一種硬密封蝶閥的制作方法

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本發明涉及閥門技術領域，具體涉及一種核二級硬密封蝶閥。

背景技術：

目前，核電作為最清潔的能源之一，越來越受到各國的青睞，蝶閥作為核電站常用的閥門被廣泛使用。現有技術中的蝶閥大多采用軟密封結構，軟密封結構是指密封副的兩側一側是金屬材料，另一側是有彈性的非金屬材料。這種密封的密封性能較好，但非金屬材料不耐高溫、易磨損、機械性較差，很難滿足核電站內部高溫、高壓等苛刻工況，使得軟密封蝶閥壽命較短，嚴重制約了軟密封蝶閥在核電站的應用。

為了解決上述問題，硬密封蝶閥應運而生，現有技術中公開了一種雙偏心金屬硬密封蝶閥，包括閥體，閥體內設置有介質通道，位于介質通道的閥桿上設置有蝶板，蝶板和閥體的密封面密封配合，且蝶板與閥座均采用硬質金屬材料，能夠有效的解決耐高溫、高壓的問題。

但是，現有技術中，硬密封蝶閥的閥座焊接在閥體上，在蝶板的加工過程中，由于存在加工誤差，蝶板與閥座不對中，閥門在打開和關閉時，閥座呈圓周狀貼合在所述蝶板的外圓周上，由于閥座固定，閥座與蝶板的擠壓配合時會出現一側較緊，一側較松的情況，較松的一側的密封面處的密封比壓要小于較緊一側的密封面的密封比壓，導致較松一側密封性能喪失，流體從該處泄漏出去，對蝶閥的整體密封性能造成影響。

技術實現要素：

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的蝶閥由于存在加工誤差導致蝶板與閥座不對中，蝶板與閥座的密封面出現一端較緊、另一端較松的情況，使得流體從較松一側密封面泄漏出去的缺陷。

一種硬密封蝶閥，包括：

閥體，所述閥體內部成型有閥體通道；

閥桿，一端伸入所述閥體通道內；

蝶板，連接在所述閥桿上，位于所述閥體通道內；

閥座壓環，連接在所述閥體上，具有第一缺口；

第一容納空間，形成在所述閥體與所述閥座壓環的第一缺口之間；

閥座，可徑向活動地設置在所述第一容納空間內，位于所述閥座壓環與所述蝶板之間。

所述硬密封蝶閥處于關閉狀態時，所述閥座的一側與所述閥座壓環之間形成第一間隙，所述閥座的與該一側相對的一側與所述蝶板密封配合，所述閥座的另外兩側分別緊密貼靠在所述閥體內壁與所述閥座壓環的內壁上。

所述閥座壓環上成型第二缺口，所述第二缺口與所述閥體的內壁之間形成第二容納空間，限位環可活動地設置在所述第二容納空間內，并與所述閥座相連接。

所述第二缺口與所述閥體的內壁之間形成有通道，所述閥座的最外層的一部分穿過所述通道伸入所述第二容納空間內，并與所述限位環連接。

所述閥座包括位于外層與所述蝶板相接觸的軟金屬層、位于中層的硬質金屬層，以及位于內層的第一彈簧。

所述軟金屬層包括：

第一圓環，包覆在所述閥座的外部；

第二圓環，包覆在所述限位環的外部；以及，

連接段，所述連接段位于所述通道內。

所述限位環具有第二彈簧，所述第二彈簧被所述第二圓環包覆。

所述蝶閥處于關閉狀態時，所述限位環的其中兩個相對的側面與所述閥體和所述閥座壓環之間分別緊密配合，所述限位環的另外兩個相對的側面與所述閥座壓環之間分別形成第二間隙和第三間隙。

所述閥座壓環通過若干個螺栓固定在所述閥體上。

所述蝶板與所述閥座的所述軟金屬層的硬度不同。

所述閥體的頂端設有動載壓緊裝置，包括：螺柱，為多個，圍繞所述閥體對稱固定在所述閥體上；螺母，套設在所述螺柱上并通過螺紋與所述螺柱相連接；壓板，位于所述螺母的下端，具有中心開孔，通過該中心開孔可活動地套設在所述閥桿上；壓套，位于所述壓板的下端，具有中心開孔，通過該中心開孔可活動地套設在所述閥桿上，其上端與壓板的下端固定連接，其下端與填料連接，用以壓緊填料；彈性件，連接在所述螺母與所述壓板之間，能夠在所述螺母的軸向作用力下產生平行于螺柱的壓縮形變，以帶動壓板運動。

