一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板及其構(gòu)成的蝶閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板及其構(gòu)成的蝶閥。蝶板兩側(cè)均設(shè)有拱球形凸起，流體入口一側(cè)的蝶板的拱球形凸起上設(shè)有用于分流減壓的三道分流流道，流體出口一側(cè)的蝶板的拱球形凸起上設(shè)有用于分流減壓的四道分流流道，流體出口一側(cè)的蝶板的拱球形凸起上設(shè)有用于蝶板徑向安裝的安裝孔件。本實用新型基于標(biāo)準(zhǔn)法蘭式軟密封蝶閥傳統(tǒng)蝶板結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)，可降低通過蝶板時流體的高流速，其上的分流流道起到分流減壓，防止氣蝕，防振降噪的作用；另外，在蝶閥關(guān)閉時，就可以增強(qiáng)閥體的密封性能。
【專利說明】一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板及其構(gòu)成的蝶閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種多功能蝶板及其構(gòu)成的蝶閥，尤其是涉及一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板及其構(gòu)成的蝶閥。

【背景技術(shù)】
[0002]蝶閥又叫翻板閥，是一種結(jié)構(gòu)簡單的調(diào)節(jié)閥，可用于低壓管道介質(zhì)的開關(guān)控制，也可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥楽、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動。在管道上主要起切斷和節(jié)流作用。蝶閥啟閉件是一個圓盤形的蝶板，在閥體內(nèi)繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到啟閉或調(diào)節(jié)的目的。
[0003]隨著我國城市化進(jìn)程的加快，自來水和煤氣、天然氣、石油化工等管道上的用閥量也在大幅攀升。另外，蝶閥的出口量也在逐年上升。蝶閥除了量的上升，技術(shù)含量也在大幅度上升。蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡單、高度低、自重輕、啟閉迅速、能做成特大通徑等優(yōu)點，需要時還可以用于調(diào)節(jié)流量，這是其它閥種無法比擬的。所以，開發(fā)適用于高參數(shù)工況、能夠長周期運(yùn)行的蝶閥產(chǎn)品，已經(jīng)成為閥門制造業(yè)和使用部門共同關(guān)注的問題。設(shè)計大口徑蝶閥不僅需要解決使用材料的材質(zhì)問題，而且需要精確了解閥門的水力特性，從而為閥門結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)。
[0004]而應(yīng)用于這種特殊環(huán)境中的元件，必須具有相應(yīng)的抗破壞能力來避免流體對密封面的腐蝕和瞬時沖擊破壞。在實際應(yīng)用中，由于閥門開啟或閉合時的液流沖擊會造成閥門密封部位的極易損壞。因此，設(shè)計出一種能夠適應(yīng)不良環(huán)境下工作的多功能蝶閥就非常重要。從而降低閥門的振動、噪音、氣蝕，減輕零部件的破壞，增強(qiáng)密封性能，延長閥門的正常運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。
[0005]因此，研宄蝶閥閥體內(nèi)部流動機(jī)理以及蝶板的合理結(jié)構(gòu)，以減小流體在蝶閥流道內(nèi)部的局部能量損失和對閥板密封部位的沖刷破壞，提高蝶閥的效率和使用壽命就顯得非常重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服【背景技術(shù)】中蝶閥的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板及其構(gòu)成的蝶閥，能適應(yīng)不良環(huán)境下工況，提高閥門使用壽命和穩(wěn)定性的作用。
