[发明专利]三偏心双向自紧密封橡胶蝶阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀门，特别涉及的是橡胶密封蝶阀技术领域，确切的说是三偏心双向自紧密封橡胶蝶阀。

背景技术

橡胶密封蝶阀依其结构简单制造工艺水平低，在目前一般工业常温低压管路中，特别在城镇供水管网建设中仍大量采用。目前橡胶密封蝶阀的密封结构主要有两种形式。一种是中轴对称型橡胶密封蝶阀，这种蝶阀主要依靠蝶板与橡胶阀座的过盈配合形成密封力，蝶板对橡胶阀座过盈压缩量的大小决定了密封比压的高低。一般这种蝶阀的过盈压缩量为1.4～2.2mm，所能够形成的比压在0.8～2Mpa之间。这种阀门在关闭状态时橡胶阀座处于过盈压缩变形之中，处于开启状态时，蝶板与橡胶阀座上下端的结合部位仍始终处于压缩变形之中。长期在这种压缩状态下橡胶材料极易老化而失去弹性，由此因橡胶材料老化而使必须密封比压升高到一定程度时阀门便开始泄漏。特别当阀门处于关闭状态时，橡胶阀座上下端结合部位容易渗漏点产生泄漏后，压力介质将渗漏到阀体与橡胶阀座之间的缝隙之中，而使橡胶阀座的出水端内圆鼓起而产生涨圈，这时蝶板被憋死而无法开启。所以这种阀门的密封可靠性和使用寿命是很有限的，它只适用于经常开关启闭且容易更换的部位。另外由于橡胶阀座截面尺寸大，耗用橡胶材料多，故生产成本高。

另外一种橡胶蝶阀是偏心式橡胶密封蝶阀，这种蝶阀的密封结构主要是为了克服中轴对称型蝶阀的橡胶阀座由于过盈压缩变形迅速老化失效的问题。这种产品的密封结构是将橡胶阀座偏离蝶板、阀杆和阀体中心，同时阀杆的回转中心也偏离阀体中心，从而形成双偏心结构。这样在阀门打开处于开启状态时蝶板外圆即完全脱离橡胶阀座，偏心橡胶阀座的密封面部位便处于无压缩的自由状态，解决了橡胶阀座由于压缩变形产生的老化失效问题。但是这两种密封副是完全不同的两种密封结构。中轴对称型蝶阀橡胶阀座过盈压缩量的多少取决于介质公称压力的高低，它与介质作用力的方向无关。所以中轴对称型橡胶密封蝶阀对介质的流动方向没有限制，即可以双向密封。而偏心式橡胶密封蝶阀却不同，它是依靠蝶板关闭后对偏心阀座产生的压紧力形成密封力。这个压紧力有两个力合成，一个是蝶板圆弧密封面中心和偏心阀座密封面中心对阀杆的中心在设计时是按过盈配合设计的，这样阀门关闭时，蝶板外圆密封面即紧压在阀座上，这就是关闭强制力。另一个就是介质作用力。两个力共同通过蝶板作用在偏心橡胶阀座上并形成一定的比压，这就是实际密封比压q。一般工业用密封阀门设计的基本原理是必须满足实际密封比压q大于必须密封比压q_MF，同时又小于密封材料的许用比压[q]，阀门才能可靠密封，它们的关系式是q_MF<q<[q]。但是当介质作用力的方向发生变化后，即管路中介质的流动方向相反时，这种偏心式橡胶蝶阀就会出现q<q_MF的情况，这时阀门就要泄漏。所以类似这种偏心结构的密封蝶阀都属于单方向密封阀门。

由于以上产品的密封机理均属于压力强制密封，所以阀门开关启闭时的力矩特别大，由于橡胶阀座的截面结构尺寸大，所以橡胶材料的用量就特别高，从而增加了生产成本，因此上述产品的密封性能及结构的合理性都有明显的缺陷和不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构更简单，密封性能更可靠，且完全可以双向密封，使用寿命特长、扭转力矩更小和生产成本更低的三偏心双向自紧密封橡胶蝶阀。其技术和结构方案是这样实现的：包括阀体、阀杆、蝶板、压圈和橡胶密封圈等零部件在内的结构，橡胶密封圈由压圈固定安装在蝶板上，其特征在于：橡胶密封圈的截面结构是将其扁方圆头与蝶板和压圈之间的橡胶垫片组合为一体，形成扁方-圆头形状的组合式橡胶圈，

蝶阀关闭时橡胶圈扁方圆头截面外圆弧直径的自紧压缩量用代号Sq表示。由蝶板和压圈形成的沟槽宽度＝橡胶圈自由状态时扁方圆头截面外圆弧直径，并且密封面的两侧必须加工过渡圆弧，过渡圆弧尺寸≥自紧压缩量Sq，按Sq圆整为毫米整数确定。另外蝶板外圆与阀体密封面内孔的配合间隙为δ，其最小间隙δmin＝Sq/5，最大间隙δmax＝Sq/3。