[发明专利]用于三偏心蝶阀的金属密封系统

说明书

本发明的主要目的是提供一种用于三偏心蝶阀(30)的金属密封系统(6)，包括：动态金属密封件(21)，其包括由外部涂层包围的金属芯；外表面呈倾斜锥形的金属壳(15)，其包括第一壳体，动态金属密封件(21)安装在第一壳体内；金属盖(29)，其固定到金属壳(15)以允许通过金属壳(15)与金属盖(29)的上表面或下表面的齐平装配来闭合，金属壳包括第二壳体，金属盖装配在第二壳体中，动态金属密封件(21)位于金属盖(29)和限定第一壳体的金属壳(15)的表面之间。

技术领域

本发明涉及用于三偏心蝶阀的密封系统的领域，更具体地涉及提供“连续式(in-line)”密封的阀主密封系统，即当阀闭合时围绕盘周边的密封。

背景技术

美国专利US 9273789B2公开了一种三偏心蝶阀的典型布置。第一偏心包括杆沿着管道的轴线相对于盘表面的偏移。该相同的杆也相对于管道的轴线侧向偏移以获得第二偏心。最后，密封件的支承表面呈锥形，具有一定的倾斜角度，从而形成第三偏心。

这种布置对于本领域的专家来说是众所周知的，并且当阀闭合时，可以同时使主密封件的锥形表面的所有点与主体的锥形密封表面接触，以下称之为“座”。因此，这种布置对用户而言是有用的，因为在闭合之前他或她必须几乎不对盘施加任何扭矩。用户只需在进行接触后施加扭矩以迫使密封件和座之间紧密接触。

此外，在该美国专利US 9273789B2中，密封件安装在盘上(可移动的)，而座安装在阀体上(固定的)。然后密封件具有“凸”锥形形状，而座具有“凹”锥形形状。然而，可以将密封件安装在固定部分中——其然后将具有凹锥形形状——并且座可以位于盘上，其然后将具有凸锥形形状。

然而，制造和开发的限制对于阀制造商来说是非常现实的。如果要使布置发挥最佳功能，密封件和座的锥形表面必须完美配合。这特别包括三个方面：1)密封件必须具有侧向自由度以便处于正确的位置——这种类型的结构施加的最佳运动学受到组件的不同制造公差的干扰，因此允许系统自调整是很重要的；2)锥形部件的几何形状必须尽可能精确；3)锥形部件的几何形状不得随时间而变形，例如在温度升高期间。

尽管如此，“完美配合”的概念仍然难以应用，并且本领域的专家很少使用。凸锥形部件和凹锥形部件不能严格地在拓扑上相同。如果凸锥体非常略微地小于凹锥体，则在闭合结束时，两个表面之间或多或少会有开口的扩展区域，并且密封功能实际上会非常恶化。

本领域的专家针对这个问题的反应将在于两个锥面的容差方法。他或她会产生一些干涉，特别是在凸锥体穿入到凹锥体中，反之亦然，以确保不存在开口区域。这是有效的，但是会丢失凸锥形表面的所有点在凹锥形表面上的同时接触。运动学研究表明，首先在最靠近阀操作轴线的区域进行接触，即在闭合结束前的几度处；然后其会逐渐扩散到离所述阀操作轴线最远的区域。因此，在闭合最后度数的期间会有少量的扭矩。

因此，可以理解的是，可能最终将不得不使用非常刚性的锥形接头，这些接头因此不太有利于表面对表面的适应，而该表面对表面的适应将有利于密封，有利于降低操作扭矩的最终微小获益。

锥形密封件的刚性可以通过用片层状密封件代替单件式金属锥形密封件来降低，该片层状密封件由石墨和金属条的堆叠组成，例如在上述美国专利US 9273789B2的图4中可见。然而，灵活性方面的最终获益仍然很小。还应该注意的是，这种类型的构造可能是不适用的，特别是在石墨不兼容的应用中。随着时间的推移，石墨部件的磨损也是一个问题，因为石墨非常易碎，因此很可能在使用中被侵蚀。