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一种用于蝶阀的组合密封机构
申请号	CN202211245467.3	申请日	2022-10-08	公开(公告)号	CN115899282A	公开(公告)日	2023-04-04
申请人	王义安;			发明人	王义安; 许磊;
摘要	本发明涉及一种用于管道附件技术领域，具体为一种用于蝶阀的组合密封机构，包括内部密封圈和外部密封圈，外部密封圈与管道呈过盈配合；外部密封圈上的突出部与内部密封圈上的凹陷部过盈配合；外部密封圈上开设有贯通孔，第一螺栓通过贯通孔与外部密封圈连接；外部密封圈开有第一扰流孔和第二扰流孔；外部密封圈的直径和壁厚大于内部密封圈。本发明通过转动开关带动连第一螺栓转动；第一螺栓带动外部密封圈开启；外部密封圈上的第一扰流孔和第二扰流孔随外部密封圈的转动扰动内部气体；外部密封圈设有突出部，内部密封圈设有凹陷部，突出部与凹陷部过盈配合；内部密封圈上装有压力传感器，压力传感器设有保护装置。
权利要求	1.一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：包括内部密封圈(10)和外部密封圈(9)，外部密封圈(9)的外侧与管道内壁成过盈配合；外部密封圈(9)采用Ti31 合金金属材质，外部密封圈(9)的内壁沿径向向内设有均匀分布的突出部(13)，内部密封圈(10)的外壁沿径向向外设有与所述突出部(13)镶嵌配合的凹陷部(14)；外部密封圈(9)上开设有贯通孔(4)，第一螺栓通过贯通孔(4)与外部密封圈(9)可拆卸连接；贯通孔(4)底部与填料圈连通；填料圈位于内部密封圈(10)和外部密封圈(9)之间；外部密封圈(9)的直径大于内部密封圈(10)的直径；外部密封圈(9)的壁厚大于内部密封圈(10)的壁厚。 2.根据权利要求1的所述一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：所述内部密封圈(10)与第一螺栓可拆卸链接；所述外部密封圈(9)与第二螺栓可拆卸连接；通过第一螺栓的轴向转动控制内部密封圈(10)的开合；通过第二螺栓的轴向转动控制外部密封圈(9)的开合。 3.根据权利要求2的所述一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：所述内部密封圈 10中间装有压力传感器(2)，所述内部密封圈10中间装有温度传感器(3)；所述压力传感器、温度传感器、第一螺栓和所述控制器电性连接，当压力＞20Mpa、温度＞140℃，控制器控制阀门打开；所述压力传感器(2)外设有保护装置(5)。 4.根据权利要求1的所述一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：所述外部密封圈(9)表面设置有第一扰流孔(6)和第二扰流孔(7)；所述扰流孔的内表面设置有螺纹状凸起。 5.根据权利要求4的所述一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：外部密封圈(9)的外部套设有氟橡胶材料。 6.根据权利要求3的所述一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：压力传感器(2)外设有保护装置(5)；所述保护装置(5)中间部分采用中空设计；所述保护装置(5)材料选用Ti31合金金属材质。 7.根据权利要求1的所述一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：所述内部密封圈(10)的顶部区域设有一个环形卡扣，卡扣中间设有弹簧；所述卡扣卡在内部密封圈(10)一侧，所述卡扣内的弹簧与第一螺栓卡接。 8.根据权利要求6的所述一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：所述压力传感器(2)的压力控制范围在1温度控制范围控制在100‑150℃之间。 9.根据权利要求1的所述一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：所述外部密封圈(9)顶部设有一个环形卡扣，卡扣中间设有弹簧；所述卡扣卡在外部密封圈(9)一侧，所述卡扣与第二螺栓卡接。 10.根据权利要求1的所述一种用于蝶阀的组合密封机构，其特征在于：所述管道沿径向设有环形滑道；所述外部密封圈(9)的突出部(13)与滑道上的凹陷部呈过盈配合。
