一种低泄漏量的高温蝶阀的制作方法

本发明涉及一种高温蝶阀，特别是一种用于切断或调节流体介质流量的低泄漏量的高温蝶阀。

背景技术：

工业生产活动中，经常涉及各种流体介质，为此必须有特定管道布置和安装于管道上的各类阀门选择。当管道中介质是高温流体时，例如工业加热活动中的高温空气和高温烟气，则需要考虑高温介质对阀门的性能要求，例如热胀冷缩后的阀门灵活性与可靠性、关闭时的泄漏量、长期或多次使用后的阀门检修与使用寿命等问题。

一般蝶阀包括阀体、阀座、阀杆、阀板，该阀体具有内腔，阀板位于该内腔中，且阀板旋转后其边缘和阀体密封或打开，而阀杆用于带动该阀板进行旋转，阀杆的上部穿过阀体的上部之后连接至手柄或者执行器等旋转装置。一般的阀门为了保证热膨胀时能正常开闭，阀板与阀体之间存在间隙较大，结构过于简单，导致阀门泄漏量过大或无法控制，影响工业安全生产。

针对此类高温流体现场工艺要求，为求达标，阀门一般设计为双偏心阀和三偏心阀，但这种设计结构的阀门生产制造难度大，结构复杂，造价昂贵成本很高；对控制精度要求很高，装配工艺复杂；同时复杂的结构提高了日常维护和检修等工作的难度。

技术实现要素：

针对上述问题，为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种具有在高温或者低温条件下尽可能低的泄漏体积流量的高温蝶阀结构，其具有易于制造和组装、结构简单、维护便利等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种低泄漏量的高温蝶阀，包括阀体、设置在阀体内的内腔、设置在内腔内部的阀板、连接在阀板上的阀杆，所述阀板将内腔分为上游腔和下游腔，所述上游腔和下游腔分别沿阀杆中心线分为面积较大的大半腔和面积较小的小半腔，上游腔的小半腔正对着下游腔的大半腔并且在侧壁形成下游侧止挡台阶，上游腔的大半腔正对着下游腔的小半腔并且在侧壁形成上游侧止挡台阶，阀板设置在两个止挡台阶之间并且旋转度而受限搁置在止挡台阶上，至少一个止挡台阶上设有扇形的弹性弹簧板，阀板的边缘压在该弹性弹簧板上。

在发明中，所述阀板沿阀杆转轴线分为左右两个面积不同的半部。

在发明中，所述两个半部为直径不同的半圆盘。

在发明中，所述上游腔和下游腔分别沿阀杆中心线分为直径不同的半圆状的大半腔和小半腔。

在发明中，所述弹性弹簧板的一侧伸出止挡台阶边缘半悬在空中形成翘边，该翘边向流体介质下游方向倾斜。

在发明中，所述弹性弹簧板两侧的翘边沿止挡台阶的周长方向伸出半悬在空中并且伸出的长度越过阀杆转轴中心线。

在发明中，所述弹性弹簧板通过压板固定在下游侧止挡台阶上。

在发明中，所述阀体上连接有阀座，阀杆穿过阀座与驱动机构连接。

在发明中，所述阀杆的顶部与一复位弹簧连接。

在发明中，所述阀杆上套设有含油自润滑轴承和石墨盘根密封圈。

本发明的有益效果是：本发明采用非对称阀体腔与非对称阀板，搭配弹性弹簧板和复位弹簧等自动复位预紧装置，能有效控制高温时的泄漏量，同时保证阀门在用于高温介质时的灵活可靠运行，保证工业生产活动的安全，有效保护设备及人员，提高设备和装置的使用寿命。本发明主要应用于工业炉窑上高温流体介质存在的管道系统，满足在高温和低温情况下均能很好地满足工作性能和低泄漏量的场合。本发明可用于有较高环保要求（nox等）和节能要求的工业炉窑燃烧系统中，用在被预热的助燃空气管道、排烟管道及其它气体管道系统中，作为高/低温条件下的气体流量安全调节和切断设备。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明：

图1为本实施例的结构示意图；

图2为阀体的内部结构示意图；

图3为图2的a方向视图；

图4为图2的b方向视图；

图5为图2的c部分放大图；

图6为阀座的内部结构示意图；

图7为另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图6，本实施例所提供的一种低泄漏量的高温蝶阀，包括阀体1、设置在阀体1内的内腔2、设置在内腔2内部的阀板3、连接在阀板3上的阀杆4，所述阀板3将内腔2分为上游腔21和下游腔22，上下游腔为非对称阀体腔，所述上游腔21和下游腔22分别沿阀杆4中心线分为面积较大的大半腔和面积较小的小半腔，所述大半腔和小半腔为直径不同的半圆状，上游腔21的小半腔正对着下游腔22的大半腔并且在侧壁形成下游侧止挡台阶23，上游腔21的大半腔正对着下游腔22的小半腔并且在侧壁形成上游侧止挡台阶24，阀板3设置在两个止挡台阶之间并且旋转90度而受限搁置在止挡台阶上，所述下游侧止挡台阶23上设有扇形的弹性弹簧板5，阀板3的一侧边缘压在该弹性弹簧板5上形成弹性密封侧，阀板3的另一侧边缘压在上游侧止挡台阶24上形成刚性密封侧。

