專利名稱：一種基于減小氣蝕損壞的蝶閥閥板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蝶閥，尤其是涉及一種基于減小氣蝕損壞的蝶閥閥板。
背景技術(shù)：
蝶閥是一種結(jié)構(gòu)簡單的調(diào)節(jié)閥，同時也可用于低壓管道介質(zhì)的開關(guān)控制。適用于發(fā)生爐、煤氣、天然氣、液化石油氣、城市煤氣、冷熱空氣、化工冶煉和發(fā)電環(huán)保等工程系統(tǒng)中輸送各種腐蝕性、非腐蝕性流體介質(zhì)的管道上，用于調(diào)節(jié)和截斷介質(zhì)的流動，是最為廣泛應(yīng)用的流體控制元件之一。伴隨著近代工藝加工技術(shù)和材料工業(yè)的發(fā)展，蝶閥的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)范圍，幾乎可以全部取代過去常用的閘閥、截止閥、旋塞閥和球閥而應(yīng)用于工業(yè)的各個領(lǐng)域。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，從而為閥門改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)。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(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常由于閥門開啟或閉合時的液流沖擊造成閥門密封部位極易損壞。另外，閥門一旦發(fā)生氣蝕，就會降低閥門的承載能力，產(chǎn)生振動和噪音，造成零部件的破壞，影響閥門的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。氣蝕損壞常常發(fā)生在決定閥門主要性能的關(guān)鍵部位，如切斷用閥門的關(guān)閉件，控制閥的節(jié)流閥瓣，有密封要求閥門的密封副等等。所以，研究閥門的氣蝕現(xiàn)象已越來越受到重視。因此，研究蝶閥閥體內(nèi)部流動機(jī)理以及閥板部件的合理結(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。
發(fā)明內(nèi)容為了克服背景技術(shù)中蝶閥的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于減小氣蝕損壞的蝶閥閥板，從而起到一定程度的降低閥門氣蝕，提高閥門使用壽命的作用。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括閥板圓周邊緣有剛性密封面，閥板中部開有閥桿裝配孔；所述的剛性密封面的錐角a為45°〈ο <60° ,閥板中部的裝配孔以閥板中心位置偏向流體入口處，靠近流體入口一側(cè)閥板為平板面，靠近流體出口一側(cè)閥板為導(dǎo)流錐面，平板面和導(dǎo)流錐面上均以半徑為Rp R2> R3，且按11:19:27的比例徑向均勻分布的三組梳齒，每組梳齒均向中心位置傾斜，傾斜角ω為60°〈《〈66°，梳齒是頂部帶有圓弧的圓錐體，圓錐角為5° 7°，組與組間的梳齒交錯等距布置。所述的組與組間的梳齒交錯等距布置為7.2° 9°。本實(shí)用新型具有的有益效果是本實(shí)用新型具有單偏心蝶閥的功能，閥門在關(guān)閉和開啟閥門過程中，閥板外周圍不規(guī)則地從各個位置逐漸壓緊橡膠閥座產(chǎn)生過盈量，達(dá)到密封比壓，實(shí)現(xiàn)良好的密封性能。另外，流體經(jīng)過閥板上的梳齒結(jié)構(gòu)作用，可有效降低閥門前后壓差，主要目的是達(dá)到降低閥門氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的目的。另外，由于閥板表面整體呈拋物線形狀，并且閥板中心位于偏心位置，壓緊閥座時受力均勻，不集中在一條直線上，因此不會造成橡膠閥座(墊圈)翻折或撕裂；在開啟閥門過程中，閥板逐漸脫離閥座，閥板與閥座之間不存在垂直方向力的作用，從而大大減少了密封副之間的摩擦熱，降低了磨損，減小了操作扭矩，因此降低了閥板啟閉的能源消耗。本實(shí)用新型可滿足石油和化工等領(lǐng)域的需求。

