申请/专利权人：上海冠龙阀门节能设备股份有限公司

申请日：2019-08-26

公开（公告）日：2024-05-03

公开（公告）号：CN110410563B

主分类号：F16K31/14

分类号：F16K31/14;F16K31/53;F16K31/60;F16K1/22

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.03#授权;2020.11.03#著录事项变更;2020.08.18#著录事项变更;2019.11.29#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要：本发明涉及一种智能式蜗轮手动蝶阀，包括蝶阀阀体、设置在蝶阀阀体上的蝶阀阀瓣、控制蝶阀阀瓣转动的蝶阀阀轴以及安装在蝶阀阀体外侧的蜗轮操作机，该手动蝶阀还包括安装在蜗轮操作机外部的控制小阀组件以及设置在蝶阀阀体流道上的密封圈，所述的控制小阀组件随蜗轮操作机的开关动作而自动控制密封圈的伸缩。与现有技术相比，本发明具有自动智能、防呆、降低磨损、延长使用寿命等优点。

主权项：1.一种智能式蜗轮手动蝶阀，包括蝶阀阀体（1）、设置在蝶阀阀体（1）上的蝶阀阀瓣（2）、控制蝶阀阀瓣（2）转动的蝶阀阀轴（3）以及安装在蝶阀阀体（1）外侧的蜗轮操作机（8），其特征在于，该手动蝶阀还包括安装在蜗轮操作机（8）外部的控制小阀组件以及设置在蝶阀阀体（1）流道上的密封圈，所述的控制小阀组件随蜗轮操作机（8）的开关动作而自动控制密封圈的伸缩；所述的密封圈设置在蝶阀阀体（1）内壁上的安装槽中，包括密封衬圈（7）、T字形密封圈本体（4）以及用以固定的压板（5）和卡环（6），所述的密封衬圈（7）紧贴在安装槽底面，所述的T字形密封圈本体（4）的两个下部与密封衬圈（7）之间形成下腔（4-1），上部（4-2）伸出安装槽与蝶阀阀瓣（2）在闭合时实现密封；所述的蝶阀阀体（1）的安装槽底面开设有与下腔（4-1）连通的第二通孔（B），并且在安装槽的左右两侧分别开设第一通孔（A）和第三通孔（C）；所述的控制小阀组件包括压力式自动切换阀（9）、弹簧式截止阀（10）以及L型三通球阀（11），所述的压力式自动切换阀（9）为三通式结构，分别与第一通孔（A）、第二通孔（B）和第三通孔（C）连通，所述的弹簧式截止阀（10）通过蜗轮操作机（8）的大蜗轮（8-3）的位置实现开关，所述的L型三通球阀（11）通过蜗轮操作机（8）的大蜗杆（8-4）的转动实现通路的切换；所述的压力式自动切换阀（9）内设有滚动式密封球（9-4），在压力的作用下实现左右密封，自动切换阀的左通道（9-2）和第一右通道（9-3）分别与第一通孔（A）和第三通孔（C）连通，自动切换阀的中间通道（9-1）与弹簧式截止阀（10）连通；所述的弹簧式截止阀（10）的进口端（10-5）与中间通道（9-1）连通，出口端（10-4）与L型三通球阀（11）连通，其阀瓣通过大蜗轮（8-3）带动驱动小轴（8-2）实现开启，并通过弹簧实现复位；所述的L型三通球阀的中间通道（11-10）通过第二通孔（B）与下腔（4-1）连通，L型三通球阀的左通道（11-11）与弹簧式截止阀的出口端（10-4）连通，L型三通球阀的第二右通道（11-12）与外部大气连通；所述的上部（4-2）的承压面积小于下腔（4-1）承压面积的50%。

