專利名稱：一種彈力限位偏心軸蝶閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及蝶閥，是一種串接在管路中用以阻斷或調節(jié)流體流量的裝置。具 體地說是一種彈力限位偏心軸蝶閥，可用于冶金，電力，石油，化工，真空等系統(tǒng)；是調控和 切斷流體的最佳裝置。
背景技術：
目前小口徑的球閥，閘閥，截止閥等技術已成熟，已被廣泛使用。但隨著大工業(yè)的 發(fā)展，閥門的流通口徑也在增大，隨之體積也在增大，這些閥門的重量和體積已經(jīng)無法被人 們所接受，因此隨著閥門口徑的增大和蝶閥設計加工技術的成熟，將逐漸由蝶閥取代。目前市場上已經(jīng)有產(chǎn)品的蝶閥種類有；中心蝶閥，單偏心蝶閥，雙偏心蝶閥和三偏 心蝶閥。一、中心蝶閥該種蝶閥的結構特征為蝶閥的轉動軸心，位于閥體，閥板，閥板的線 密封面中心，與閥門本體中心在同一位置上。結構簡單，制造方便。常見的襯膠蝶閥即屬于 此類。缺點是閥板與閥座始終處于接觸擠壓.刮擦狀態(tài)，磨損大。為克服擠壓，刮擦，保證 密封性能，閥座基本上采用橡膠或聚四氟乙烯等彈性材料，這就是為什么傳統(tǒng)上人們認為 蝶閥不耐高溫的原因；中心蝶閥的回轉中心(即閥門軸中心)，位于蝶閥密封面的中心。在 整個90度的開關過程中，蝶板與閥體密封面間都存在相對機械磨擦，其開關需要的旋轉力 矩大，壽命短。為了減少磨擦，一般的高性能蝶閥均為單偏心，雙偏心或三偏心結構。二、單偏心蝶閥為解決中心蝶閥的閥板與閥座間的擠壓問題，由此產(chǎn)生了單偏心蝶閥，其結構特 征為閥軸軸心偏離了閥板中心(即閥板軸線)，從而使閥板上下端不再成為回轉軸心，分 散，減輕了蝶板上下端與閥座的過度擠壓。但由于單偏心構造在閥門開關過程中蝶板與閥 座的刮擦現(xiàn)象并未消失，在應用范圍上和中心蝶閥大同小異。故采用的不多。三、雙偏心蝶閥在單偏心蝶閥的基礎上進一步改良成型的就是目前應用最廣泛的雙偏心蝶閥。其 結構特征為在閥軸軸心即偏離蝶板中心，也偏離本體中心。雙偏心的效果是閥門被開啟后 閥板能迅速脫離閥座，大幅度地消除閥板與閥座的不必要的過度擠壓，刮擦現(xiàn)象，減輕了開 啟阻距，降低了磨損，提高了閥門壽命。但因為其密封原理屬于位置密封構造，即蝶板與閥 座的密封面為線接觸，通過蝶板擠壓閥座所造成的彈性變形產(chǎn)生密封效果，故對關閉位置 要求很高(特別是金屬硬密封)，承壓能力低，這就是為什么傳統(tǒng)上人們認為蝶閥不耐高 壓，泄漏量大的原因。單偏心蝶閥是在設計時將蝶閥的軸心偏離密封面中心線，形成第一個偏心。雙偏 心蝶閥是在單偏心蝶閥的基礎上將蝶閥的軸心稍稍再偏離管路中心線，形成第二個偏心。 單偏心和雙偏心蝶閥的閥板，和閥座的密封截面都是一個完整的圓錐形面，因而在加工時， 很容易保證閥板，密封圈和閥座密封面的加工精度和表表面光潔度，但當開啟閥門時，單偏 心蝶閥從0度轉動至(20-2 度時，閥板上的密封圈與閥座密封面之間仍存在機械磨擦，雙偏心蝶閥在開關時也存在8-12度的相對機械磨擦，因其密封原理屬于位置密封構造，閥板 上的密封圈與閥座的圓錐密封面為線接觸。是依靠密封圈的彈性變形來產(chǎn)生密封效果，故 對關閉位置要求很高(特別是金屬密封)，承壓能力低，還存在一定的相對機械磨損，又沒 有補償，所以機械壽命還相對較短。