一种低温型正上装式三偏心蝶阀的制作方法

1.本实用新型属于阀体技术领域，涉及一种低温型正上装式三偏心蝶阀。


背景技术：

2.随着国家煤改气计划的实施，液化天然气（lng）作为一种新兴的清洁、高效能源迅速崛起。国家计划到2050年天然气要达到整个能源用量的80%，使得lng等低温工况的阀门需求大增，市场规模急剧增大；但低温阀门的设计和生产制造技术仍基本被国外所垄断。随着我国lng行业的快速发展，设计制造具有自主知识产权的低温阀门显得更加迫切。
3.低温蝶阀在lng行业应用广泛，其关键技术包括：1.从材料和结构上增加密封副的低温弹性，避免零部件在低温工况时密封失效或动作卡涩。2.可在线维护，确保阀内件能够快速从阀门顶部拆卸且阀杆要有防吹出功能。3.避免结构形状的突然变化或局部的应力集中而导致零部件产生弹塑性变形。4.应符合防火、防静电要求。
4.目前国内外的低温蝶阀大都采用侧开窗结构，通过侧面检修窗实现阀门的在线维修，然而此种结构的阀门检修空间受限。当阀内件损坏较为严重或者阀门口径较小时，维修工作不易开展，且检修周期较长，会造成用户成本浪费。密封阀座大多采用整体式，不利于加工与后期的维修工作，从而降低了阀门运行的可靠性及维修性。


技术实现要素：

5.本实用新型针对上述问题，提供一种低温型正上装式三偏心蝶阀，该阀具有在线维修效率高、密封性能佳、动态稳定性高、不易卡涩、使用寿命长等优点，优良的综合性能确保其能满足低温（-196℃）介质的切断或调节要求。
6.按照本实用新型的技术方案：一种低温型正上装式三偏心蝶阀，包括阀体，在使用时，阀体两端采用对焊方式与管道进行连接，其特征在于：所述阀体密封限位连接底上盖，底上盖的上端密封限位连接顶上盖；
7.所述阀体内腔构造阀座安装凸台，阀座组件限位安装于阀座安装凸台的内孔中；
8.阀体上转动设置阀轴，所述阀轴从阀体的顶部上腔伸出，并依次贯穿底上盖、顶上盖，阀轴与顶上盖的内孔及底上盖的内孔之间分别形成动密封，阀轴上安装阀板组件，所述阀板组件与阀座组件相配合；
9.所述阀板组件包括阀板，阀轴与阀板通过平键配合连接，阀轴上设置沿轴向延伸的导向槽，导向槽的槽底板上端设置定位孔，阀板的定位凸台配合设置限位螺栓，所述限位螺栓与定位孔螺纹配合连接，将阀板与阀轴限位固定；
10.阀轴下部伸入阀体下部轴孔中设置第一衬套中，导向槽的长度大于第一衬套的长度。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述阀座组件包括分体式阀座及套设于所述分体式阀座圆周表面的压环，压环的圆周表面均布设置多个内螺纹孔，每个所述内螺纹孔均螺纹连接第一紧定螺钉、第二紧定螺钉，所述第一紧定螺钉与第二紧定螺钉之间设置第一碟
形垫圈，其中第二紧定螺钉的外端抵靠于分体式阀座的法兰面，压环的轴向外端凹槽配合设置第一钢丝挡圈，第一钢丝挡圈的径向外部配合设置于阀座安装凸台内孔的凹槽中。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述顶上盖的内孔限位设置第二衬套，第二衬套与阀轴及顶上盖之间分别通过平衡密封环密封配合，所述第二衬套的上方设置填料组件，填料组件通过填料压板进行轴向限位。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述填料压板通过连接螺栓与顶上盖的上端法兰面相连接，连接螺栓贯穿填料压板，并在连接螺栓延伸至填料压板外侧的螺栓体上套设限位套，限位套的内腔设置碟形弹簧，所述碟形弹簧上端顶紧于限位套的内腔顶板上，碟形弹簧下端压紧于填料压板上，限位套通过螺母限位固定于连接螺栓上。