[0007]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]一、一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板:
[0009]蝶板兩側(cè)均設(shè)有拱球形凸起，流體入口一側(cè)的蝶板的拱球形凸起上設(shè)有用于分流減壓的三道分流流道，流體出口一側(cè)的蝶板的拱球形凸起上設(shè)有用于分流減壓的四道分流流道，流體出口一側(cè)的蝶板的拱球形凸起上設(shè)有用于蝶板徑向安裝的安裝孔件。
[0010]所述的流體出口一側(cè)的蝶板拱球形凸起上從蝶板中心向外開有沿圓周均布的四個凹槽，各個凹槽的形狀相同，四個凹槽在蝶板中心處相連通，四個凹槽將蝶板拱球形凸起分為四個的分割塊，用于蝶板徑向安裝的安裝孔件連接在四個分割塊其中兩個對稱的分割塊上。
[0011]所述的流體入口一側(cè)的蝶板拱球形凸起上從蝶板中心向外開有沿圓周均布的三個凹槽，各個凹槽的形狀相同，三個凹槽在蝶板中心處相連通，三個凹槽將蝶板拱球形凸起分為三個的分割塊。
[0012]所述的各分割塊兩側(cè)的壁面之間設(shè)有用于分流緩沖的突觸。
[0013]所述的每個凹槽兩側(cè)的側(cè)壁均為平面，每個凹槽的寬度由蝶板中心向外逐漸減小，每個凹槽的兩側(cè)側(cè)壁之間的夾角為16?20°。
[0014]所述的蝶板中間厚度至少為0.0875倍的蝶板直徑D。
[0015]所述的蝶板兩側(cè)的拱球形凸起的厚度h至多為0.12倍的蝶板直徑D。
[0016]所述的四個凹槽口處所在的蝶板邊緣的圓弧段(11)的長度至多為11/48的蝶板直徑D。
[0017]二、一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶閥:
[0018]包括蝶板啟閉操縱機(jī)構(gòu)、上閥桿、下閥桿和閥體，蝶閥內(nèi)的蝶板采用所述蝶板。
[0019]本實用新型具有的有益效果是:
[0020]本實用新型在蝶閥開、關(guān)的過程中，蝶板兩側(cè)分布的拱球形凸體可以降低通過蝶板時流體的高流速，拱球形凸起上均勻分布的流道起到分流減壓，可有效降低閥門前后壓差，從而不會增加流體通過時的阻力，防止氣蝕，防振降噪。另外，由于拱球形凸起兩側(cè)均勻分布的流道數(shù)不同，即在流體進(jìn)入一側(cè)的流道分布數(shù)量少于流體出去一側(cè)，在蝶閥關(guān)閉時，就可以增強(qiáng)O形密封圈的密封性能。
[0021]本實用新型可滿足石油、化工和水利等領(lǐng)域的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型蝶板流體出口一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本實用新型蝶板流體入口一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是本實用新型蝶板流體出口一側(cè)的主視圖。
[0025]圖4是圖3的左視圖。
[0026]圖5是圖3的俯視圖。
[0027]圖6是本實用新型蝶閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖7是圖6的左視圖。
[0029]圖中:1、閥板啟閉操縱機(jī)構(gòu)，2、雙頭螺柱，3、O形橡膠密封圈，4、上閥桿，5、平鍵，6、蝶板，7、內(nèi)螺紋圓柱銷，8、下閥桿，9、閥體，10、分流流道，11、圓弧段，12、安裝孔件，D、蝶板直徑，h、拱球形凸起的厚度。

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0031]如圖1、圖2所示，本實用新型的蝶板包括:蝶板6兩側(cè)均設(shè)有拱球形凸起，流體入口一側(cè)的蝶板6的拱球形凸起上設(shè)有用于分流減壓的三道分流流道10，流體出口一側(cè)的蝶板6的拱球形凸起上設(shè)有用于分流減壓的四道分流流道10，流體出口一側(cè)的蝶板6的拱球形凸起上設(shè)有用于蝶板徑向安裝的安裝孔件。
[0032]如圖1所示，流體出口一側(cè)的蝶板6拱球形凸起上從蝶板6中心向外開有沿圓周均布的四個凹槽，各個凹槽的形狀相同，四個凹槽在蝶板6中心處相連通形成四道分流流道10，四個凹槽將蝶板6拱球形凸起分為四個的分割塊，用于蝶板徑向安裝的安裝孔件連接在四個分割塊其中兩個對稱的分割塊上。
