專利名稱：一種能替代球閥的水輪機(jī)進(jìn)水液控金屬密封蝶閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液控金屬密封蝶閥，特別是涉及一種能替代球閥的水輪機(jī)進(jìn)水液控金屬密封蝶閥。
背景技術(shù)：
在已公知的水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥技術(shù)中，其驅(qū)動方式多采用低油壓單油缸或低油壓雙油缸驅(qū)動方式開啟和關(guān)閉閥門，且驅(qū)動油缸一般均布置在閥軸的一端；閥門密封方式采用橡膠空氣圍帶或?qū)嵭南鹉z軟密封結(jié)構(gòu)。閥門驅(qū)動壓力油源取自水輪機(jī)潤滑系統(tǒng)，工作油壓低，一般≤4MPa，閥門開啟和關(guān)閉均由液壓驅(qū)動，由于工作油壓低，閥門驅(qū)動油缸、蓄能裝置體積龐大，重量重，占地空間大，液壓控制系統(tǒng)復(fù)雜，元件多，故障率高，安全可靠性差，用戶使用維護(hù)不便。由于驅(qū)動油缸僅布置在閥軸的一端，閥軸只一端受力，因此，閥軸直徑必須設(shè)計(jì)得很大，閥體結(jié)構(gòu)長度、蝶板厚度增大。設(shè)計(jì)上不能保證高水頭(≥200m)或中大口徑(≥2500mm)進(jìn)水蝶閥的技術(shù)要求?，F(xiàn)有水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥蝶板密封圈采用橡膠空氣圍帶或?qū)嵭南鹉z密封圈形式，由于橡膠易老化、機(jī)械性能差、硬度低、不耐磨，因此，閥門使用壽命短，密封圈需經(jīng)常更換，維修費(fèi)用高，發(fā)電效益低，不能很好地滿足用戶使用要求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的旨在提供一種液壓驅(qū)動系統(tǒng)簡單緊湊，驅(qū)動安全可靠，使用壽命長，特別適應(yīng)于高水頭或中大口徑的能替代球閥的水輪機(jī)進(jìn)水液控金屬密封蝶閥。
本實(shí)用新型的目的是通過方式實(shí)現(xiàn)的。
一種能替代球閥的水輪機(jī)進(jìn)水液控金屬密封蝶閥，包括閥體、閥體密封座、蝶板、蝶板密封圈、閥軸，其特征是所述的閥軸兩端分別固接有第一連接頭和第二連接頭，所述的第一連接頭另一端固接有第一重錘，其中部鉸接有主驅(qū)動油缸，所述的第二連接頭另一端固接有第二重錘， 其中部鉸接有副驅(qū)動油缸。
本實(shí)用新型閥門的開啟、關(guān)閉分別是通過布置在閥軸兩端的雙油缸及雙重錘驅(qū)動而實(shí)現(xiàn)的。驅(qū)動油壓采用的是中高壓壓力油，故驅(qū)動油缸比現(xiàn)有水輪機(jī)進(jìn)水閥油缸體積小、重量輕、占地空間?。徊捎秒p油缸雙重錘驅(qū)動啟閉閥門，將驅(qū)動油缸和重錘布置在閥軸兩端，可改善閥軸受力情況，使閥軸工作內(nèi)應(yīng)力減小一半，閥軸直徑、閥體寬度、蝶板厚度尺寸減小，閥門整體結(jié)構(gòu)尺寸、驅(qū)動裝置尺寸減小，重量減輕，從而在設(shè)計(jì)上可保證實(shí)現(xiàn)高水頭或中大口徑水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥的技術(shù)要求，使在高水頭水電站中用蝶閥代替球閥成為可能。本閥門關(guān)閉利用兩重錘勢能產(chǎn)生的力矩關(guān)閥，關(guān)閥時不需要外部的動力電源及壓力油源，因此本閥門比現(xiàn)有水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥節(jié)能，液壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，元件減少，故障少，控制性能先進(jìn)，使用安全可靠，操作維護(hù)方便。