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述分体式阀座与阀座安装凸台之间通过第一缠绕垫片密封配合。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述底上盖与顶上盖之间通过阶梯面相互配合，并通过第一防转销周向限位；所述底上盖与阀体之间通过阶梯面相互配合，并通过第二防转销周向限位。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述顶上盖的外表面焊接隔离滴盘。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述底上盖的内孔限位设置第三衬套，第三衬套的上端通过第二钢丝挡圈轴向定位。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述底上盖与阀体之间设置第二缠绕垫片，底上盖与顶上盖之间设置第三缠绕垫片。
19.作为本实用新型的进一步改进，所述顶上盖的内孔限位设置轴承座，阀轴通过轴承环支承于轴承座上。
20.本实用新型的技术效果在于：1．采用正顶装式结构，在线维修性好，阀门密封性能好，所需执行机构扭矩小，可长期满足ansi vi级密封等级要求，既能实现切断，也能实现调节功能。
21.2．阀门采用分体式阀座，易于加工；钢丝挡圈配合紧定螺钉固定阀座结构，结构紧凑，可靠性好，阀座及密封环互换性好。
22.3．分体式阀座与多层式密封环实现密封副的自行调整对中，使得密封副之间能够紧密接触，实现双向紧密关闭，偏心密封副设计保证阀座、阀板关闭过程较低的摩擦力，阀门不易卡涩，在低温工况下具有良好的稳定性。
23.4．流线型阀板设计，依据流体动力学对阀板截面进行优化设计，既增强了阀板强度，提升了阀门的正反向密封能力，也减少了介质涡流，降低了阀门压损，改善了阀门的流通能力。
24.5．填料组件位于延伸型顶上盖中，远离阀腔，保证填料温度在0度以上，提升了填料密封的可靠性。
25.6．微泄漏填料函结构设计，采用活载填料组件结合两个平衡密封环的双重冗余密封结构，石墨填料组件结合两个平衡密封环的密封机构设计，碟形垫圈配合限位套，实现填料组件的活载紧固，且能有效防火，达到实现阀阀轴处的微泄漏密封。
26.7．阀轴与阀板之间除平键连接之外，增加限位螺栓进行阀板的定位，有效保证连接强度的同时，能有效减轻阀轴与底法兰之间的磨损及卡涩风险；且限位螺栓在导向槽中
的位置调整后，阀轴连同阀板组件实现从阀体顶部上腔抽出，便于维修。
附图说明
27.图1为本实用新型的结构示意图。
28.图2为阀体的轴测图。
29.图3为分体式阀座的立体图。
30.图4为分体式阀座的剖视图。
31.图5为阀板的轴测图。
32.图6为阀轴与阀板组件连接结构示意图。
33.图7为填料压板安装的轴测剖视图。
34.图8为阀轴连接阀板部分的轴测图。
35.附图标记说明：1-底法兰、2-第一衬套、3-阀座组件、3-1-阀座，3-2-压环，3-3-第一钢丝挡圈，3-4-第一紧定螺钉，3-5-第一碟形垫圈，3-6-第二紧定螺钉，4-阀体、4-1-阀座定位凸台，4-2-阀体加强筋，4-3-位置标识，5-阀板组件、5-1-压圈，5-2-阀板，5-3-内六角螺钉，5-4-第二碟形垫圈，5-5-密封环，5-6-第四缠绕垫片，5-7-平键，5-8-限位螺栓，5-9-第三碟形垫圈、5-10-工艺凸台、5-11-第一键槽、5-12-定位凸台、6-阀轴、6-1-第二键槽、6-2-导向槽、6-3-定位孔、7-平键、8-第一缠绕垫片、9-第二缠绕垫片、10-第三缠绕垫片、11-第一防转销、12-轴承环、13-轴承座、14-平衡密封环、15-填料压板、16-限位套、17-碟形弹簧、18-填料组件、19-衬套、20-隔离滴盘、21-顶上盖、22-第一螺柱、23-第二钢丝挡圈、24-第二螺柱、25-底上盖、26-第二防转销，27-第二衬套。