[0033]如圖2所示，流體入口一側(cè)的蝶板6拱球形凸起上從蝶板6中心向外開有沿圓周均布的三個凹槽，各個凹槽的形狀相同，三個凹槽在蝶板6中心處相連通形成三道分流流道10，三個凹槽將蝶板6拱球形凸起分為三個的分割塊。
[0034]各分割塊兩側(cè)的壁面之間設(shè)有用于分流緩沖的突觸。
[0035]每個凹槽6兩側(cè)的側(cè)壁均為平面，每個凹槽的寬度由蝶板中心向外逐漸減小，每個凹槽的兩側(cè)側(cè)壁之間的夾角為16?20°，每個凹槽6兩側(cè)的側(cè)壁的長度相等均為蝶板直徑D的1/3。
[0036]蝶板6中間厚度至少為0.0875倍的蝶板直徑D。
[0037]蝶板6兩側(cè)的拱球形凸起的厚度h至多為0.12倍的蝶板直徑D，如圖4所示。
[0038]四個凹槽口處所在的蝶板6邊緣的圓弧段11的長度至多為11/48的蝶板直徑D。
[0039]本實用新型的蝶板實施例如圖3?圖5所示:
[0040]流體出口一側(cè)的蝶板6上，每個凹槽的兩側(cè)側(cè)壁之間的夾角為18°，如圖3所示，每個凹槽6兩側(cè)的側(cè)壁的長度相等均為蝶板直徑D的1/3。蝶板6中間厚度為0.0875倍的蝶板直徑D，蝶板6兩側(cè)的拱球形凸起的厚度h為0.12倍的蝶板直徑D，四個凹槽口處所在的蝶板6邊緣的圓弧段11的長度為11/48的蝶板直徑D。
[0041]本實用新型的蝶板兩側(cè)拱球形凸起的分流流道是在該近似直角梯形結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過三維繪圖軟件自動相切約束命令，將拱球形凸起中心切除并倒圓角后形成的。
[0042]蝶板兩側(cè)拱球形凸起上的分流流道是均勻分布的，在流體入口一側(cè)與蝶板安裝軸線垂直的軸線上開始，以120°角為間距，均勻分布的，共三個；在流體出口一側(cè)是在蝶板安裝軸線左右45°的中心線上均勻分布的，共四個。
[0043]如圖6、圖7所示，本實用新型的多功能蝶閥，包括蝶板啟閉操縱機(jī)構(gòu)1、上閥桿4、下閥桿8和閥體9，其內(nèi)的蝶板采用所述蝶板6。蝶閥的閥體9上端為蝶板啟閉操縱機(jī)構(gòu)1，蝶板啟閉操縱機(jī)構(gòu)I通過雙頭螺柱2固定，閥體9上部的上閥桿4通過平鍵5軸向連接到安裝孔件的孔上，上閥桿4通過O形橡膠密封圈3密封安裝，閥體9下部的下閥桿8通過內(nèi)螺紋圓柱銷7軸向連接到安裝孔件的孔上，形成整體的多功能蝶閥結(jié)構(gòu)。
[0044]如圖1和圖2為該多功能蝶閥蝶板的三維圖，該蝶板的直徑取的是標(biāo)準(zhǔn)法蘭式軟密封蝶閥蝶板的直徑2400mm。由于該蝶板的設(shè)計可以完全在三維繪圖軟件上進(jìn)行，且沒有特別復(fù)雜難以加工的結(jié)構(gòu)，本實用新型可完全可以利用當(dāng)前先進(jìn)的3D打印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)加工。
[0045]本實用新型的工作原理和工作過程如下:
[0046]I)在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi)，通過蝶板啟閉操縱機(jī)構(gòu)及其連接在上下閥桿間的多功能蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°、0°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時，閥門則處于全開狀態(tài)。在蝶閥開啟的過程中，蝶板會逐漸脫離閥座，由于蝶板與閥座之間沒有垂直方向的力的作用，從而大大減小了密封副之間的摩擦熱，降低了磨損，減少了操作扭矩，因此降低了閥板啟閉所需的能量。
[0047]2)當(dāng)流體從蝶閥進(jìn)口一側(cè)流入時，通過蝶板啟閉操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動上下閥桿打開該多功能蝶板，流體會通過蝶板兩側(cè)的拱球形凸起及拱球形凸起上的分流流道，該球形凸起可以降低流體射流的高速度，球形凸起兩側(cè)的分流流道可以分流減壓。
[0048]通過兩側(cè)分流流道的分割塊可以使得蝶閥能自密封，由于兩側(cè)的分流流道數(shù)不等，所以最終形成的分割塊所受重力不同，當(dāng)?shù)y啟閉機(jī)構(gòu)失效時，在重力的作用下會自動壓緊達(dá)到自密封效果。
[0049]3)隨著蝶閥上下閥桿的轉(zhuǎn)動，蝶板轉(zhuǎn)角增大，蝶板兩側(cè)的拱球形凸起上的分流流道的利用率也將增加，當(dāng)?shù)逄幱?0°全開時，將達(dá)到一種穩(wěn)定的分流減壓降低流體通過蝶板時流速的作用。
