带有复合阀座结构的阀体及具有其的蝶阀的制作方法

1.本技术涉及阀体密封领域，尤其涉及一种带有复合阀座结构的阀体及具有其的蝶阀。


背景技术：

2.lng(液化天然气)作为一种高效的、可储存的清洁能源，在产业链的各个环节上都表现出广阔的发展前景。由于lng具有易燃易爆超低温的显著特点，而且lng工厂通常地处海边盐雾环境，因此对低温阀门的选型设计提出了更高的要求。尽管国内材质设计满足低温要求，但某些零部件的承压和密封性能仍需改进完善。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提出了一种带有复合阀座结构的阀体，包括阀体本体、软质阀座以及硬质阀座；所述阀体本体具有内腔，两端开设有开孔，所述阀体本体上开设有适于匹配阀杆的穿孔；所述阀体本体的内壁绕周向开设有阀座安装位，所述阀座安装位的开设位置靠近所述穿孔；所述软质阀座固定设置在所述阀座安装位内邻近所述穿孔的一侧，呈环形；所述硬质阀座固定设置在所述阀座安装位内远离所述穿孔的一侧，呈环形，且所述硬质阀座与所述软质阀座之间安装有抵接件，二者不直接接触，所述软质阀座与所述硬质阀座适用于同时与阀板相贴合。
4.在一种可能的实现方式中，所述硬质阀座的内圈朝两侧分叉，所述分叉适用于与阀板相抵接。
5.在一种可能的实现方式中，所述软质阀座内预开有环形槽，所述环形槽内设置有与其相匹配的环形弹簧。
6.在一种可能的实现方式中，所述硬质阀座邻近所述穿孔一侧的分叉的长度短于远离所述穿孔一侧的分叉长度。
7.在一种可能的实现方式中，所述硬质阀座朝两侧的分叉呈弧形，所述硬质阀座沿所述阀体开孔的轴向截面呈“人”字型，所述硬质阀座的外圈与所述阀体本体上的所述抵接件相固定。
8.在一种可能的实现方式中，所述硬质阀座的最大内径小于所述软质阀座的最小内径。
9.在一种可能的实现方式中，所述软质阀座邻近所述穿孔一侧的内圈上间隔设置有通孔，所述软质阀座邻近所述穿孔一侧的外圈上开设有相同的所述通孔，所述通孔与所述环形槽相连通，且所述通孔在所述软质阀座的内圈与外圈的开设位置保持一致。
10.在一种可能的实现方式中，所述环形弹簧为v型弹簧圈。
11.在一种可能的实现方式中，所述硬质阀座的材质为记忆金属，还包括固定组件，所述固定组件包括固定件和安装件，安装件设置在抵接件远离所述硬质阀座的一侧，且所述安装件绕所述阀体本体的内壁周向设置；所述安装件上开设有两个以上的调节孔，两个以
上的调节孔在所述安装件上等间距开设；所述固定件设有两个以上，且所述固定件的数量与所述调节孔的数量相同，所述固定件与所述调节孔一一对应，且所述固定件的一端与所述抵接件想抵接。
12.另一方面，本技术还提出了一种蝶阀，其特征在于，包括上述任意一项所述的带有复合阀座结构的阀体、阀杆及阀板；所述阀杆的一端通过所述穿孔贯穿所述阀体，转动安装在所述阀体上；所述阀板上开设有安装孔，套设固定在所述阀杆的伸入端，转动所述阀杆，所述阀板能够依次与所述软质阀座、所述硬质阀体相贴合。
13.在一种可能的实现方式中，所述阀杆的轴心偏离所述穿孔的孔心；所述阀板为圆形板状，且一侧具有凸弧面，所述安装孔开设在所述阀板的凸弧面一侧。
14.本技术的有益效果：通过在阀体本体的阀座安装位内固定设置互不接触的软质阀座与硬质阀座，作为复合结构的阀座整体，采用软硬复合的密封方式，有效的提高该阀体的密封性，不仅如此，软质阀座的位置更邻近穿孔，硬质阀座在阀座安装位内远离穿孔，即阀板在关闭时，阀板首先与软质阀座相接触，再与硬质阀座相贴合，以使开闭阀板时的所产生的扭矩更小、开闭阀门也更为顺滑，还能够尽可能的降低阀座与阀板贴合处的磨损程度，从而延长本技术的带有复合阀座结构的阀体的使用寿命，易于本领域实施人员操作，软质阀座与硬质阀座均设置在阀体本体内的阀座安装位内，合理、有效的防止流体的正面冲刷，以使软质阀座与硬质阀座所构成的复合阀座结构更耐腐蚀，从而延长其使用寿命，并且硬质阀座可作为失火密封，也使得本技术的带有复合阀座结构的阀体的安全性得到进一步的提高。