具体实施方式
36.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
37.如图1~8所示，本实用新型是一种低温型正上装式三偏心蝶阀，包括阀体4，在使用时，阀体4两端采用对焊方式与管道进行连接，所述阀体4密封限位连接底上盖25，底上盖25的上端密封限位连接顶上盖21。
38.如图2所示，阀体4内腔构造阀座安装凸台4-1，阀座组件3限位安装于阀座安装凸台4-1的内孔中。为了有效增强阀体4的强度，阀体4表面设置多道加强筋4-2，以改善阀体4受力情况及温度场的分布情况。依据流体动力学进行所述阀板截面结构设计，既增强了阀板强度，也有效降低了阀门压损。阀体4同时设置有位置标识4-3，便于在加工过程中的放错与定位。
39.阀体4上转动设置阀轴6，所述阀轴6从阀体4的顶部上腔伸出，并依次贯穿底上盖25、顶上盖21，阀轴6与顶上盖21的内孔及底上盖25的内孔之间分别形成动密封，阀轴6上安装阀板组件5，所述阀板组件5与阀座组件3相配合。
40.如图5所示，阀板组件5包括阀板5-2，阀轴6与阀板5-2通过平键5-7配合连接，阀轴6上设置沿轴向延伸的导向槽6-2，导向槽6-2的槽底板上端设置定位孔6-3，阀板5-2的定位凸台5-12配合设置限位螺栓5-8，所述限位螺栓5-8与定位孔6-3螺纹配合连接，将阀板5-2与阀轴6限位固定。如图6所示，在具体实践中，阀板5-2的工作面限位设置第四缠绕垫片5-6、密封环5-5，密封环5-5通过压圈5-1压紧，密封环5-5作为密封环5-5的冗余密封补充，并
在一端压紧密封环，补偿密封环的密封力，有利于保证阀门长期满足ansi
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级密封等级要求，压圈5-1通过内六角螺钉5-3固定于阀板5-2上，内六角螺钉5-3上设置第二碟形垫圈5-4。
41.本实用新型中阀板5-2与阀轴6间的定位以及阀板5-2上设有的密封环5-5与分体式阀座3-1间的自定心利于密封的可靠性，分体式阀座3-1及密封环5-5可实现互换性，大大提高了产品的可靠性且节省空间，密封性好，维修性好。阀板5-2还设置有两个工艺凸台5-10。
42.如图8所示，阀轴6下部伸入阀体4下部轴孔中设置第一衬套2中，导向槽6-2的长度大于第一衬套2的长度。如图1所示，在实践中，第一衬套2的下端通过阀体4上固定的底法兰1限位固定。阀轴6上设置第二键槽6-1，第二键槽6-1中设置设置平键5-7，平键5-7与阀板5-2上设置的第一键槽5-11相配合，防止相互之间的周向转动，从而实现传递动作扭矩的效果，同时设置有限位螺栓5-8定位，防止阀板5-2与阀轴6之间轴向串动、碟形垫圈5-9则起到防止限位螺栓5-8松动的作用。密封环5-5采用多层式，在低温情况下也能保证一定的的弹性。
43.如图3、4所示，阀座组件3包括分体式阀座3-1及套设于所述分体式阀座3-1圆周表面的压环3-2，压环3-2的圆周表面均布设置多个内螺纹孔，每个所述内螺纹孔均螺纹连接第一紧定螺钉3-4、第二紧定螺钉3-6，所述第一紧定螺钉3-4与第二紧定螺钉3-6之间设置第一碟形垫圈3-5，其中第二紧定螺钉3-6的外端抵靠于分体式阀座3-1的法兰面，压环3-2的轴向外端凹槽配合设置第一钢丝挡圈3-3，第一钢丝挡圈3-3的径向外部配合设置于阀座安装凸台4-1内孔的凹槽中，即，第一钢丝挡圈3-3的一部分安装在阀体4的凹槽中，一部分安装在压环3-2中，达到阀座组件3的轴向定位作用。