所述壓板的上端垂直固定有套筒，所述套筒套設在螺柱上，所述套筒的內壁與所述螺柱的外壁之間形成容納腔，所述彈性件設置在所述容納腔內部。

所述壓板套設在所述螺柱上的部分與所述螺柱之間形成間隙；所述動載壓緊裝置還包括導向套，所述導向套位于所述套筒的內部；所述導向套的一部分能夠在所述螺母的帶動下，沿著所述間隙上下運動。

所述導向套包括：

水平段，罩扣在所述彈性件的頂端；

豎直段，設置在所述彈性件與所述螺柱之間，在所述螺母的帶動下，沿著所述間隙上下運動。

所述套筒上設有指示槽，所述指示槽上繪制有指示刻度。

所述彈性件為碟簧組。

所述閥桿呈階梯軸設置，所述階梯軸的收縮段用以放置填料。

本發明技術方案，具有如下優點：

1.本發明提供的硬密封蝶閥，閥座自身呈環形，當所述蝶閥關閉時，所述蝶板擠壓并貼靠在所述閥座上，如果蝶板與閥座之間無法緊密貼合，則一定存在閥座的一端與蝶板夾持過緊、另一端與蝶板夾持過松的情況，由于所述閥座可徑向活動地設置在所述第一容納空間內，此時夾持過緊一側的閥座將沿徑向發生遠離蝶板的運動，夾持過松一側的閥座將沿徑向發生靠近蝶板的運動。使閥座準確運動到蝶板的四周，從而使環形的閥座繞在所述蝶板的圓周上，確保整個蝶閥的密封性。

2.本發明提供的硬密封蝶閥，所述硬密封蝶閥處于關閉狀態時，所述閥座的一側與所述閥座壓環之間形成第一間隙，所述閥座的與該一側相對的一側與所述蝶板密封配合，所述閥座的另外兩側分別緊密貼靠在所述閥體內壁與所述閥座壓環的內壁上。

所述第一間隙具有一定的長度，當蝶板擠壓閥座時，閥座能夠在所述第一間隙中沿著蝶閥的徑向進行運動，從而使閥座緊密貼靠在蝶板的圓周上。同時，閥座的另外兩側分別緊密帖靠在閥體內壁和閥座壓環的內壁上，確保流體不會通過所述第一容納空間流出，確保了蝶閥的密封性能。

3.本發明提供的硬密封蝶閥，限位環可活動地設置在所述第二容納空間內，并與所述閥座相連接。由于限位環上下兩端的運動受到第二容納空間的限制，同時限位環與閥座相連接，所以所述第二容納空間與所述限位環一起作用，起到限制所述閥座運動的作用，避免所述閥座過度運動而脫離所述第一容納空間。

4.本發明提供的硬密封蝶閥，所述第二缺口與所述閥體的內壁之間形成有通道，通道內放置有閥座的最外層的一部分，利用較小的空間實現了將所述閥座與所述限位環連接在一起的目的，起到二者的聯動作用。

5.本發明提供的硬密封蝶閥，閥座具有軟金屬層，軟金屬層位于外層，軟金屬層具有一定的柔性，可以避免與蝶板之間的劇烈摩擦，確保蝶板與閥座之間的密封性能；位于中層的硬質金屬層確保閥座整體的剛性；位于內層的第一彈簧能夠抵消蝶板與閥座相互擠壓時，閥座整體的變形量。

6.本發明提供的硬密封蝶閥，所述第一圓環和所述第二圓環包覆在閥座和限位環的外部，起到將閥座和限位環聯動的作用；而連接段位于通道內，起到將第一圓環的運動傳遞至第二圓環內的作用。

7.本發明提供的硬密封蝶閥，第二彈簧被第二圓環包覆，當第二圓環受到擠壓時，第二彈簧能夠吸收整個限位環的形變。

8.本發明提供的硬密封蝶閥，所述限位環的其中兩個相對的側面與所述閥體和所述閥座壓環之間分別緊密配合，所述限位環的另外兩個相對的側面與所述閥座壓環之間分別形成第二間隙和第三間隙。

限位環的其中兩個相對的側面與所述閥體和所述閥座壓環之間分別緊密配合，從而防止流體通過第二容納空間流出至外側。所述限位環的上下兩端設有第二間隙和所述第三間隙，通過第二間隙和第三間隙起到限制限位環上下運動距離的作用。

