递环组，下压环适配在连接通孔内并贴靠下侧的扭矩传递环组，以确保扭矩传递环组的受力均匀，同时有利于上、下压板和连接套之间的定位。当然，上、下压板与连接套之间应留有间隙，以确保上、下压环可靠地挤压扭矩传递环组。

最后，内、外摩擦环的开口倾斜设置，从而使开口与连接通孔的轴线形成一个40度-50度的夹角。这样，内摩擦环和连接轴、阀杆的贴合面在圆周方向上不会形成一个裂口，也就是说，开口上侧的内摩擦环和开口下侧的内摩擦环在圆周方向上会形成一个搭接状态；同理，外摩擦环和连接套的贴合面在圆周方向上不会形成一个裂口，也就是说，开口上侧的外摩擦环和开口下侧的外摩擦环在圆周方向上也会形成一个搭接状态，从而可确保内、外摩擦环的摩擦力在圆周方向上的均匀一致。