44.分体式阀座3-1与阀座安装凸台4-1之间通过第一缠绕垫片8密封配合，第一缠绕垫片8设置于分体式阀座3-1一端的凹槽内。通过调整第二紧定螺钉3-6及第一紧定螺钉3-4能够实现对第一缠绕垫片8的压紧力进行调节，以实现可靠的密封。
45.阀座组件3与阀体4采用可拆卸结构，在使用中可维护；生产过程中，能有效方便生产。阀体4的中头设有圆形或椭圆形结构上腔，可作为阀座组件3、阀轴6与阀板组件5的安装通道及检修通道。
46.顶上盖21的内孔限位设置第二衬套19，第二衬套19与阀轴6及顶上盖21之间分别通过平衡密封环14密封配合，两个平衡密封环14实现双重冗余密封，达到微泄漏要求。第二衬套19的上方设置填料组件18，填料组件18通过填料压板15进行轴向限位。在实践中，填料组件18采用石墨填料，可具有防火功能。
47.如图7所示，填料压板15通过连接螺栓与顶上盖21的上端法兰面相连接，连接螺栓贯穿填料压板15，并在连接螺栓延伸至填料压板15外侧的螺栓体上套设限位套16，限位套16的内腔设置碟形弹簧17，所述碟形弹簧17上端顶紧于限位套16的内腔顶板上，碟形弹簧17下端压紧于填料压板15上，限位套16通过螺母限位固定于连接螺栓上。实现填料组件18的压紧与固定，碟形弹簧17变形由限位套确定，其变形产生的压紧力，持续作用在填料组件上，因此压紧力的大小可通过限位套16来调节，可根据实际需要进行调整，实现填料组件的活载，此结构灵活有效。
48.底上盖25与顶上盖21之间通过阶梯面相互配合，并通过第一防转销11周向限位，
顶上盖21与底上盖25之间通过第一螺栓22及相应螺母固定连接 ；所述底上盖25与阀体4之间通过阶梯面相互配合，并通过第二防转销26周向限位，底上盖25与阀体4之间通过第二螺栓24及相应螺母固定连接。
49.顶上盖21的外表面焊接隔离滴盘20。
50.底上盖25的内孔限位设置第三衬套27，第三衬套27的上端通过第二钢丝挡圈23轴向定位，用于固定阀轴6安装及阀门动作导向。
51.底上盖25与阀体4之间设置第二缠绕垫片9，底上盖25与顶上盖21之间设置第三缠绕垫片10。
52.顶上盖21的内孔限位设置轴承座13，阀轴6通过轴承环12支承于轴承座13上。
53.本实用新型的工作原理是：阀门开启时，阀轴6带动阀板组件5逆时针旋转，逐渐打开至90
°
全开。在此过程中，随着旋转角度变化，阀腔内的介质通过阀板组件5与阀体4之间形成的通道流通面积发生变化，进而介质流量随之变化，从而达到介质的切断或调节作用。阀门关闭时，阀轴6在执行机构的作用力下，克服介质压力、阀轴与填料组件的摩擦力，带动阀板组件5顺时针旋转直至阀门完全关闭，阀板密封面与阀座密封面紧密贴合，达到密封效果。
54.需在线维修时，应先拆除执行机构，再松开填料组件18与第一螺柱22及相应螺母，拆下顶上盖21等相关零部件；之后松开第二螺柱24及相应螺母，拆下底上盖21及相关零部件；关键步骤为将限位螺栓5-8部分松开，移出定位孔6-3，阀轴6抽出至底部脱离阀体4，再将限位螺栓5-8拧紧，阀轴6便可连同阀板组件5一起从阀体上腔抽出。须拆卸阀座组件3时，应先将第一紧定螺钉3-4部分松开，将钢丝挡圈取出，即可将阀座组件拆卸下来，拆卸过程简单易操作。维修好后的回装注意事项与拆卸过程基本相同，安装步骤与拆卸过程相反。
55.本实用新型具有可在线维修效率高、密封性能佳、动态稳定性高、不易卡涩、使用寿命长等优点。其优良的综合性能确保其能满足低温（-196℃）介质的切断或调节要求。
56.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。