全文数据：一种智能式蜗轮手动蝶阀技术领域本发明涉及蝶阀技术领域，尤其是涉及一种智能式蜗轮手动蝶阀。背景技术蝶阀无论是中心线型、单偏心、双偏心型，密封副在开关过程中都有摩擦现象，不但增加扭矩，也会降低阀门的寿命；三偏心蝶阀理论上开关过程中密封副没有摩擦现象，但三偏心结构会造成很大的承压面积差，故开阀时要克服很大的面积差压力扭矩。另外上述这些阀门如果不装旁通阀在开启前压差是无法卸掉一部分，所以启闭压差都较大。近几年市面上虽也出现过水控密封圈类型的蝶阀来降低启闭扭矩，但均需要其他控制用阀门来作手动操作，要进行使用前的操作培训，否则会出意外。更无法做自动智能控制，做到真正防呆。发明内容本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能式蜗轮手动蝶阀。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种智能式蜗轮手动蝶阀，包括蝶阀阀体、设置在蝶阀阀体上的蝶阀阀瓣、控制蝶阀阀瓣转动的蝶阀阀轴以及安装在蝶阀阀体外侧的蜗轮操作机，该手动蝶阀还包括安装在蜗轮操作机外部的控制小阀组件以及设置在蝶阀阀体流道上的密封圈，所述的控制小阀组件随蜗轮操作机的开关动作而自动控制密封圈的伸缩。所述的密封圈设置在蝶阀阀体内壁上的安装槽中，包括密封衬圈、T字形密封圈本体以及用以固定的压板和卡环，所述的密封衬圈紧贴在安装槽底面，所述的T字形密封圈本体的两个下部与密封衬圈之间形成下腔，上部伸出安装槽与蝶阀阀瓣在闭合时实现密封。所述的蝶阀阀体的安装槽底面开设有与下腔连通的第二通孔，并且在安装槽的左右两侧分别开设第一通孔和第三通孔。所述的控制小阀组件包括压力式自动切换阀、弹簧式截止阀以及L型三通球阀，所述的压力式自动切换阀为三通式结构，分别与第一通孔、第二通孔和第三通孔连通，所述的弹簧式截止阀通过蜗轮操作机的大涡轮的位置实现开关，所述的L型三通球阀通过蜗轮操作机的大蜗杆的转动实现通路的切换。所述的压力式自动切换阀内设有滚动式密封球，在压力的作用下实现左右密封，自动切换阀的左通道和右通道分别与第一通孔和第三通孔连通，自动切换阀的中间通道与簧式截止阀连通。所述的弹簧式截止阀的进口端与中间通道连通，出口端与L型三通球阀连通，其阀瓣通过大涡轮带动驱动小轴实现开启，并通过弹簧实现复位。所述的L型三通球阀的中间通道通过第二通孔与下腔连通，L型三通球阀的左通道与弹簧式截止阀的出口连通，L型三通球阀的右通道与外部大气连通。所述的上部的承压面积小于下腔承压面积的50％。当阀门在开启通水状态时，大蜗轮未触碰到限位螺栓，驱动小轴无法顶开阀瓣轴，截止阀处在止回状态，压力水无法导入三通球阀，同时三通球阀的中间通道和大气相通，从而使得密封圈的下腔压力为零，使密封圈在管道内压力的作用下，向外侧移动紧贴密封衬圈；当要关闭阀瓣时，顺时针转动蜗杆，此时三通球阀在驱动小轴的作用下，使得中间通道与截止阀的出口端连通，同时使得密封圈的下腔与截止阀的出口端连通，由于此时截止阀还未被开启，管道压力无法导入密封圈的下腔，从而使得阀瓣在整个关闭过程中零摩擦。