四、三偏心蝶閥為了克服雙偏心蝶閥這一矛盾，三偏心蝶閥是在雙偏心蝶閥的基礎上又對其進行 了第三次偏心-密封面的偏心；其結構特征是在雙偏心的閥軸軸心位置偏心的同時，閥體 上的閥座密封面圓錐面的軸線，偏斜于閥體圓柱軸線，也就是說，經(jīng)過第三次偏心后，閥座 密封截面不再是圓錐面，而是圓錐的斜截體，其密封面形狀也因此而不對稱，一邊傾斜于閥 體中心，另一邊則平行于閥體中心線。閥板也不再是正圓柱體。這第三次偏心的最大特點就是從根本上改變了密封結構，不再是位置密封，而是 扭力密封，既不是依靠閥座和密封環(huán)的彈性變形，而是完全依靠密封環(huán)與閥座的接觸面壓 來達到密封效果，因此一舉解決了金屬閥座零泄漏這一難題，并因接觸面壓與介質壓力是 成正比的，耐高壓高溫也迎刃而解。在一定程度上解決了密封面磨損補償問題，同時也帶來 一些問題一是設計和機械加工難度大，一般的閥門廠很難完成其設計和機械加工，更難保 證其質量。二，不能利用管路中流體的比壓來完成密封，完全靠扭力來實現(xiàn)，所以閥座與密 封環(huán)之間的接觸角設計的都很小，一般在3到6度之間，在此范圍內會產(chǎn)生很高的密封扭 矩，但在開啟閥門時很容易被卡死，為了不被卡死就必須增大閥座與密封環(huán)之間的接觸角， 增大蝶閥軸偏離管路中心量，增大偏心角，這樣就必須加大驅動閥門的扭矩，因此三偏心蝶 閥開關時需要很大的扭矩。三，開關速度慢，三偏心蝶閥的密封圈在閥門關閉時是象楔子一 樣斜插入閥座，如果快速開關將損壞密封圈。四，不能借助閥門兩端的比壓來完成密封，是 扭力密封，所以閥門開關需要的力矩大，需要巨大的執(zhí)行器。盡管大口徑的三偏心蝶閥在體 積和重量上大大小于同口徑的球閥和間閥，但其體積和重量仍不能令人滿意。
實用新型內容針對以上不足，本實用新型的目的在于提供一種體積小、重量輕、設計和機械加工 簡單、造價低廉但使用廣泛的彈力限位偏心軸蝶閥。閥門在開關過程中，蝶板上的密封環(huán)不 能與閥體上的密封座接觸，將閥門的驅動力降低至目前的1/20到1/30，需要時可以將開關 閥門所需要的時間提高到1秒以內，密封副磨損后具有補償功能，軟或金屬硬密封都適用 的閥門結構。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為一種彈力限位偏心軸蝶閥，包括內部具有圓柱狀空腔的閥體、圓形閥板、偏心軸、 板式彈簧或螺旋壓力彈簧，在閥體的一端內側壁上設置有圓錐形密封面的閥座，于閥座的內側、在閥體的內 壁上設置有止擋；偏心軸穿過閥體內的圓柱狀空腔；閥板置于閥體內，在閥板的一側設置有軸座，軸座與偏心軸間可轉動連接；在偏心軸上固接有用于驅動閥板的鋼性驅動臂；板式彈簧一端固接于閥板上、另一端與驅動臂相抵接，或者板式彈簧一端固接于偏心軸上、另一端與閥板相抵接，或者板式彈簧一端固接于驅動臂上、另一端與閥板相抵接 或絞接。蝶閥處于關閉狀態(tài)，沿閥體軸線觀看，在空間位置分布上，所述偏心軸的幾何中心 線和閥體上的止擋分別位于的偏心軸動力中心線的左右兩側。蝶閥處于關閉狀態(tài)，沿閥體軸線觀看，在空間位置分布上，所述鋼性驅動臂用于驅 動閥板的驅動端位于偏心軸動力中心線和閥體上的止擋之間。所述圓錐形密封面的閥座是截面為三角形、梯形或異形的環(huán)狀凸臺，環(huán)狀凸臺徑 向固接于閥體內壁面上、或徑向突出于閥體的內壁面與閥體為一體式結構。偏心軸穿過閥體內的圓柱狀空腔；偏心軸的幾何中心線或動力中心線與閥體中心 線間的距離為閥體內空腔直徑的0-0. 