圖I是蝶閥的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的左視圖。圖3是圖2閥板的剖視圖。圖4是圖3的仰視圖。圖5是圖3的俯視圖。圖6是圖I中閥板的右視圖。圖中1、閥板啟閉操縱機(jī)構(gòu)，2、閥桿，3、閥體，4、墊圈，5、閥板，6、梳齒，7、分流倒角，8、導(dǎo)流錐面，9、剛性密封面，10、閥桿裝配孔，11、閥板裝配螺紋孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖I、圖2所示，一種基于減小氣蝕損壞的蝶閥閥板，包括閥板啟閉操縱機(jī)構(gòu)1，閥桿2，閥體3，墊圈4和閥板5閥板5上設(shè)有梳齒6。包括閥板圓周邊緣有剛性密封面9，閥板中部開有閥桿裝配孔如圖3、圖4、圖5、圖6所示，所述的剛性密封面的錐角a為45° <σ <60° ,閥板中部的裝配孔以閥板中心位置向流體入口處偏小,靠近流體入口一側(cè)閥板為平板面，靠近流體出口一側(cè)閥板為導(dǎo)流錐面8，平板面和導(dǎo)流錐面上均以半徑為札、R2> R3，且按11:19:27的比例徑向均勻分布的三組梳齒，每組梳齒均向中心位置傾斜，傾斜角ω為60°〈《〈66°，梳齒是頂部帶有圓弧的圓錐體，圓錐角為5° 7°，組與組間的梳齒交錯等距布置。所述的組與組間的梳齒交錯等距布置為7. 2° 9°。如圖3、圖4、圖5、圖6所示，本實(shí)用新型采用的閥板直徑為300mm，厚度為112mm，采用剛性密封面9，密封面邊緣錐角為a =60°，閥板中部的裝配孔直徑為35mm，其中心位置向流體入口處偏小，偏心距離為25mm;在靠近流體入口處采用平板面，閥桿裝配孔與平板面的過渡區(qū)域采用大倒角結(jié)構(gòu)，分流倒角7為R=50mm ;閥桿裝配孔上分布三個裝配螺紋孔11,其徑向間距為L1=L2=UOmm ;平板面上以半徑為1^=55·!、R2=95mm、R3=135mm徑向均勻分布三組梳齒，半徑為R1的一組梳齒為24個，梳齒間距角為〃=15°，半徑為R2的一組梳齒為22個，梳齒間距角為〃=15°，半徑為R3的一組梳齒為20個，梳齒間距角為〃=15°，每組梳齒交錯等距布置；靠近流體出口一側(cè)閥板為導(dǎo)流錐面，以蝶板裝配孔中心與錐面傾斜角相交處為基面，在該基面上以半徑為1^=55·!、R2=95mm、R3=135mm徑向均勻分布三組梳齒，半徑為R1的一組梳齒為12個，梳齒間距角為〃=15°，半徑為R2的一組梳齒為18個，梳齒間距角為〃=15°，半徑為R3的一組梳齒為20個，梳齒間距角為〃=15°，每組梳齒交錯等距布置；每組梳齒均向中心位置傾斜，傾斜角度為ω=66°，梳齒是頂部帶有圓弧的圓錐體，高度一致，錐角為β=&。，閥板兩面的梳齒6不能過長，當(dāng)閥板轉(zhuǎn)動時，以免與閥體內(nèi)
壁產(chǎn)生干涉。如圖I、圖2、圖3、圖4所示，一種基于減小氣蝕損壞的蝶閥閥板設(shè)計中包括閥板啟閉操縱機(jī)構(gòu)I、閥桿2、閥體3、墊圈4、閥板5、剛性密封面6、減壓梳齒7、分流倒角8、導(dǎo)流錐面9、閥桿裝配孔10、閥板裝配螺紋孔11。閥桿下部與閥板之間從上到下依次設(shè)有三個螺紋孔。一種基于減小氣蝕損壞的蝶閥閥板設(shè)計是一種具有密封和分流減壓 功能的閥門，尤其是其本身具有的帶梳齒的分流減壓閥板結(jié)構(gòu)是一種新型的節(jié)流減壓和密封結(jié)構(gòu)，分流減壓的閥板結(jié)構(gòu)與閥體密封配合。其中，閥板剛性密封邊的錐角為a (45° <a<m° )，分流減壓閥板的板面一側(cè)采用平板面和倒角為R (R=50mm)的過渡型結(jié)構(gòu)，另一面采用錐體加梳齒6結(jié)構(gòu)，各梳齒間以Θ (10°〈〃〈15° )角均勻分布，梳齒與導(dǎo)流錐面的夾角為《(60°〈《〈66° )，尺寸分別為1^、1 2、1 3、1^、1^。閥的優(yōu)點(diǎn)在于該閥板具有單偏心蝶閥的功能，閥門在關(guān)閉和開啟閥門過程中，閥板外周圍不規(guī)則地從各個位置逐漸壓緊橡膠閥座產(chǎn)生過盈量，達(dá)到密封比壓，實(shí)現(xiàn)良好的密封性能。另外，流體經(jīng)過閥板上的梳齒結(jié)構(gòu)作用，可有效降低閥門前后壓差，主要目的是達(dá)到降低閥門氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的目的。本實(shí)用新型旨在通過結(jié)合分流減壓及抗氣蝕原理和剛性密封結(jié)構(gòu)解決現(xiàn)代閥門的一些缺點(diǎn)。充分利用分流減壓結(jié)構(gòu)的抗沖擊破壞以及剛性密封結(jié)構(gòu)的可靠性能，研制了新穎的分流減壓閥板結(jié)構(gòu)的蝶閥，研發(fā)了相應(yīng)的閥板密封結(jié)構(gòu)，提高了蝶閥的抗沖擊破壞能力和使用壽命，適應(yīng)多種特殊流體介質(zhì)對蝶閥性能的需求。本實(shí)用新型的工作過程如下I)通過閥板啟閉操縱機(jī)構(gòu)及其連接在閥桿下端的閥板，在開啟閥門過程中，閥板逐漸脫離閥座，由于閥板與閥座之間不存在垂直方向力的作用，從而大大減少了密封副之間的摩擦熱，降低了磨損，減小了操作扭矩，因此降低了閥板啟閉的能源消耗。