说明书全文	一种用于蝶阀的组合密封机构技术领域 [0001] 本发明涉及一种用于管道附件技术领域，具体为一种用于蝶阀的组合密封机构。背景技术 [0002] 专利CN1047659C公开了一种流体管道用蝶阀，主要技术特征包括一体化的阀杆和蝶板，阀体为分开的两瓣状，其阀杆与蝶板之间有氟塑层，阀体内壁装有氟塑环且与氟塑层呈过盈配合，其填料装置设在阀杆与阀体上下端的交接处；其发明使蝶阀的耐磨性提高使用寿命增长； [0003] 其发明的缺失点在于一体化的设计，提高了维护成本，氟塑层及氟塑环的使用虽然提高了其耐腐蚀性及耐磨性，但其材料偏硬且耐温性有所欠缺，其具有的乃大气老化性使得其更适合于外部材料使用，对于阀体等内部使用的设计显出不足。 [0004] 专利CN108006236B公开了一种金属密封蝶阀，主要技术特征包括一体化的阀体和阀座、阀杆、蝶板、金属密封环及底盖，蝶板中心于阀体中心呈轴向偏心，金属密封环为斜锥面与阀座密封面成密封副，使得阀座与密封环之间无摩擦卡挤，提高了密封性能并增强其使用寿命，此蝶阀实现了双向密封，且因偏心角大于密封斜角，使其启闭力矩小，更加省力，实现蝶阀的快速准确的关闭； [0005] 其发明的缺失点在于，金属密封环材料的选取不准确，对于具有一定化学性的流体局限性较大，一体化的设计使其后期的维护、更换成本提高，斜锥面的设计虽然实现了零摩擦，但对于长期使用过程中，其流体的冲击也会造成较大的磨损。 [0006] 专利CN104235398B公开了一种节流调节蝶阀，主要技术特征包括阀杆、蝶板、齿轮轴、齿轮和节流板，其齿轮固定于齿轮轴下端且阀杆露有供齿轮部分露出的缺口，节流板的上端与齿轮所啮合，节流板的下端与蝶板下端铰接；节流板与齿轮啮合可使节流板在蝶板上铰接转动，蝶板上开设有导流孔且导流孔对应节流板上的节流孔，通过节流板的铰接转动实现错位或重合； [0007] 此发明的优点在于，通过节流板上的孔与蝶板上的导流孔的错位或重合实现精准控制调节流量且在不影响孔位重合时可微开蝶阀；其发明的缺失之处在于使得工质流量减少不适合流体的快速流通，且通过齿轮的转动来实现空位重合，造成齿轮的磨损，不适于长期使用。 [0008] 根据上文，现有技术普遍存在使用局限性，对于具有二甲苯流体的管道所设计的阀门密封结构不能长期应用，二甲苯的温度范围在141℃左右；压力范围在 3.6MPa左右；现有密封结构对于这种高温下的二甲苯长期使用会使内部结构损坏，造成泄露。此外，现有技术中对于可调节阀门的节流调节存在着工质流量通过的速率过低问题，对于流量调节的精准性不够；现有蝶阀填料的检修和更换繁琐，且不能根据不同温度压力变化，当温度低于100℃、压力小于3MPa时阀门关闭；此时，填料的添加和更换的步骤繁琐。 [0009] 为此，提出一种用于蝶阀的组合密封机构。发明内容 [0010] 本发明的目的在于提供一种用于蝶阀的组合密封机构，通过内外密封结构及内部传感器的使用，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0011] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0012] 一种用于蝶阀的组合密封机构，包括内部密封圈和外部密封圈，外部密封圈的外侧与管道内壁呈过盈配合；外部密封圈采用耐腐蚀、高温的Ti31 合金金属材质，外部密封圈的内壁沿径向向内设有均匀分布的突出部，内部密封圈的外壁沿径向向外设有均匀分布的凹陷部，突出部与凹陷部外表面呈过盈配合；外部密封圈上开设有贯通孔，第一螺栓通过贯通孔与外部密封圈可拆卸连接；贯通孔内部设有填料圈；外部密封圈的顶部区域采用氟橡胶材料；外部密封圈开有第一扰流孔和第二扰流孔，扰流孔表面设置有螺纹状突起；外部密封圈的直径大于内部密封圈的直径；外部密封圈的壁厚大于内部密封圈的壁厚。 [0013] 优选的，其特征在于：内部密封圈与第一螺栓可拆卸链接；外部密封圈与第二螺栓可拆卸连接；通过螺栓的轴向转动控制内部密封圈和外部密封圈的开合。 [0014] 优选的，其特征在于：内部密封圈中间装有压力传感器和温度传感器，压力传感器、温度传感器与控制器电性连接；内部密封圈和控制器电性连接，当压力＞20Mpa，控制器控制阀门打开；压力传感器外设有保护装置。 [0015] 优选的，其特征在于：外部密封圈开启时，螺栓孔带动外部密封圈沿轴向转动；第一扰流孔与第二扰流孔随外部密封圈的转动扰动分散内部气体。 [0016] 优选的，其特征在于：第一扰流孔与第二扰流设在外部密封圈上。 [0017] 优选的，其特征在于：压力传感器外设有保护装置；保护装置采用中间部分采用中空设计；保护装置材料选用耐腐蚀高温的Ti31合金金属材质；。 [0018] 优选的，其特征在于：内密封圈的顶部区域设有一个环形卡扣；卡扣与第一螺栓外部环绕的弹簧由螺栓连接。 [0019] 优选的，其特征在于：压力传感器的压力控制范围在1 [0020] 优选的，其特征在于：外部密封圈顶部设有一个环形卡扣，卡扣卡在外部密封圈与管壁之间。 [0021] 优选的，其特征在于：外部密封圈的外圆周沿径向设有环形滑道；外部密封圈的突出部与滑道上的凹陷部呈过盈配合。 [0022] 优选的，外部密封圈的初始状态为：贯通孔与外部密封圈轴向铰接；外部密封圈的排气孔处于关闭状态；外部密封圈的外圈滑道与管道内壁紧密贴合。 [0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果为： [0024] 1、本发明通过螺栓与密封结构的可拆卸式连接，实现快速填料及维护，当管道流经液体为二甲苯等具有腐蚀性液体时，使用聚四氟乙烯等耐腐蚀性较好的填料；当流经液体为水或石油等传统液体时可使用高水基盘根，不磨轴，可承受压力范围在10MPa左右。 [0025] 2、本发明通过在内部密封圈上设置压力传感器，压力传感器与控制器电性连接，通过压力传感器精准检测内部压力、温度和工质流量的变化，及时反馈到控制器上，通过控制器控制调整密封圈的开启或关闭。 [0026] 3、本发明通过在外密封圈顶部区域采用耐腐蚀高温的Ti31合金金属材质， Ti31合金是一种含氮铁镍铬钼合金，这种合金具有优良的高温持久性、耐蚀性和在磷酸介质中的耐蚀性且易于加工和焊接，可在200℃～300℃的高温环境下使用，使其能够应用于有化学性质的流体管道内。附图说明 [0027] 图1为本发明的密封结构示意图一； [0028] 图2为本发明的主视图； [0029] 图3为图2中A‑A截面剖视图； [0030] 图4为图2中B‑B截面环形卡扣示意图； [0031] 图5为图4中E处的局部放大图； [0032] 图6为本发明的左视图； [0033] 图7为图6的C‑C截面剖视图； [0034] 图8为本发明的仰视图； [0035] 图9为图8中D‑D截面剖示图； [0036] 图10为内外密封圈边缘凸起配合结构； [0037] 图11为本发明的结构示意图二。 [0038] 图中：1、密封结构；2、压力传感器；3、温度传感器；4、第一螺栓；5、保护装置；6、第一扰流孔；7、第二扰流孔；8、第二螺栓；9、外部密封圈；10、内部密封圈；11、填料圈；12.弹簧圈；13.突出部；14.凹陷部；15.连杆；16. 转动开关。