当阀瓣关到位时，大蜗轮触碰到驱动小轴，此时阀瓣轴被强制打开，压力水被导入密封圈的下腔内，同时由于阀瓣关闭后，阀瓣的前后有一边的压力为零，密封圈上部的承压面积小于下腔承压面积的50％，使得密封圈向阀瓣的密封面方向移动，最终密封圈的上部紧贴阀瓣的密封面，实现密封；当要开启阀瓣时，蜗杆在初始转动且蜗轮还未被转动之前，三通球阀受蜗杆的初始转动，使密封圈下腔的压力泄压排入大气，使得在阀瓣还未转动之前，密封圈向密封衬圈移动，使密封圈的上部自动与阀瓣的密封面分离，实现零摩擦。与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过设置控制小阀组件以及配套的配管组件，解决了蝶阀在开关过程中的密封副的磨损问题以及开阀前自动泄压的问题，并且本发明提出的消除磨损的方式，即使对手动操作的蜗轮蝶阀也是自动智能的，和普通蜗轮蝶阀开关操作完全一样，做到防呆。附图说明图1为智能式蜗轮手动蝶阀结构示意图。图2为智能式蜗轮手动蝶阀密封部位放大图。图3为压力式自动切换阀结构示意图。图4为弹簧式截止阀结构示意图。图5为L型三通球阀组合图。图6为L型三通球阀动作状态示意图，其中，图6a为补压状态示意图，图6b为泄压状态示意图。图中标记说明：图中，1、阀体，2、阀瓣，3、阀轴，4、密封圈，4-1、下腔，4-2、上部，5、压板，6、卡环，7、密封衬圈，8、蜗轮操作机，8-1、限位螺栓关，8-2、驱动小轴，8-3、大蜗轮，8-4、大蜗杆，8-5、端盖，9、压力式自动切换阀，9-1、中间通道，9-2、左通道，9-3、右通道，9-4、密封球，10、弹簧式截止阀，10-1、阀体，10-2、阀瓣轴，10-3，弹簧，10-4、出口端，10-5、进口端，11、L型三通球阀，11-1、三通小球阀，11-2、L型球体，11-3、阀轴，11-4、摩擦片，11-5、弹簧，11-6、驱动轴，11-7、限位装置，11-8、弹簧调节装置，11-9、连接架，11-10、中间通道，11-11、左通道，11-12、右通道。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例如图1-5所示，本发明提供一种手动蜗轮操作但具备智能功能的单偏心软密封蝶阀，包括阀体1以及设置阀体1内部的阀瓣2，由阀轴3所固定；密封圈4呈“T”形状，位于阀体1内壁处，并和压板5配合和卡环6固定；密封衬圈7安装在密封圈4下部和压板5联合过盈作用，保证密封圈4上、下部之间隔断；阀轴3上部穿出阀体1和蜗轮操作机8相配合；蜗轮操作机8固定在阀体1外部；控制小阀及配管组件安装在阀体1及蜗轮操作机8外部，随着蜗轮操作机8的开关而自动控制密封圈4下腔4-1的补压和泄压。阀体1的筒壁靠近密封圈4附近，分别设置三个小孔A、B、C，B孔位于密封圈4下腔4-1中，用来感应密封圈4下腔4-1的压力；A、C孔分别位密封圈4的左右，即阀体的进出端用来感应阀瓣2的前后压力可能是A、也可能为C，由承压方向来决定。控制小阀有三个，是压力式自动切换阀9、弹簧式截止阀10、L型三通球阀11。其中压力式自动切换阀9为三通式结构，中间通道9-1和弹簧式截止阀10的进口端10-5相连；左通道9-2、右通道9-3分别和阀体1的A、C孔相连，切换阀9的三通体内部设置一个密封球9-4在A、C孔导入的压力作用下左右移动式切换。