一种大口径三偏心蝶阀及方法与流程

本发明属于机械密封领域，具体涉及一种大口径三偏心蝶阀及方法。

背景技术：

1、如图1到图4所示，三偏心蝶阀包括：阀板1、密封圈2、阀板压圈3、紧固螺钉4和阀座5。在阀板1的下部设置有环状的阀板台阶，密封圈2安装在阀板台阶处，在阀板1的下方设置有阀板压圈3，紧固螺钉4从下向上穿过阀板压圈3和阀板1，通过紧固螺钉4将阀板压圈3、密封圈2、阀板1固定在一起。

2、具体的，阀体中心101与中心轴的轴中心102不在同一条直线上，介质流动产生压力(介质流向如图1中的箭头所示)，通过中心轴的转动开关阀门，从图2和图3所示的y处放大图可以看出：在阀门打开时，密封圈2的密封面与阀座5的密封面脱离，在阀门关闭时，密封圈2的密封面与阀座5的密封面贴合，这样，通过密封圈2的密封面与阀座5的密封面的脱离、贴合实现了阀门的开启、关闭。

3、密封圈是三偏心蝶阀的重要零件，其质量的好坏直接影响到蝶阀性能的优劣。密封圈经常受到介质压力的挤压，其密封面会受到介质颗粒物的不断冲刷，所以密封圈必须具有强度高、刚性好、表面耐磨等优点。

4、现有的三偏心蝶阀中的金属密封圈主要有多层次和纯金属两种结构。其中，多层次密封圈是由高弹性金属圈和环芯交替层叠而成的，纯金属密封圈主要是由高强度合金锻制加工而成的，为了增加密封面的耐磨性，一般会在密封面堆焊合金或者在密封圈表面进行镀铬、渗氮处理。

5、大口径三偏心蝶阀一般指口径在一米五及以上的三偏心蝶阀，其密封圈的尺寸也相应增大。在对大口径三偏心蝶阀进行内部打压后发现：大口径密封圈在阀门加压时自身会发生径向收缩，如图4所示，密封圈的椭圆大径h变小，并且密封圈整体出现了上下面不平整的状态，密封面之间发生干涉，进而导致开启阀门的扭矩增大。

6、因此，与中小口径蝶阀中使用的密封圈相比，目前大口径三偏心蝶阀中的密封圈存在以下问题：在介质的作用下，大直径的密封圈会受到径向压力，径向压力会导致密封圈发生径向收缩变形，变形后的密封圈的密封效果变差，而且密封圈的密封面变形后还会导致开启阀门的扭矩增大，进而缩短了三偏心蝶阀的寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种大口径三偏心蝶阀及方法，解决大口径蝶阀密封圈由于半径过大带来的自身变形问题，防止密封圈承压时由于刚度不够产生径向收缩变形，使得大口径蝶阀密封圈工作时密封面不损伤、抗压能力强、密封效果好、使用寿命长。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明的第一个方面，提供了一种大口径三偏心蝶阀，所述大口径三偏心蝶阀包括：阀板、密封圈、阀板压圈、紧固螺钉和阀座；在阀板的下部设置有环状的阀板台阶，密封圈安装在阀板台阶处；在阀板的下方设置有阀板压圈，紧固螺钉从下向上穿过阀板压圈和阀板，通过紧固螺钉将阀板压圈、密封圈、阀板固定在一起；在所述密封圈与阀板台阶之间设置有多个加固柱，且多个加固柱沿密封圈均布。

4、本发明的进一步改进在于：

5、在所述阀板台阶的外侧表面上设置有多个第一缺口，多个第一缺口沿阀板台阶的外侧表面均布；

6、在所述密封圈的内侧表面上设置有多个第二缺口，多个第二缺口沿密封圈的内侧表面均布，且第一缺口与第二缺口一一对应。

7、优选的，所述第一缺口、第二缺口的尺寸与加固柱的尺寸相匹配，当第一缺口和第二缺口相对时，加固柱能够卡入到第一缺口和第二缺口内。

8、优选的，所述加固柱的高度与密封圈的厚度相同。

9、优选的，所述加固柱的数量为偶数。

10、优选的，所述加固柱为柱状结构，且其横截面形状为圆形。

11、优选的，所述第一缺口的形状为半圆形，且其直径与加固柱的直径相同；

12、所述第二缺口的形状为圆弧形，且第二缺口与加固柱的外圆柱面相切。

13、本发明的第二个方面，提供了一种大口径三偏心蝶阀的设计方法，所述方法包括：在阀板台阶的外侧表面与密封圈的内侧表面之间增加多个加固柱，且使得多个加固柱沿密封圈均布。