具体实施方式 [0039] 请参阅图1至图11，本发明提供一种用于蝶阀的填料科密封结构，技术方案如下： [0040] 一种用于蝶阀的组合密封机构，包括内部密封圈10和外部密封圈9，外部密封圈9的外侧与管道内壁呈过盈配合；外部密封圈9采用Ti31合金金属材质，外部密封圈9的内壁沿径向向内设有均匀分布的突出部13，内部密封圈10的外壁沿径向向外设有均匀分布的凹陷部14，突出部13与凹陷部14外表面呈过盈配合；外部密封圈9上开设有贯通孔4，第一螺栓通过贯通孔4与外部密封圈9 可拆卸连接；贯通孔4底部与填料圈连通；填料圈位于内部密封圈10和外部密封圈9之间；外部密封圈9的顶部区域采用氟橡胶材料；外部密封圈9开有第一扰流孔6和第二扰流孔7，扰流孔表面设置有螺纹状凸起；外部密封圈9的直径大于内部密封圈10的直径；外部密封圈9的壁厚大于内部密封圈10的壁厚。 [0041] 外部密封圈9采用Ti31合金金属材质，Ti31合金是一种含氮铁镍铬钼合金，其中AI的含量为2.9％、Zr的含量为0.76％、Ni的含量为0.63％、Mo的含量为0.65％其余元素含量为Ti，这种合金具有优良的高温持久性、耐蚀性和在磷酸介质中的耐蚀性且易于加工和焊接，可在200℃～300℃的高温环境下使用；并设有均匀分布的突出部，使其与内壁紧密贴合；外部密封圈9开设有贯通孔4，由螺栓滑动连接控制外部密封圈9的开启；贯通孔4的开设可单独控制外部密封圈的开启，与内部密封圈10分开控制；贯通孔4内部设有填料圈可进行填料密封；贯通孔4内部填料圈的填料可通过螺栓的拆卸实现手动填料；外部密封圈9顶部区域的氟橡胶材料，耐高温性能，可在250℃下长期使用具有优异的耐老化、耐候性能；外部密封圈9流体经过时承受最大的接触压力，使用氟橡胶材料提高其使用强度；外部密封圈9表面开设有第一扰流孔6和第二扰流孔7来扰动内部气体；内部流体流过时会产生高温高压气体，气体对密封结构顶部区域产生消极影响；开设扰流孔内设有螺纹状凸起可扰动内部气流，减少气体对整体密封结构的影响。 [0042] 作为本发明的一种实施方式，内部密封圈10与第一螺栓可拆卸连接；外部密封圈9与第二螺栓可拆卸连接；通过第一螺栓的轴向转动控制内部密封圈10 的开合；通过第二螺栓的轴向转动控制外部密封圈9的开合。 [0043] 内部密封圈10与第一螺栓可拆卸连接，外部密封圈9与第二螺栓可拆卸连接；这种分开的可拆卸连接首先精准控制内外密封圈的开启，其次可拆卸的链接便于维护更换，同时可更换内部的填料；外部密封圈9通过第一螺栓的轴向转动控制开合，内部密封圈10通过第二螺栓的轴向转动控制开合；通过两个螺栓的分别控制，精准把控流量的通过速率，达到节流的目的。 [0044] 作为本发明的一种实施方式，内部密封圈10中间装有压力传感器2和温度传感器3，压力传感器、温度传感器与控制器电性连接；第一螺栓和控制器电性连接，当压力＞ 8Mpa，控制器控制阀门打开；压力传感器2外设有保护装置5。 [0045] 内部密封圈10的中心区域装有压力传感器2；压力传感器2与内部控制器电性连接，可检测内部压力的变化；内部流体流过时产生的压力、温度的不同，压力传感器2的设置可精准检测流体流过时产生的压力和温度；温度传感器开设在中心区域的四周，可分区域精准检测温度的变化，温度传感器与控制器电性连接，控制器控制管道进口流体加热或冷却，保证温度范围处于130℃左右；压力传感器2通过检测压力的变化与控制器电性连接，当压力＞8Mpa，控制器控制阀门打开精准控制内部密封圈10的开合。 [0046] 作为本发明的一种实施方式，外部密封圈9上设置有第一扰流孔6和第二扰流孔7。 [0047] 第一螺栓4的内部凹槽设置有弹簧圈12，第一螺栓4带动外部密封圈9沿轴向转动，同时带动第一扰流孔6和第二扰流孔7轴向转动；流体流过时产生高压气体对密封结构顶部区域产生压力，扰流孔可带动内部气体扰动，分散到整体结构，减少气体对顶部区域的压力；扰流孔内部有螺纹状凸起通过轴向转动带动内部气体扰动，减少内部气体对于密封结构顶部区域的压力。 [0048] 作为本发明的一种实施方式，外部密封圈9开启时，第二螺栓带动外部密封圈9沿轴向转动；第一扰流孔6与第二扰流孔7随外部密封圈9的转动扰动分散内部气体。 [0049] 第一扰流孔6与第二扰流孔7设在外部密封圈上；外部密封圈9最先接触流体，所受压力更大；外部密封圈9壁厚较内部密封圈10壁厚要厚，且内部密封圈设有压力传感器2；扰流孔设在外部密封圈9效果更好。 [0050] 作为本发明的一种实施方式，压力传感器2外设有保护装置5；保护装置 5中间部分采用中空设计；保护装置5材料选用Ti31合金金属材质。 [0051] 压力传感器2外设有保护装置5，保护装置5有效防止内部流体长期对压力传感器2的腐蚀和磨损；保护装置5采用中空设计，内部用于容纳压力传感器2；保护装置材料用耐腐蚀高温的Ti31合金金属材质，Ti31合金具有优良的高温持久性、耐蚀性和在磷酸介质中的耐蚀性且易于加工和焊接，可在200℃～300℃ 的高温环境下使用，加强了保护装置5耐腐蚀性和耐高温性。 [0052] 作为本发明的一种实施方式，内密封圈10的顶部区域设有一个环形卡扣；卡扣与第一螺栓外部环绕的弹簧由螺栓连接。 [0053] 内部密封圈10顶部设有卡扣与第一螺栓外环绕的弹簧连接，此卡扣的初始状态为凸起状；当需要对内部密封圈10填料或整体结构的维护和更换时，可通过对第一螺栓向下施加压力使弹簧下压，周围的弹性元件发行形变，使卡扣顶部的凸起向下凹陷，使内部密封圈10与外部密封圈9分离可更换填料，或进行维护更换；同时，外部密封圈9顶部的贯通孔4内部设的填料圈可通过拆卸第二螺栓进行手工填料。 [0054] 作为本发明的一种实施方式，压力传感器2的压力控制范围在1 [0055] 压力传感器2的压力范围控制在110的开启。 [0056] 作为本发明的一种实施方式，外部密封圈9顶部设有一个环形卡扣15；外部密封圈9与第二螺栓通过卡扣连接。 [0057] 外部密封圈9的顶部设有一个环形卡扣，防止外部密封圈9因失效造成损坏泄漏；环形卡扣初始状态为卡扣卡在外部密封圈9的顶部，当开启时，环形卡扣随外部密封圈轴向转动，当关闭时，环形卡扣卡在外部密封圈9与管壁之间，防止因外部密封圈失效引起的泄露。 [0058] 作为本发明的一种实施方式，外部密封圈9的外圆周沿径向设有环形滑道；外部密封圈9的突出部13与滑道上的凹陷部呈过盈配合。 [0059] 外部密封圈9的外圆周设有沿径向开设的环形滑道；外部密封圈9的突出部 13与滑道上的凹陷部呈过盈配合；突出部13与滑道上的凹陷部配合加强了外部密封圈9的密封性；当外部密封圈9关闭时其突出部13与滑道上的凹陷部过盈配合，实现两者之间的紧密贴合。 [0060] 工作原理：通过开启转动开关17带动连杆16转动；连杆16带动第一螺栓 4转动；第一螺栓4与外部密封圈9通过可拆卸连接，带动外部密封圈9开启；外部密封圈9开启使内部二甲苯流体通过，在二甲苯液体流过时温度达100℃左右，流经套设在外部密封圈9上的氟橡胶材料，这种材料可在250℃下长期使用，较现有设计使用寿命增加了10％；外部密封圈9上的第一扰流孔6和第二扰流孔 7随外部密封圈9的转动沿轴向转动扰动内部气体；外部密封圈9上开设有贯通孔，孔内设有填料圈，贯通孔外部装有第二螺栓，通过转动第二螺栓实现外部密封圈9的开启；外部密封圈9顶部设有环形卡扣，加强外部密封圈的密封性能，相较于现有的密封结构，这种设计的密封性提升5％；外部密封圈9内壁设有突出部13，内部密封圈10外壁设有凹陷部，突出部与凹陷部过盈配合，相较于现有的结构机械强度提升 10％，加强其密封性；14内部密封圈10由第二螺栓8的转动开启；内部密封圈10的中心区域上装有压力传感器2，压力传感器2外部设有保护装置5，压力传感器2通过检测内部压力的变化而开启或关闭。 [0061] 装备填料时，填料圈位于外部密封圈9与内部密封圈10之间，与开设在外部密封圈9上的贯通孔相连，通过拆卸螺栓露出贯通孔实现外部填料的注入，当二甲苯等具有化学性质的流体通过时，温度达100℃左右，可注入石墨盘根具有较强的耐腐蚀性，可承受的最高温度在120℃左右，当流体是水或石油等传统液体时可使用高水基盘根，其摩擦系数极低不磨轴，可承受25MPa左右的压力。