本閥門液壓驅(qū)動同步系統(tǒng)采用單作用油缸機(jī)械同步系統(tǒng)，即蝶板、閥軸、連接頭、主副驅(qū)動油缸通過圓柱銷、鍵、銷軸機(jī)械地連接成一個整體(重錘通過重錘桿、固定板等與連接頭、閥軸、蝶板連接于一體)，驅(qū)動油缸為單作用形式，開閥時提供動力，關(guān)閥時卸荷僅起緩沖阻尼作用，兩驅(qū)動油缸油路采用并聯(lián)相互連通，由同一進(jìn)回油管進(jìn)油和回油，因此，確保了閥門開啟和關(guān)閉時兩油缸和兩重錘動作同步，驅(qū)動平穩(wěn)，比現(xiàn)有水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥安全可靠。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的主驅(qū)動油缸和副驅(qū)動油缸連接有閥門關(guān)閉調(diào)速系統(tǒng)，所述的閥門關(guān)閉調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是第一單向閥和第二單向閥串聯(lián)，快關(guān)時間調(diào)節(jié)閥和快慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥串聯(lián)，慢關(guān)時間調(diào)節(jié)閥與這兩組閥并聯(lián)后前端與進(jìn)回油管連通，后端與所述的主驅(qū)動油缸連通，所述的第一單向閥和第二單向閥之間連通有副驅(qū)動油缸。
在本閥門主驅(qū)動油缸中裝有快慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥及快、慢關(guān)時間調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)快慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥，可使閥門在前70°±8°關(guān)閥行程范圍內(nèi)快速關(guān)閉，后20°±8°范圍內(nèi)慢關(guān)?？?、慢關(guān)時間通過快關(guān)時間調(diào)節(jié)閥及慢關(guān)時間調(diào)節(jié)閥分別調(diào)整，以保證進(jìn)水閥滿足水電站各種不同工況(如不同水頭、不同流速)的需要，減小和防止水錘危害，保護(hù)水輪機(jī)及進(jìn)水管網(wǎng)系統(tǒng)的安全。因此，本閥門比現(xiàn)有水輪機(jī)進(jìn)水閥工作適應(yīng)性更好，控制性能更先進(jìn)。
作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，為延長閥門工作周期和使用壽命，本閥密封副即蝶板密封圈和閥體密封座均采用金屬材料，蝶板密封圈采用具有O型斷面的厚壁不銹鋼管制成，與具有圓弧型曲面的閥體金屬密封座配合，形成金屬對金屬密封結(jié)構(gòu)。本蝶板密封圈通過采用特殊工藝和裝夾方式使其具有三重補(bǔ)償功能，密封圈采用專用工裝彎制成圓環(huán)型形狀，使其本身具有彈性自動補(bǔ)償功能，可以彌補(bǔ)閥座因受管道內(nèi)高水頭壓力的作用引起的微小失園變形，自動與閥座吻合密封，阻止介質(zhì)泄漏；該密封圈通過壓板嵌裝在蝶板上，可徑向滑移，進(jìn)行位移補(bǔ)償，可彌補(bǔ)由于加工或裝配帶來的閥軸、蝶板相對于閥座的位置誤差，使蝶板密封圈關(guān)到全關(guān)位置時自動與閥座對中，保持與閥座內(nèi)園嚴(yán)密接觸吻合，確保密封；裝在管道上工作時，可將管道內(nèi)介質(zhì)引入蝶板密封圈內(nèi)部，由于管道介質(zhì)壓力的作用，使密封圈具有壓力補(bǔ)償功能，即使密封圈與閥座接觸更緊密，密封比壓增加，密封性更好。由于本閥密封形式采用金屬密封結(jié)構(gòu)，機(jī)械性能優(yōu)異，強(qiáng)度高，硬度高，耐磨，耐腐蝕，無老化現(xiàn)象以及蝶板密封圈特有的三重補(bǔ)償功能的作用，使本閥門比現(xiàn)有水輪機(jī)進(jìn)水閥具有更好的工作密封可靠性，使用壽命長。