9.本發明提供的硬密封蝶閥，所述蝶板與所述閥座的所述軟金屬層的硬度不同。如果蝶板與閥座的所述軟金屬層的采用不同硬度的金屬，密封副的兩部分均會受損，但如果采用不同硬度的材料時，只有硬度較小的一部分收到損傷，更具有經濟性。

10.本發明提供的硬密封蝶閥，壓套位于所述壓板的下端，具有中心開孔，通過該中心開孔可活動地套設在所述閥桿上，其上端與壓板的下端固定連接，其下端與填料連接，用以壓緊填料。

填料的作用在于防止流體通過閥體與閥桿之間的間隙泄露出去，而填料自身需要有一定的外力是其保持在閥體內部，當給予填料的外力過小時，填料容易被流體吹出在閥體外，當給予填料的外力過大時，容易導致閥桿與閥體之間的摩擦力過大，導致閥桿開合的扭矩過大，使得蝶板不易打開。

填料的下端與流體相接觸，上端與壓套相接觸，壓套與閥體固定設置，從而起到防止填料從閥體底端開口處泄漏出去的目的。因此，需要給壓套一合適的力，使得填料穩定在閥體中。本發明提供的方案中，當螺母沿著螺柱向下運動時，彈性件向下運動，此時彈性件蓄力，使得壓板有向下運動的趨勢，由于壓套與壓板相連接，因此壓套會給填料一定的擠壓力，從而壓緊填料，而螺母向下運動的距離決定了該擠壓力的大小。

11.本發明提供的硬密封蝶閥，所述壓板的上端垂直固定有套筒，所述套筒套設在螺柱上，所述套筒的內壁與所述螺柱的外壁之間形成容納腔，所述彈性件設置在所述容納腔內部。

彈性件設置在所述套筒和螺柱形成的容納腔內，使得彈性件的左右兩側受到限制，當彈性件受到沿豎直方向的力時，彈性件不會發生左右方向的偏移，確保了彈性件運動的穩定性。

12.本發明提供的硬密封蝶閥，所述導向套包括：水平段，罩扣在所述彈性件的頂端；豎直段，設置在所述彈性件與所述螺柱之間，在所述螺母的帶動下，沿著所述間隙上下運動。

水平段扣在彈性件的頂端，當水平段受力上下運動時，豎直段沿著間隙上下運動，間隙提供豎直段運動的路徑，確保水平段的正常運動，使彈性件的頂端平齊的向下運動。

13.本發明提供的硬密封蝶閥，所述套筒上設有指示槽，所述指示槽上繪制有指示刻度。

通過指示刻度，可以準確地表示出彈性件的頂端位置，由于彈性件的頂端位置越靠下，彈性件自身蓄力越大，因此可以通過指示刻度準確的了解彈性件自身蓄力的大小，便于確定彈性件最優和最小壓緊量。

14.本發明提供的硬密封蝶閥，所述彈性件為碟簧組。碟簧組在承受負載變形后，儲蓄一定的勢能，當螺栓出現松弛時，碟形彈簧釋放部分勢能以保持法蘭連接間的壓力達到密封要求。碟形彈簧應力分布由里到外均勻遞減，能夠實現低行程高補償力的效果。

15.本發明提供的硬密封蝶閥，所述閥桿呈階梯軸設置，所述階梯軸的收縮段用以放置填料。

將填料放置在收縮段內，由于收縮段兩端的直徑大于收縮段本體的直徑，因此收縮段的兩端可以起到防止填料運動的作用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明硬密封蝶閥的一種實施方式的結構示意圖；

圖2為圖1中A部分的放大圖；

圖3為本發明的硬密封蝶閥的所述動載壓緊裝置的一種實施方式的結構示意圖。

附圖標記說明：

1-閥體；2-蝶板；3-閥桿；31-收縮段；4-閥座；41-軟金屬層；411-第一圓環；412-第二圓環；413-連接段；42-硬質金屬層；43-第一彈簧；5-閥座壓環；51-第一容納空間；52-第二容納空間；6-限位環；61-第二彈簧；63-第二間隙；64-第三間隙；11-第一間隙；7-壓板；8-壓套；9-螺柱；10-螺母；11-彈性件；12-套筒；121-指示槽；13-導向套；131-水平段；132-豎直段；14-間隙。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