15.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本技术的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
16.包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本技术的原理。
17.图1示出根据本技术一实施例的复合阀座结构与蝶板贴合位置处的局部剖视图；
18.图2示出根据本技术一实施例的蝶阀的剖视图；
19.图3示出根据本技术一实施例的软质阀座与蝶板贴合位置的示意图；
20.图4示出根据本技术一实施例的硬质阀座与蝶板贴合位置的示意图；
21.图5示出根据本技术一实施例的合阀座结构与蝶板的俯视图。
具体实施方式
22.以下将参考附图详细说明本技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
23.其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方
位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
26.另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
27.图1示出根据本技术一实施例的复合阀座结构与蝶板贴合位置处的局部剖视图；图2示出根据本技术一实施例的蝶阀的剖视图；图3示出根据本技术一实施例的软质阀座与蝶板贴合位置的示意图；图4示出根据本技术一实施例的硬质阀座与蝶板贴合位置的示意图；图5示出根据本技术一实施例的合阀座结构与蝶板的俯视图。
28.如图1-图5所示，该带有复合阀座结构的阀体包括：阀体本体100、软质阀座400以及硬质阀座500，阀体本体100具有内腔，两端开设有开孔，阀体本体100上开设有适于匹配阀杆200的穿孔，阀体本体100的内壁绕周向开设有阀座安装位，阀座安装位的开设位置靠近穿孔，软质阀座400固定设置在阀座安装位内邻近穿孔的一侧，呈环形，硬质阀座500固定设置在阀座安装位内远离穿孔的一侧，呈环形，且硬质阀座500与软质阀座400之间安装有抵接件600，二者不直接接触，软质阀座400与硬质阀座500适用于同时与阀板300相贴合。
29.在此实施例中，通过在阀体本体100的阀座安装位内固定设置互不接触的软质阀座400与硬质阀座500，作为复合结构的阀座整体，采用软硬复合的密封方式，有效的提高该阀体的密封性，不仅如此，软质阀座400的位置更邻近穿孔，硬质阀座500在阀座安装位内远离穿孔，即阀板300在关闭时，阀板300首先与软质阀座400相接触，再与硬质阀座500相贴合，以使开闭阀板300时的所产生的扭矩更小、开闭阀门也更为顺滑，还能够尽可能的降低阀座与阀板300贴合处的磨损程度，从而延长本技术的带有复合阀座结构的阀体的使用寿命，易于本领域实施人员操作，软质阀座400与硬质阀座500均设置在阀体本体100内的阀座安装位内，合理、有效的防止流体的正面冲刷，以使软质阀座400与硬质阀座500所构成的复合阀座结构更耐腐蚀，从而延长其使用寿命，并且硬质阀座500还作为失火密封，也使得本技术的带有复合阀座结构的阀体的安全性得到进一步的提高。
30.还需特别强调的是，本技术所用的带有复合阀座结构的阀体特别适用于作为输送液化天然气的阀体，其能够适应超低温的工作环境，并且由于液化天然气本身具有易燃易爆超低温的显著特点，其远离穿孔一侧的硬质阀体还能够作为失火封，在第一时间内隔离意外发生段，阻止火势进一步蔓延。
31.更具体的，液化天然气工厂通常地处海边盐雾环境，在阀板300打开时，小开度下前后压差较大，阀后易形成负压区和涡流，完全暴露在流体中的密封件，经过长时间的寿命将大幅降低，而典型的多层次三偏心蝶阀阀座与阀板300螺纹紧固连接，阀门开启过程中随阀板300做旋转运动，在动态扰动的流体中，可能存在多层次夹层的脱离和流失，故相较于现有的密封方式，软硬复合结构的密封共同安装在阀座安装位内，可以有效避免流体的正