2倍；最好為偏心軸沿閥體徑向垂直穿過閥體；偏心 軸的幾何中心線與閥體中心線相交、或偏心軸的動力中心線與閥體中心線相交；閥體中心 線與閥板中心線共線。所述板式彈簧為板式壓力彈簧，一端固接于偏心軸上，另一端抵接于閥板上；或所述板式彈簧為板式壓力彈簧或螺旋壓力彈簧，一端固接于閥板上，另一端抵 接于驅動臂上；或所述板式彈簧為"U"字形板式拉力彈簧，一端固接于閥板上，另一端的內側面 抵接于驅動臂上；或所述板式彈簧為板式壓力彈簧，其一端固接于閥板驅動臂遠離偏心軸的一端， 其另一端設有拉桿或拉鏈；拉桿或拉鏈一端連接于閥板上，另一端與板式壓力彈簧連接，以 實現(xiàn)板式彈簧與閥板間的絞接。所述板式彈簧為1層或1層以上條形板呈階梯狀排布而成，或者為“V”字形彈簧 板，或者為“、>>s_^，，形彈簧板，或者為“ ，，形彈簧板，或者為“U”字形彈簧板，或者為梯 形彈簧板，或者為一端向另一端面積或截面積逐漸增加的異形彈簧板。于所述圓形閥板的圓盤狀的圓周外邊緣上設置有環(huán)狀密封圈，或于閥座的圓錐形 密封面上設置有環(huán)狀密封圈；其可為彈性橡膠密封圈、氟塑料密封圈、橡膠與塑料復合的密 封圈或金屬密封圈。所述偏心軸的作用是使軸的動力中心線A與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線B平 行(不重合)，使軸桿與軸座接觸處形成偏心軸結構；所述偏心軸為二端圓柱體直徑小于中部圓柱體直徑，中部圓柱體的幾何中心線A 與軸兩端形成的動力中心線B平行(不重合)，形成的三段式偏心軸結構；或在軸桿上固結 偏心體所形成的偏心軸結構；或在軸桿上套設有、開設偏心孔的軸套所形成使軸的動力中 心線與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線平行(不重合)，使軸桿與軸座接觸處形成偏心軸 結構；或是軸桿兩端直徑大于軸桿與軸座轉動連接處的直徑，軸桿兩端形成的動力中心線 與軸桿與軸座接觸處的幾何中心線平行(不重合)，使軸桿與軸座接觸處形成偏心軸結構； 或在軸桿兩端套裝偏心環(huán)狀軸套，使軸的動力中心線與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線平 行(不重合)，使軸桿與軸座接觸處形成偏心軸結構；所述鋼性驅動臂和板式彈簧為一體式結構，共同作為閥板限位機構，它們是由 1-10片彈簧板折成形而成，一側作為彈簧板使用，其頂部抵接于閥板上；另一側 作為鋼性驅動臂使用；兩側的彈簧板通過增加其面積或橫截面面積、或增加背板、或將2片或2片以上的彈簧板固接為一體，使其鋼性增強。本實用新型具有如下優(yōu)點和積極效果其一；開關速度快，時間小于1秒。開關閥門在90度轉角內，閥板和密封副不與閥 座接觸，因此本實用新型可實現(xiàn)快速關閉，時間可小于1秒。其二 ；壽命長，蝶閥在90度的開關過程中，裝在閥板上的密封環(huán)與閥座無摩擦接 觸，密封環(huán)磨損后能自動補償。本實用新型從關閉到零泄漏需要偏心軸再繼續(xù)旋轉25度左 右，使用氣動執(zhí)行器驅動大約需要1秒鐘關閉時的線速度低有利于提高閥門的有效壽命， 這就是本實用新型能高速關閉閥門而不損壞密封副的根本原因。其三；開關需要的扭矩小，在相同工況的條件下，其執(zhí)行器的扭矩是三偏心蝶閥的 1/20到1/30。