實施例1

本實施例提供一種硬密封蝶閥，包括：

閥體1，所述閥體1內部成型有閥體通道；

閥桿3，一端伸入所述閥體通道內；

蝶板2，連接在所述閥桿3上，位于所述閥體通道內；

閥座壓環5，連接在所述閥體1上，具有第一缺口；

第一容納空間51，形成在所述閥體1與所述閥座壓環5的第一缺口之間；

閥座4，可徑向活動地設置在所述第一容納空間51內，位于所述閥座壓環5與所述蝶板2之間。

閥座4自身呈環形，當所述蝶閥關閉時，所述蝶板2擠壓并貼靠在所述閥座4上，如果蝶板2與閥座4之間無法緊密貼合，則一定存在閥座4的一端與蝶板2夾持過緊、另一端與蝶板2夾持過松，此時夾持過緊一側的閥座4將沿徑向發生遠離蝶板2的運動，夾持過松一側的閥座4將沿徑向發生靠近蝶板2的運動。使閥座4準確運動到蝶板2的四周，從而使環形的閥座4繞在所述蝶板2的圓周上，確保整個蝶閥的密封性。

本實施例中，所述硬密封蝶閥處于關閉狀態時，所述閥座4的一側與所述閥座壓環5之間形成第一間隙11，所述閥座4的與該一側相對的一側與所述蝶板2密封配合，所述閥座4的另外兩側分別緊密貼靠在所述閥體1內壁與所述閥座壓環5的內壁上。

如圖2所示，所述第一間隙11具有一定的長度，當蝶板2擠壓閥座4時，閥座4能夠在所述第一間隙11中向上或者向下運動，從而使閥座4緊密貼靠在蝶板2的圓周上。同時，閥座4的另外兩側分別緊密帖靠在閥體1內壁和閥座壓環5的內壁上，確保了流體不會通過所述第一容納空間51流出，確保了蝶閥的密封性能。

本實施例中，所述閥座壓環5上成型第二缺口，所述第二缺口與所述閥體1的內壁之間形成第二容納空間52，限位環6可活動地設置在所述第二容納空間52內，并與所述閥座4相連接。

由于限位環6的運動受到第二容納空間52的限制，同時限位環6與閥座4相連接，所以所述第二容納空間52與所述限位環6一起作用，起到限制所述閥座4運動的作用，避免所述閥座4過度運動而脫離第一容納空間51。

具體地，如圖2所示，所述第二容納空間52呈環狀設置在所述閥座壓環5與所述閥體1之間，當較緊一側的密封面的閥座壓環5向下運動時，較松一側的密封面的閥座壓環5也同步向下運動。從而帶動位于與圓心對稱一側的限位環6同步同向運動。

本實施例中，所述第二缺口與所述閥體1的內壁之間形成有通道，所述閥座4的最外層的一部分穿過所述通道伸入所述第二容納空間52內，并與所述限位環6連接。

通道內放置有閥座4的最外層的一部分，利用較小的空間實現了將所述閥座4與所述限位環6連接在一起的目的，起到二者的聯動作用。

所述閥座4包括位于外層與所述蝶板2相接觸的軟金屬層41、位于中層的硬質金屬層42，以及位于內層的第一彈簧43。

所述軟金屬層41包括：第一圓環411，包覆在所述閥座4的外部；第二圓環412，包覆在所述限位環6的外部；以及，連接段413，所述連接段413位于所述通道內。所述限位環6具有第二彈簧61，所述第二彈簧61被所述第二圓環412包覆。

軟金屬層41具有一定的柔性，可以避免與蝶板2之間的劇烈摩擦，確保蝶板2與閥座4之間的密封性能；位于中層的硬質金屬層42確保閥座4整體的剛性；位于內層的第一彈簧43能夠抵消蝶板2與閥座4相互擠壓時，閥座4整體的變形量。

具體地，所述第一圓環411和所述第二圓環412包覆在閥座4和限位環6的外部，起到將閥座4和限位環6聯動的作用；而連接段413位于通道內，起到將第一圓環411的運動傳遞至第二圓環412內的作用。

第二彈簧61被第二圓環412包覆，當第二圓環412受到擠壓時，第二彈簧61能夠吸收整個限位環6的形變。

具體地，所述第一彈簧43和所述第二彈簧61均為螺旋彈簧且呈圓周狀設置。

所述蝶閥處于關閉狀態時，所述限位環6的其中兩個相對的側面與所述閥體1和所述閥座壓環5之間分別緊密配合，所述限位環6的另外兩個相對的側面與所述閥座壓環5之間分別形成第二間隙63和第三間隙64。