面冲刷，提高软质阀座400、硬质阀座500的使用寿命，降低该密封件的更换频率，降低成本的同时，为本领域实施人员提供便利。
32.如图3所示，在其中一个具体实施例中，硬质阀座500的内圈朝两侧分叉，分叉适用于与阀板300相抵接。
33.在此实施例中，硬质阀座500通常为记忆材质，硬质阀座500的内圈朝向阀体本体100开口的两侧分叉，包括第一分叉部510与第二分叉部520，第一分叉部510邻近阀体本体100的穿孔一侧，第二分叉部520远离阀体本体100的穿孔一侧，当阀板300完全闭合时，第一分叉部510与第二分叉部520的内沿均与阀板300相抵接，且第一分叉部510、第二分叉部520与阀板300外延之间仍预留有余量，以确保该硬质阀座500始终处于形变限度以内，而非处于或者超出形变的发生范围。
34.进一步的，优选的，第一分叉部510、第二分叉部520的厚度之和等于硬质阀座500未分叉部分的厚度，且第一分叉部510与第二分叉部520二者的厚度相等，且第一分叉部510的长度短于第二分叉部520的长度，由于第一分叉部的弯折角度较大，设置第一分叉部510的长度较短，保证第一分叉部510对阀板300具有较大作用力确保密封性的前提下，一直处于形变范围内，避免过度弯折对记忆材质造成损伤的情况发生，且第一分叉部510与第二分叉部520的内圈连接处为圆弧形。
35.如图4、图5所示，在其中一个具体实施例中，软质阀座400内预开有环形槽420，环形槽420内设置有与其相匹配的环形弹簧410。
36.在此实施例中，软质阀座400为唇形密封阀座，唇形密封阀座的侧壁向内开设有环形槽420，环形槽420内安装环形弹簧410。
37.更具体的，唇形的软质阀座400内圈与外圈的厚度不同，且软质阀座400内圈的厚度h1大于外圈的厚度h2，较厚的内圈不仅增大了与蝶板300的接触面积，利于提高密封效果，还能够合理的提升软质阀座的增加径向承载力，增加其稳固性，环形槽420朝向靠近阀杆的一侧开设，环形槽420的深度也大于内圈的厚度。
38.在其中一个具体实施例中，硬质阀座500邻近穿孔一侧的分叉的长度短于远离穿孔一侧的分叉长度。
39.如图3、图5所示，在其中一个具体实施例中，硬质阀座500朝两侧的分叉呈弧形，硬质阀座500沿阀体开孔的轴向截面呈“人”字型，硬质阀座500的外圈与阀体本体100上的抵接件600相固定。
40.在此实施例，硬质阀座500与软质阀座400均嵌设在阀体安装位内，还需要特别说明的是，抵接件600的结构也为环状结构，其余部分并未做出更加具体的说明，只需确保抵接件600设置在硬质阀座500与软质阀座400之间，抵接件600的两侧能够分别与硬质阀座500以及软质阀座400相接触即可。
41.在其中一个具体实施例中，固定组件包括固定件720和安装件710，其中，抵接件600和安装件710均成环状结构。安装件710设置在抵接件600背离硬质阀座500的一侧，且安装件710绕阀体本体100的内壁周向设置。安装件710上开设有两个以上的调节孔，两个以上的调节孔在安装件710上等间距开设。固定件720设有两个以上，且固定件720的数量与调节孔的数量相同，固定件720一一对应的贯穿调节孔与抵接件600抵接设置。由此，可以通过调节固定件720使得硬质阀座500与抵接件600相抵接，并且抵接件600邻近穿孔的一侧面能够
挤压软质阀座400，使得复合阀座结构的安装更加的稳定，进一步的提供了本技术实施例的密封性能。
42.此处，还应当指出的是，在一种可能的实现方式中，安装件710上开设调节孔为螺纹孔，固定件720包括与螺纹孔相匹配的螺栓和螺母，其中，螺母位于安装件710背离抵接件600的一侧。
43.此处，还应当指出的是，安装件710的外壁上开设有第一槽体，阀体本体100的内壁上开设有第二槽体，第一槽体和第二槽体相对设置，且第一槽体和第二槽体相匹配。第一槽体和第二槽体之间安装有对开环730或者四开环730，由此，降低了固定件720受到的剪切力，且可以对固定件720起到支撑的作用。