綜上所述，本實(shí)用新型是一種液壓驅(qū)動系統(tǒng)簡單緊湊，驅(qū)動安全可靠，使用壽命長，特別適應(yīng)于高水頭或中大口徑且結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、性能可靠的能替代球閥的水輪機(jī)進(jìn)水液控金屬密封蝶閥。


圖1為本實(shí)用新型的主視圖；圖2是本實(shí)用新型的側(cè)視圖；圖3是圖2中I處放大圖；圖4為本實(shí)用新型的局部液壓原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型主要由閥體1，閥體密封座2，蝶板3，蝶板密封圈4，壓板5，閥軸6，圓柱銷7，連接頭8，鍵9，第一重錘10，主驅(qū)動油缸11，副驅(qū)動油缸12，第二重錘13，銷軸14，重錘桿15，固定板16組成，閥軸6兩端分別固接有第一連接頭8和第二連接頭24，第一連接頭8另一端通過重錘桿15、固定板16固接有第一重錘10，其中部通過銷軸14鉸接有主驅(qū)動油缸11，第二連接頭24另一端通過重錘桿25固接有第二重錘13，其中部鉸接有副驅(qū)動油缸12。
如圖4所示，閥門關(guān)閉調(diào)速系統(tǒng)由進(jìn)回油管17，第一單向閥18，快關(guān)時間調(diào)節(jié)閥19，快慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥20，慢關(guān)時間調(diào)節(jié)閥21，第二單向閥22及連接油管23組成，第一單向閥18和第二單向閥22串聯(lián)，快關(guān)時間調(diào)節(jié)閥19和快慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥20串聯(lián)，慢關(guān)時間調(diào)節(jié)閥21與這兩組閥并聯(lián)后前端與進(jìn)回油管17連通，后端與所述的主驅(qū)動油缸11連通，所述的第一單向閥18和第二單向閥22之間連通有副驅(qū)動油缸12。參見附圖1、圖2及圖4，本閥門開啟是由布置在閥軸兩端的主驅(qū)動油缸11及副驅(qū)動油缸12推動與之連接(采用銷軸14連接)的連接頭8，帶動閥軸6(閥軸與連接頭通過鍵9連接)和蝶板3(蝶板與閥軸通過圓柱銷7連接)轉(zhuǎn)動90°(設(shè)定蝶板處于全關(guān)位置時為90°，處于全開位置時為0°)而打開。開啟時，中高壓液壓油通過進(jìn)回油總管17同時進(jìn)入主副油缸，兩油缸通過連接油管23連通，組成一連通器，故閥門開啟時，兩油缸內(nèi)壓力可相互傳遞，確保工作油壓相等，閥軸兩端受力相等，兩油缸動作同步，驅(qū)動平穩(wěn)，安全可靠。閥門關(guān)閉是由布置在閥軸兩端重量相等的第一重錘10及第二重錘13(重錘通過重錘桿15及壓板16與連接頭連接于一體)利用其本身的重力勢能驅(qū)動閥軸蝶板轉(zhuǎn)動而關(guān)閥。關(guān)閥時，兩油缸卸荷，僅起阻尼緩沖作用。副油缸液壓油通過連接油管23、第二單向閥22流回主油缸與主油缸內(nèi)液壓油一起同時通過快慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥20、快關(guān)時間調(diào)節(jié)閥19，慢關(guān)時間調(diào)節(jié)閥21及同一進(jìn)回油管流回油箱，從而確保了關(guān)閥時兩油缸內(nèi)阻力相等，緩沖作用效果相同，兩重錘動作同步，關(guān)閥平穩(wěn)無沖擊。關(guān)閥時，閥門快慢關(guān)行程轉(zhuǎn)換角度由快慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥調(diào)整，快慢關(guān)時間分別由快關(guān)時間調(diào)節(jié)閥及慢關(guān)時間調(diào)節(jié)閥調(diào)整。由于本閥設(shè)置了專有的關(guān)閥調(diào)速裝置，可滿足水電站各種不同水頭和不同流速工況的需要，能有效地減小和消除水錘危害，因此，本閥比現(xiàn)有水輪機(jī)進(jìn)水閥工作適用性好，控制性能先進(jìn)。