2)當(dāng)?shù)y一側(cè)進(jìn)口端流入流體介質(zhì)時，通過閥板啟閉操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動閥桿緩緩打開分流減壓閥板，流體介質(zhì)經(jīng)側(cè)壁帶節(jié)流角度的分流減壓面和分流梳齒，使流體介質(zhì)到達(dá)閥板四周，形成第一次分流減壓。3)通過轉(zhuǎn)動閥桿使分流減壓閥板逐漸開啟，分流減壓閥板一側(cè)流體介質(zhì)又經(jīng)導(dǎo)流錐面和分流梳齒，對流體介質(zhì)形成第二次分流減壓，然后流體介質(zhì)流出閥門流道的出口端，即完成閥門的瞬間開啟。4)隨著閥桿的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，閥板轉(zhuǎn)角變大，閥板側(cè)壁分流減壓梳齒的利用率逐漸增力口，當(dāng)閥板處于90°完全開啟時，即流體介質(zhì)經(jīng)分流減壓閥板分流減壓的作用更加明顯，使得高速高壓流體對流道的沖蝕破壞作用大大降低，從而延長了閥門的使用壽命。5)當(dāng)閥板關(guān)閉時，由于閥板整體呈拋物線形狀，壓緊閥座時受力均勻，不集中在一條直線上，因此不會造成橡膠閥座(墊圈)翻折或撕裂；兩側(cè)的梳齒結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得閥門在閉合時閥板外周圍不規(guī)則地從各個位置逐漸壓緊橡膠閥座產(chǎn)生過盈量，達(dá)到密封比壓，實(shí)現(xiàn)良好的密封性能。本實(shí)用新型的分流減壓閥板結(jié)構(gòu)為實(shí)體，高溫、高壓、高速流體介質(zhì)由閥板一側(cè)流道流經(jīng)閥板過程時，經(jīng)帶一定節(jié)流角度的分流倒角前端及梳齒后形成渦流第一次分流減壓，并且流體介質(zhì)流過閥板一側(cè)進(jìn)入另一側(cè)時，通過導(dǎo)流錐面進(jìn)入梳齒區(qū)再次形成渦流后起到第二次分流減壓作用。至此，流體介質(zhì)被多次的分流減壓后，基本減緩并消除了流體介質(zhì)在閥板開啟和閉合瞬間對閥板的高速沖蝕破壞；兩側(cè)不對稱的表面設(shè)計，加之流體介質(zhì)的作用，使閥門在開啟時更加方便，同時，兩側(cè)的梳齒結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得閥門在閉合時閥板外周圍不規(guī)則地從各個位置逐漸壓緊橡膠閥座產(chǎn)生過盈量，達(dá)到密封比壓，實(shí)現(xiàn)良好的密封 性能。因此，閥板表面的分流減壓設(shè)計與閥板邊緣的剛性密封面的配合形成的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步增加了閥門的使用壽命，提高了其整體的性能，保證閥門的長時間持續(xù)使用。
權(quán)利要求1.一種基于減小氣蝕損壞的蝶閥閥板，包括閥板圓周邊緣有剛性密封面，閥板中部開有閥桿裝配孔；其特征在于所述的剛性密封面的錐角a為45°〈〃<60°，閥板中部的裝配孔以閥板中心位置偏向流體入口處，靠近流體入口一側(cè)閥板為平板面，靠近流體出口一側(cè)閥板為導(dǎo)流錐面，平板面和導(dǎo)流錐面上均以半徑為凡、R2> R3，且按11:19:27的比例徑向均勻分布的三組梳齒,每組梳齒均向中心位置傾斜,傾斜角ω為60° <ω〈66° ,梳齒是頂部帶有圓弧的圓錐體，圓錐角為5° 7°，組與組間的梳齒交錯等距布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于減小氣蝕損壞的蝶閥閥板，其特征在于所述的組與組間的梳齒交錯等距布置為7. 2° 9°。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于減小氣蝕損壞的蝶閥閥板。剛性密封面的錐角α為45°＜α＜60°，閥板中部的裝配孔以閥板中心位置偏向流體入口處，靠近流體入口一側(cè)閥板為平板面，另一側(cè)為導(dǎo)流錐面，平板面和導(dǎo)流錐面上均以半徑為R1、R2、R3，且按11∶19∶27的比例徑向均勻分布的三組梳齒，每組梳齒均向中心位置傾斜，傾斜角ω為60°＜ω＜66°，梳齒是頂部帶有圓弧的圓錐體，圓錐角為5°～7°，組與組間的梳齒交錯等距布置。本實(shí)用新型具有單偏心蝶閥的功能，在關(guān)、開閥門中，閥板外周圍不規(guī)則地從各個位置逐漸壓緊橡膠閥座產(chǎn)生過盈量，達(dá)到密封比壓，實(shí)現(xiàn)良好的密封性能。另外，流體經(jīng)過閥板上的梳齒，降低閥門前后壓差，降低閥門氣蝕現(xiàn)象。
文檔編號F16K47/04GK202691091SQ20122038819
公開日2013年1月23日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者崔寶玲, 尚照輝, 李征, 林哲, 石柯 申請人:浙江理工大學(xué)