14、优选的，所述方法进一步包括：在阀板台阶的外侧表面上增加多个第一缺口，并使得多个第一缺口沿阀板台阶的外侧表面均布；同时，在所述密封圈的内侧表面上增加多个第二缺口，并使得多个第二缺口沿密封圈的内侧表面均布，且使得第一缺口与第二缺口一一对应；将加固柱卡入到第一缺口和第二缺口内，且加固柱紧贴第一缺口和第二缺口。

15、优选的，所述方法进一步包括：利用下式获得加固柱的直径、高度：

16、3.14*d2*n＝4f/m

17、加固柱的高度＝密封圈的厚度；

18、其中，f为介质压力，m为加固柱的剪切应力，n为加固柱的数量，d为加固柱的直径。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明大口径三偏心蝶阀在工作时密封圈不易变形、密封面不易损伤、抗压能力强，提高了密封效果，且延长了使用寿命。而且，大口径三偏心蝶阀的优良性能能够保证整个装置运行的平稳，保证了设备及其周围的安全，后期维修成本低，极大程度上降低了停产带来的损失和风险，增加了经济效益。

技术特征：

1.一种大口径三偏心蝶阀，所述大口径三偏心蝶阀包括：阀板、密封圈、阀板压圈、紧固螺钉和阀座；在阀板的下部设置有环状的阀板台阶，密封圈安装在阀板台阶处；在阀板的下方设置有阀板压圈，紧固螺钉从下向上穿过阀板压圈和阀板，通过紧固螺钉将阀板压圈、密封圈、阀板固定在一起；其特征在于：在所述密封圈与阀板台阶之间设置有多个加固柱，且多个加固柱沿密封圈均布。

2.根据权利要求1所述的大口径三偏心蝶阀，其特征在于：在所述阀板台阶的外侧表面上设置有多个第一缺口，多个第一缺口沿阀板台阶的外侧表面均布；

3.根据权利要求2所述的大口径三偏心蝶阀，其特征在于：所述第一缺口、第二缺口的尺寸与加固柱的尺寸相匹配，当第一缺口和第二缺口相对时，加固柱能够卡入到第一缺口和第二缺口内。

4.根据权利要求1所述的大口径三偏心蝶阀，其特征在于：所述加固柱的高度与密封圈的厚度相同。

5.根据权利要求1所述的大口径三偏心蝶阀，其特征在于：所述加固柱的数量为偶数。

6.根据权利要求1所述的大口径三偏心蝶阀，其特征在于：所述加固柱为柱状结构，且其横截面形状为圆形。

7.根据权利要求6所述的大口径三偏心蝶阀，其特征在于：所述第一缺口的形状为半圆形，且其直径与加固柱的直径相同；

8.一种大口径三偏心蝶阀的设计方法，其特征在于：所述方法包括：在阀板台阶的外侧表面与密封圈的内侧表面之间增加多个加固柱，且使得多个加固柱沿密封圈均布。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述方法进一步包括：在阀板台阶的外侧表面上增加多个第一缺口，并使得多个第一缺口沿阀板台阶的外侧表面均布；同时，在所述密封圈的内侧表面上增加多个第二缺口，并使得多个第二缺口沿密封圈的内侧表面均布，且使得第一缺口与第二缺口一一对应；将加固柱卡入到第一缺口和第二缺口内，且加固柱紧贴第一缺口和第二缺口。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述方法进一步包括：利用下式获得加固柱的直径、高度：

技术总结本发明提供了一种大口径三偏心蝶阀及方法，属于机械密封领域。所述大口径三偏心蝶阀包括：阀板、密封圈、阀板压圈、紧固螺钉和阀座；在阀板的下部设置有环状的阀板台阶，密封圈安装在阀板台阶处；在阀板的下方设置有阀板压圈，紧固螺钉从下向上穿过阀板压圈和阀板，通过紧固螺钉将阀板压圈、密封圈、阀板固定在一起；在所述密封圈与阀板台阶之间设置有多个加固柱，且多个加固柱沿密封圈均布。本发明大口径三偏心蝶阀在工作时密封圈不易变形、密封面不易损伤、抗压能力强，提高了密封效果，且延长了使用寿命。而且，大口径三偏心蝶阀的优良性能能够保证整个装置运行的平稳，保证了设备及其周围的安全，后期维修成本低。技术研发人员：管晓君,张立群,杨荻,卞红飞,毕兆吉,余振豪受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17