压力式自动切换阀9一般安装在阀体1的A孔或者C孔位置。弹簧式截止阀10由阀体10-1、阀瓣轴10-2、弹簧10-3等组成安装在蜗轮操作机8的限位螺栓关8-1六角头处，限位螺栓关8-1中间设置开启截止阀10的驱动小轴8-2，而驱动小轴8-2是由大蜗轮8-3的限位面来控制的，大蜗轮8-3限位面未碰到驱动小轴8-2前，则截止阀10处在关闭状态是不通的。截止阀10的出口端10-4和L型三通球阀11的左通道11-11相连。一旦大蜗轮8-3触碰到驱动小轴8-2，则截止阀10被强制开启。L型三通球阀11，由三通小阀体11-1、L型球体11-2、阀轴11-3、摩擦片11-4、弹簧11-5、驱动轴11-6、限位装置11-7、弹簧调节装置11-8、连接支架11-9等组成。安装在大蜗杆8-4末端端盖8-5处，其驱动轴11-6和大蜗杆8-4相固定。由弹簧调节装置11-8所设定的摩擦扭矩必须大于三通球阀11的启闭扭矩，三通球阀11的开关是大蜗杆8-4的转动来实现的，一旦限位装置11-7到位，则摩擦片11-4就开始打滑。三通球阀11的中间通道11-10和阀体1的B通道相通。三通球阀的右通道11-12和大气连通。来自截止阀10的压力可通过三通球阀11导入密封圈4下腔，同时密封圈4下腔的压力也可通过三通球阀11排入大气。如图6所示，本发明的工作原理如下：当阀门在开启通水状态，由于大蜗轮8-3未触碰到限位螺栓关8-1，驱动小轴8-2无法顶开阀瓣轴10-2，故截止阀10在弹簧10-3及压力的作用下处在止回状态，无法将压力水导入三通球阀11，同时三通球阀11也由于受之前大蜗杆8-4开阀动作逆时针旋转，使三通球阀11的中间通道11-10和大气相通，从而导致密封圈4下腔4-1的压力为零，使密封圈4在管道内压力的作用下，向外侧移动紧贴密封衬圈7。当要关闭阀瓣2时，要顺时针转动蜗杆8-4，此时三通球阀11在驱动小轴8-2的作用下，使中间通道11-10和截止阀10的出口端10-4连通，也使密封圈4下腔4-1和截止阀10的出口端10-4连通，但此时由于截止阀10还未被开启，故管道压力无法导入密封圈4下腔4-1。从而做到阀瓣2在整个关闭过程零摩擦，同时由于阀瓣2关到位的瞬间，压差未升至静压压差，所阀瓣的关闭扭矩很轻。当阀瓣2关到位，大蜗轮8-3触碰到驱动小轴8-2，此时阀瓣轴10-2被强制打开，压力水被导入密封圈4下腔4-1，同时由于阀瓣2关闭后，阀瓣2的前后有一边压力接近零，故密封圈4上部4-2的承压面积基本为下腔4-1承压面积的50％，导致密封圈4向阀瓣2的密封面方向移动，最终紧贴阀瓣2的密封面，达到密封效果。当要开启阀瓣2时，转动蜗杆8-4，由于阀瓣2从关到开均有空转行程机加工及装置间隙的要求，所以蜗杆8-4在初始转动，蜗轮8-3还未被转动之前，三通球阀11受蜗杆8-4的初始转动，使密封圈4下腔4-1的压力泄压排入大气，最终使得阀瓣2还未转动之前，密封圈4向密封衬圈7移动，使密封圈4自动和阀瓣2的密封面分离，做到零摩擦，同时也降低阀瓣2前后的压差，最终使阀瓣2开启扭矩大大降低。