44.在其中一个具体实施例中，硬质阀座500的最大内径小于软质阀座400的最小内径。
45.在此实施例中，软质阀座400为唇形密封圈，与背面压环的设计产生活塞效应，轴无论是处于流道的上游侧，还是处于流道的下游侧，均可提供气泡级密封。
46.在其中一个具体实施例中，软质阀座400邻近穿孔一侧的内圈上间隔设置有通孔，软质阀座400邻近穿孔一侧的外圈上开设有相同的通孔，通孔与环形槽420相连通，且通孔在软质阀座400的内圈与外圈的开设位置保持一致。
47.在此实施例中，在承载初期，该带有复合结构的阀体位移和刚度的变化幅度都较大，逐渐见效后位移和刚度则逐渐减小，故软质阀座400的材质也应选择具有记忆特性的材质，优选的，软质阀座400的材质为pctfe材质，pctfe材质的软质阀座400能够像金属弹簧一样具有稳定的刚度系数，压缩时能够产生较大的形变，且能够恢复到原来的形状。
48.还需要特别强调的是，软质阀座400在装配时需要预设一个初始挠度，而后在介质压差的激励下产生一个工作挠度，同时v形弹簧提供均衡持久的侧向力迫使软质阀座400紧贴阀板300的密封面，恢复其记忆特性。
49.优选的，软质阀座400为内部设置有v形弹簧圈的密封阀座，且软质阀座400呈“唇形”，薄壁的唇边设计可以将挠度设计得足够大来储存弹性变形能，满足恢复密封座初始形状的需要。软密封座装配时预设一个初始挠度，而后在介质压差的激励下产生一个工作挠度，同时v形弹簧提供均衡持久的侧向力迫使阀座紧贴阀板300密封面，恢复其记忆特性。
50.在其中一个具体实施例中，环形弹簧410为v型弹簧圈。
51.在其中一个具体实施例中，硬质阀座500的材质为记忆金属。
52.如图2所示，另一方面，本技术还提出了一种蝶阀，其特征在于，包括上述任意实施例中所述的带有复合阀座结构的阀体、阀杆200及阀板，阀杆200的一端通过穿孔贯穿阀体，转动安装在阀体上，阀板300上开设有安装孔，套设固定在阀杆200的伸入端，转动阀杆200，阀板300能够依次与软质阀座400、硬质阀体500相贴合。
53.基于前面任一所述的带有复合阀座结构的阀体，本技术还提供了一种蝶阀。其中，本技术实施例的蝶阀内包括如上任一所述的带有复合阀座结构的阀体。通过将前面任一所述的带有复合阀座结构的阀体安装到蝶阀中，从而使阀板300与阀体中的复合阀座结构相贴合，提高了本技术的蝶阀在低温环境中密封性，相较于典型斜锥面多层次三偏心蝶阀以及常规的三偏心蝶阀，尤其是在阀门尺寸较大时，本技术中所述的蝶阀能够解决在深冷工况下泄露超标，使低温阀门的泄漏量达标至可允许的标准要求，并且复合阀座结构在开闭
阀门时降低扭矩，也更加平顺。
54.不仅如此，典型的斜锥面多层次三偏心蝶阀需要在装配中，先把阀板300的锥面与阀体锥面对中，加以固定后，再加工阀体和阀板300的轴孔。每个产品都是单独配作的，不具备互换性。本技术中所述的蝶阀，阀板300和阀座均采用球面，通用性强，后期维护只需更换易损，通过检修仓即可在线完成检修。
55.在其中一个具体实施例中，阀杆200的轴心偏离穿孔的孔心；阀板300为圆形板状，且一侧具有凸弧面，安装孔开设在阀板300的凸弧面一侧。
56.在此实施例中，阀板300为球形结构的阀板300，具体为阀板与阀杆200相匹配安装的一侧为凸弧形结构，凸弧形面上贯穿设置有阀杆200安装孔，另一侧的板面呈球形。
57.进一步的，由于各向同性的金属材料热膨胀，随温度的增加或降低均是线性，但实际上在-50℃或更低温度时各向同性金属材料的收缩不同，取决于管壁截面面积，壁截面上大的差异会导致非对称收缩。阀板只需采用双偏心轴即可，即第一个偏心是密封阀座的截面，偏离阀杆200轴的回转中心；第二个偏心是阀杆200杆轴的回转中心偏离流体通道的中心线，无需第三个斜圆锥面偏心，以阀体中心线回转成形球面，在深冷工况下各个方向均匀收缩。
58.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。