作为优选的实施方式，所述阀板3为刚性元件，以确保不会在流体介质压力下产生变形，可适用更大流量的阀门。所述阀板3沿阀杆4转轴线分为左右两个面积不同的半部，所述两个半部为直径不同的半圆盘。所述阀板3通过垫块10、螺丝11以及定心销12与阀杆4连接，使阀杆4轴心偏离阀板3中心，从而使阀板3上下两端不再成为回转轴心，分散和减轻了阀板3与阀体的间隙问题。在此处，阀杆4也可贯穿整个内腔2，使内腔部分阀杆两端都得到定位，增强其抗变形能力。阀板3通过至少一个定心销12通过垫块10与阀杆4相连，可达到很好的同心度，降低安装成本，无需调整。所述阀板3沿阀杆4旋转方向，即在阀杆4旋转中轴线的两侧，它们是两个不同半径尺寸且基本上是半圆形，因此确保了打开和关闭动作都不会与阀体1干涉，可自由随阀杆4在0-90度之间旋转。上游侧的阀板3的刚性密封侧半圆面积为大于阀体通径半径面积，当介质气压越大，上游侧阀板的刚性密封侧的压强越大，介质气压形成预压力，起到自密封作用，并且阀板3通过杠杆效应直接挤压下游侧止挡台阶24上的弹性弹簧板5产生微小的弹性变形和弹性张紧力以消除与阀板3间的间隙，接触更加紧密可靠，达到更好的密封效果。而且刚性密封侧位于上游侧能够有效增强密封效果。

进一步，所述弹性弹簧板5选用耐高温弹簧板，同时适用于热介质和冷介质，并通过压板13固定在下游侧止挡台阶23上，压板13呈扇形，压板13通过至少两颗螺丝或者其它紧固件将弹性弹簧板5固定于止挡台阶，使弹性弹簧板5不受阀板3动态影响而发生位置偏差，有很好的稳定性来保证较好的密封性能。所述弹性弹簧板5的一侧伸出止挡台阶边缘半悬在空中形成翘边51，该翘边51向流体介质下游方向倾斜折弯。该翘边51结构不但增强密封作用，还可以弥补产品加工以及组装过程中的中心和角度偏移问题，以及补偿阀体1加工以及阀板3厚度公差的功能。因此，在加工和组装过程都比较容易控制。

在本实施例中，所述弹性弹簧板5两侧的翘边51沿止挡台阶的周长方向伸出半悬在空中并且伸出的长度越过阀杆4转轴中心线，很好地解决了阀板3两个不同半径的半圆与阀杆4中轴线之间的间隙，使阀杆两端4与阀板3间的密封难题得以解决。

在本实施例中，所述阀体1上连接有阀座6，阀杆4穿过阀座6与驱动机构连接，所述阀杆4的顶部与一复位弹簧7连接，所述复位弹簧7为螺旋形弹簧并通过多边形连接件与阀杆阀杆4相连，设置至少二个定位销14可以预设和调整不同的预紧力，用于辅助关闭，达到更好的密封性能。所述阀杆4上靠近驱动端至少套设有含油自润滑轴承8和石墨盘根密封圈9，以保证优良的高温密封性能。

参照图7，这个另一种实施例，该实施例的结构和原理与上述实施例基本相同，其不同之处在于：所述弹性弹簧板5一侧的翘边51并未伸出止挡台阶边缘，而是基本与止挡台阶边缘平齐。由于并未伸出，阀板3对应的半部半径需略大于下游侧止挡台阶23的半径，使阀板3的可压在弹性弹簧板5上。本实施例与上述实施例的效果基本相同，是其同等技术方案。

本发明的工作原理如下：

一、阀门开启动作：控制器等单元给出信号，驱动装置通电，通过阀座6上的多边形连接件将力矩传递到阀杆4上，此时需克服复位弹簧7处于默认位置（定位销14）的初始预紧力，阀杆4带动阀板3转动，使阀板3从垂直流向转至平行流向，阀体1上下游侧的非对称腔体连通，阀门开启。

二、阀门关闭动作：控制器等单元给出信号，驱动装置断电，阀座6上的复位弹簧7由预紧力带动连接件再带动阀杆4转动，最终带动阀板3转动至垂直流向，回到关闭位置。此时阀板3的大面积半部压紧于上游侧止挡台阶24上，复位弹簧7预紧力和流体压力对压紧程度正向影响；阀板3的小面积半部压紧于固定在下游侧止挡台阶23上的边缘微小翘起的弹性弹簧板5上产生弹性形变压紧并密封。复位弹簧7预紧力越大，阀板3的小面积半部与弹性弹簧板5压得越紧，密封越好，泄漏量越少；流体压力越大，阀板3的大面积半部受力越大，通过阀杆4的杠杆作用，阀板3的小面积半部对弹性弹簧板5压得越紧，密封越好，泄漏量越少。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。