[0050]4)當(dāng)?shù)尻P(guān)閉時，由于蝶板兩側(cè)拱球形凸起上分流流道數(shù)量的不同，壓緊閥座會增加閥門的密封性能，且在外部作用力失效時，仍然能夠夠保持密封性能。
[0051]本實用新型的電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的蝶閥蝶板，當(dāng)流體介質(zhì)由閥板一側(cè)流道流經(jīng)蝶閥時，蝶板兩側(cè)拱球形凸起以及兩側(cè)拱球形凸起上分布數(shù)量不同的分流流道會起到減速和分流減壓的作用，而且這種減速和分流減壓作用在蝶閥的整個工作過程中都會存在?；緶p緩并消除了流體流過蝶閥時對蝶閥蝶板和管道的高速沖擊磨損。當(dāng)?shù)y完全關(guān)閉時，會有效增強(qiáng)蝶閥的密封性能。因此，這種帶有拱球形凸起及分流流道的蝶板，進(jìn)一步增加了蝶閥的使用壽命，提高了其整體的性能，保證蝶閥的長時間持續(xù)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板，其特征在于:蝶板(6)兩側(cè)均設(shè)有拱球形凸起，流體入口一側(cè)的蝶板(6)的拱球形凸起上設(shè)有用于分流減壓的三道分流流道，流體出口一側(cè)的蝶板(6)的拱球形凸起上設(shè)有用于分流減壓的四道分流流道，流體出口一側(cè)的蝶板(6)的拱球形凸起上設(shè)有用于蝶板徑向安裝的安裝孔件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板，其特征在于:所述的流體出口一側(cè)的蝶板(6)拱球形凸起上從蝶板(6)中心向外開有沿圓周均布的四個凹槽，各個凹槽的形狀相同，四個凹槽在蝶板(6)中心處相連通，四個凹槽將蝶板(6)拱球形凸起分為四個的分割塊，用于蝶板徑向安裝的安裝孔件連接在四個分割塊其中兩個對稱的分割塊上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板，其特征在于:所述的流體入口一側(cè)的蝶板(6)拱球形凸起上從蝶板(6)中心向外開有沿圓周均布的三個凹槽，各個凹槽的形狀相同，三個凹槽在蝶板(6)中心處相連通，三個凹槽將蝶板(6)拱球形凸起分為三個的分割塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2?3任一所述的一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板，其特征在于:所述的各分割塊兩側(cè)的壁面之間設(shè)有用于分流緩沖的突觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2?3任一所述的一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板，其特征在于:所述的每個凹槽(6)兩側(cè)的側(cè)壁均為平面，每個凹槽的寬度由蝶板中心向外逐漸減小，每個凹槽的兩側(cè)側(cè)壁之間的夾角為16?20°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板，其特征在于:所述的蝶板(6)中間厚度至少為0.0875倍的蝶板直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板，其特征在于:所述的蝶板(6)兩側(cè)的拱球形凸起的厚度h至多為0.12倍的蝶板直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶板，其特征在于:所述的四個凹槽口處所在的蝶板(6)邊緣的圓弧段(11)的長度至多為11/48的蝶板直徑。
9.一種基于電刨式軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的多功能蝶閥，包括蝶板啟閉操縱機(jī)構(gòu)(1)、上閥桿(4)、下閥桿(8)和閥體(9)，其特征在于:蝶閥內(nèi)的蝶板采用權(quán)利要求1?3或8任一所述蝶板(6 )。
【文檔編號】F16K1/22GK204213368SQ201420494028
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】崔寶玲, 馬光飛, 王慧杰, 林哲 申請人:浙江理工大學(xué)