权利要求：1.一种智能式蜗轮手动蝶阀，包括蝶阀阀体1、设置在蝶阀阀体1上的蝶阀阀瓣2、控制蝶阀阀瓣2转动的蝶阀阀轴3以及安装在蝶阀阀体1外侧的蜗轮操作机8，其特征在于，该手动蝶阀还包括安装在蜗轮操作机8外部的控制小阀组件以及设置在蝶阀阀体1流道上的密封圈，所述的控制小阀组件随蜗轮操作机8的开关动作而自动控制密封圈的伸缩。2.根据权利要求1所述的一种智能式蜗轮手动蝶阀，其特征在于，所述的密封圈设置在蝶阀阀体1内壁上的安装槽中，包括密封衬圈7、T字形密封圈本体4以及用以固定的压板5和卡环6，所述的密封衬圈7紧贴在安装槽底面，所述的T字形密封圈本体4的两个下部与密封衬圈7之间形成下腔4-1，上部4-2伸出安装槽与蝶阀阀瓣2在闭合时实现密封。3.根据权利要求2所述的一种智能式蜗轮手动蝶阀，其特征在于，所述的蝶阀阀体1的安装槽底面开设有与下腔4-1连通的第二通孔B，并且在安装槽的左右两侧分别开设第一通孔A和第三通孔C。4.根据权利要求3所述的一种智能式蜗轮手动蝶阀，其特征在于，所述的控制小阀组件包括压力式自动切换阀9、弹簧式截止阀10以及L型三通球阀11，所述的压力式自动切换阀9为三通式结构，分别与第一通孔A、第二通孔B和第三通孔C连通，所述的弹簧式截止阀10通过蜗轮操作机8的大涡轮8-3的位置实现开关，所述的L型三通球阀11通过蜗轮操作机8的大蜗杆8-4的转动实现通路的切换。5.根据权利要求4所述的一种智能式蜗轮手动蝶阀，其特征在于，所述的压力式自动切换阀9内设有滚动式密封球9-4，在压力的作用下实现左右密封，自动切换阀的左通道9-2和右通道9-3分别与第一通孔A和第三通孔C连通，自动切换阀的中间通道9-1与簧式截止阀10连通。6.根据权利要求5所述的一种智能式蜗轮手动蝶阀，其特征在于，所述的弹簧式截止阀10的进口端10-5与中间通道9-1连通，出口端10-4与L型三通球阀11连通，其阀瓣通过大涡轮8-3带动驱动小轴8-2实现开启，并通过弹簧实现复位。7.根据权利要求6所述的一种智能式蜗轮手动蝶阀，其特征在于，所述的L型三通球阀的中间通道11-10通过第二通孔B与下腔4-1连通，L型三通球阀的左通道11-11与弹簧式截止阀的出口10-4连通，L型三通球阀的右通道11-12与外部大气连通。8.根据权利要求2所述的一种智能式蜗轮手动蝶阀，其特征在于，所述的上部4-2的承压面积小于下腔4-1承压面积的50％。9.根据权利要求7所述的一种智能式蜗轮手动蝶阀，其特征在于，当阀门在开启通水状态时，大蜗轮8-3未触碰到限位螺栓8-1，驱动小轴8-2无法顶开阀瓣轴10-2，截止阀10处在止回状态，压力水无法导入三通球阀11，同时三通球阀11的中间通道11-10和大气相通，从而使得密封圈的下腔4-1压力为零，使密封圈在管道内压力的作用下，向外侧移动紧贴密封衬圈7；当要关闭阀瓣2时，顺时针转动蜗杆8-4，此时三通球阀11在驱动小轴8-2的作用下，使得中间通道11-10与截止阀10的出口端10-4连通，同时使得密封圈4的下腔4-1与截止阀10的出口端10-4连通，由于此时截止阀10还未被开启，管道压力无法导入密封圈4的下腔4-1，从而使得阀瓣2在整个关闭过程中零摩擦。10.根据权利要求7所述的一种智能式蜗轮手动蝶阀，其特征在于，当阀瓣2关到位时，大蜗轮8-3触碰到驱动小轴8-2，此时阀瓣轴10-2被强制打开，压力水被导入密封圈4的下腔4-1内，同时由于阀瓣2关闭后，阀瓣2的前后有一边的压力为零，密封圈4上部4-2的承压面积小于下腔4-1承压面积的50％，使得密封圈4向阀瓣2的密封面方向移动，最终密封圈4的上部4-2紧贴阀瓣2的密封面，实现密封；当要开启阀瓣2时，蜗杆8-4在初始转动且蜗轮8-3还未被转动之前，三通球阀11受蜗杆8-4的初始转动，使密封圈4下腔4-1的压力泄压排入大气，使得在阀瓣2还未转动之前，密封圈4向密封衬圈7移动，使密封圈4的上部4-2自动与阀瓣2的密封面分离，实现零摩擦。

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