參見圖2和圖3，本閥密封是通過壓板5裝于蝶板上的園環(huán)型不銹鋼管密封圈4與和閥體1做成于一體的具有圓弧型曲面的閥體密封座2吻合而密封。由于蝶板密封圈及閥體密封座均為金屬材料，且蝶板密封圈具有特有的三重補(bǔ)償功能，因此，本閥門比現(xiàn)有水輪機(jī)進(jìn)水閥具有更好的工作密封可靠性，使用壽命長。
權(quán)利要求1.一種能替代球閥的水輪機(jī)進(jìn)水液控金屬密封蝶閥，包括閥體(1)、閥體密封座(2)、蝶板(3)、蝶板密封圈(4)、閥軸(6)，其特征是所述的閥軸(6)兩端分別固接有第一連接頭(8)和第二連接頭(24)，所述的第一連接頭(8)另一端固接有第一重錘(10)，其中部鉸接有主驅(qū)動油缸(11)，所述的第二連接頭(24)另一端固接有第二重錘(13)，其中部鉸接有副驅(qū)動油缸(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能替代球閥的水輪機(jī)進(jìn)水液控蝶閥，其特征是所述的主驅(qū)動油缸(11)和副驅(qū)動油缸(12)連接有閥門關(guān)閉調(diào)速系統(tǒng)，所述的閥門關(guān)閉調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是第一單向閥(18)和第二單向閥(22)串聯(lián)，快關(guān)時間調(diào)節(jié)閥(19)和快慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥(20)串聯(lián)，慢關(guān)時間調(diào)節(jié)閥(21)與這兩組閥并聯(lián)后前端與進(jìn)回油管(17)連通，后端與所述的主驅(qū)動油缸(11)連通，所述的第一單向閥(18)和第二單向閥(22)之間連通有副驅(qū)動油缸(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水輪機(jī)進(jìn)水液控蝶閥，其特征是所述的蝶板密封圈(4)和閥體密封座(2)均采用金屬材料，所述的蝶板密封圈(4)采用具有O型斷面的厚壁不銹鋼管制成，與具有圓弧型曲面的閥體金屬密封座(2)配合，形成金屬對金屬密封結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種能替代球閥的水輪機(jī)進(jìn)水液控金屬密封蝶閥，包括閥體(1)、閥體密封座(2)、蝶板(3)、蝶板密封圈(4)、閥軸(6)，其特征是所述的閥軸(6)兩端分別固接有第一連接頭(8)和第二連接頭(24)，所述的第一連接頭(8)另一端固接有第一重錘(10)，其中部鉸接有主驅(qū)動油缸(11)，所述的第二連接頭(24)另一端固接有第二重錘(13)，其中部鉸接有副驅(qū)動油缸(12)。本實(shí)用新型是一種液壓驅(qū)動系統(tǒng)簡單緊湊，驅(qū)動安全可靠，使用壽命長，特別適應(yīng)于高水頭或中大口徑且結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、性能可靠的能替代球閥的水輪機(jī)進(jìn)水液控金屬密封蝶閥。
文檔編號F16K31/122GK2682254SQ20032012400
公開日2005年3月2日 申請日期2003年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者劉普成, 胡平, 謝躍龍, 桂新春 申請人:長沙市閥門廠