限位環6的其中兩個相對的側面與所述閥體1和所述閥座壓環5之間分別緊密配合，從而防止流體通過第二容納空間51流出至外側。所述限位環6的上下兩端設有第二間隙63和所述第三間隙64，通過第二間隙63和第三間隙64起到限制限位環6上下運動距離的作用。

具體地，當第二間隙63和第三間隙64中的任一個空間發生減小時，另一個的空間一定發生增大。

所述閥座壓環5通過若干個螺栓固定在所述閥體1上。

所述蝶板2與所述閥座4的所述軟金屬層41的硬度不同。

如果蝶板2與閥座4的所述軟金屬層41的采用不同硬度的金屬，密封副的兩部分均會受損，但如果采用不同硬度的材料時，只有硬度較小的一部分收到損傷，更具有經濟性。

所述閥體1的頂端設有動載壓緊裝置，包括：螺柱9，為多個，圍繞所述閥體1對稱固定在所述閥體1上；螺母10，套設在所述螺柱9上并通過螺紋與所述螺柱9相連接；壓板7，位于所述螺母10的下端，具有中心開孔，通過該中心開孔可活動地套設在所述閥桿3上；壓套8，位于所述壓板7的下端，具有中心開孔，通過該中心開孔可活動地套設在所述閥桿3上，其上端與壓板7的下端固定連接，其下端與填料連接，用以壓緊填料；彈性件11，連接在所述螺母10與所述壓板7之間，能夠在所述螺母10的軸向作用力下產生平行于螺柱9的壓縮形變，以帶動壓板7運動。

填料的作用在于防止流體通過閥體1與閥桿3之間的間隙泄露出去，而填料自身需要有一定的外力是其保持在閥體1內部，當給予填料的外力過小時，填料容易被流體吹出在閥體1外，當給予填料的外力過大時，容易導致閥桿3與閥體1之間的摩擦力過大，導致閥桿3開合的扭矩過大，使得蝶板2不易打開。

填料的下端與流體相接觸，上端與壓套8相接觸，壓套8與閥體1固定設置，從而起到防止填料從閥體1底端開口處泄漏出去的目的。因此，需要給壓套8一合適的力，使得填料穩定在閥體1中。本發明提供的方案中，當螺母10沿著螺柱9向下運動時，彈性件11向下運動，此時彈性件11蓄力，使得壓板7有向下運動的趨勢，由于壓套8與壓板7相連接，因此壓套8會給填料一定的擠壓力，從而壓緊填料，而螺母10向下運動的距離決定了該擠壓力的大小。

如圖3所示，所述壓板7的上端垂直固定有套筒12，所述套筒12套設在螺柱9上，所述套筒12的內壁與所述螺柱9的外壁之間形成容納腔，所述彈性件11設置在所述容納腔內部。

彈性件11設置在所述套筒12和螺柱9形成的容納腔內，使得彈性件11的左右兩側受到限制，當彈性件11收到沿豎直方向的力時，彈性件11不會發生左右方向的偏移，確保了彈性件11運動的穩定性。

具體地，所述套筒12呈桶狀設置，螺柱9設置在套筒12的中心處，套筒12與螺柱9之間形成容納腔，將彈性件11放在該容納腔中。

所述壓板7套設在所述螺柱9上的部分與所述螺柱9之間形成間隙；所述動載壓緊裝置還包括導向套13，所述導向套13位于所述套筒12的內部；

所述導向套13包括：

水平段131，罩扣在所述彈性件11的頂端；

豎直段132，設置在所述彈性件11與所述螺柱9之間，在所述螺母10的帶動下，沿著所述間隙上下運動。

具體地，所述水平段131與所述豎直段132分體設置，所述垂直段相對于所述水平段131上下運動。

所述套筒12上設有指示槽121，所述指示槽121上繪制有指示刻度。通過指示刻度，可以準確地表示出彈性件11的頂端位置，由于彈性件11的頂端位置越靠下，彈性件11自身蓄力越大，因此可以通過指示刻度準確的了解彈性件11自身蓄力的大小，便于確定彈性件11最優和最小壓緊量。

所述彈性件11為碟簧組。碟簧組在承受負載變形后，儲蓄一定的勢能，當螺栓出現松弛時，碟形彈簧釋放部分勢能以保持法蘭連接間的壓力達到密封要求。碟形彈簧應力分布由里到外均勻遞減，能夠實現低行程高補償力的效果。

作為變型，所述碟簧組也可以采用普通彈簧。

如圖1所示，所述閥桿3呈階梯軸設置，所述階梯軸的收縮段31用以放置填料。