本實用新型因利用了偏心軸的凸輪效應和杠桿原理，因此本實用新型需要的 驅動力矩是三偏心金屬硬密封蝶閥20到30分之一，還可以更小。本實用新型具有補償能 力，當密封副磨損關閉角會自動增大，最大可達40度。初裝時密封角為負10度到正15度。 開閥時儲存在彈簧中的彈力有助于減小執(zhí)行器的驅動力其四；如單偏心或雙偏心蝶閥一樣，設計和機械加工簡單容易，體積小重量輕，造 價低廉。蝶閥的閥座，閥板與密封副均為正圓，設計，機械加工容易。本實用新型可減小蝶 閥的體積和重量，提高蝶閥的使用壽命和可靠性。其五；適用范圍廣，可用于高壓，低壓和真空，高溫和低溫等工況和環(huán)境。其六；可采用軟密封或金屬硬密封。

圖Ia為本實用新型實施例1的結構示意圖；圖Ib為圖Ia的A-A剖視圖；圖加為本實用新型實施例2的結構示意圖；圖2b為圖^iWB-B剖視圖；圖3a為本實用新型實施例3的結構示意圖；圖北為圖3a的C-C剖視圖；圖3c為實施例3閥板開啟狀態(tài)示意圖；圖3d為實施例3閥板關閉狀態(tài)示意圖；圖4a為本實用新型實施例4的結構示意圖；圖4b為圖^WD-D剖視圖；圖5a為本實用新型實施例5的結構示意圖；圖恥為圖剖視圖；圖5c為實施例5閥板開啟狀態(tài)示意圖；圖5d為實施例5閥板關閉狀態(tài)示意圖；圖6a為本實用新型實施例6的結構示意圖；圖6b為圖6a的F-F剖視圖；圖7a為本實用新型實施例7的結構示意圖；圖7b為圖7a的G-G剖視圖；圖8a為本實用新型實施例8的結構示意圖；[0060圖8b為圖8a的H-H剖視圖；[0061圖9a為本實用新型實施例9的結構示意圖；[0062圖9b為圖9a的I-I剖視圖；[0063圖IOa為本實用新型實施例10的結構示意圖；[0064圖IOb為圖IOa的J-J剖視圖；[0065圖Ila為本實用新型實施例11的結構示意圖；[0066圖lib為圖Ila的K-K剖視圖。[0067圖12a為本實用新型實施例12的偏心軸結構示意圖；[0068圖12b為圖12a的L-L剖視圖之一；[0069圖12c為圖12a的L-L剖視圖之二；[0070圖13a為本實用新型實施例13的偏心軸結構示意圖；[0071圖13b為圖13a的俯視圖之一；[0072圖13c為圖13a的俯視圖之二；[0073圖14a為本實用新型實施例14的偏心軸結構示意圖；[0074圖14b為圖14a的俯視圖之一；[0075圖15a為本實用新型實施例14的偏心軸結構示意圖；[0076圖15b為圖15a的俯視圖之一；[0077圖16a為本實用新型實施例16的偏心軸結構示意圖；[0078圖16b為圖16a的M-M剖視圖之一；[0079圖16c為圖16a的M-M剖視圖之二；[0080圖17a為本實用新型實施例17的偏心軸結構示意圖；[0081圖17b為圖17a的N-N剖視圖之一；[0082圖17c為圖17a的N-N剖視圖之二；[0083圖18a為本實用新型實施例18的偏心軸結構示意圖；[0084圖18b為圖18a的0-0剖視圖之一；[0085圖19a為本實用新型實施例19的偏心軸結構示意圖；[0086圖19b為圖19a的P-P剖視圖之一；[0087圖20a為本實用新型實施例20的偏心軸結構示意圖；[0088圖20b為圖20a的Q-Q剖視圖；[0089圖20c為圖20a的R-R剖視圖。[0090圖中為閥板，2為軸座，3為偏心軸，4為閥體，5為止擋，6為驅動臂力為銷釘，8為彈簧板，9為環(huán)狀密封圈，10為閥座，11為密封圈壓環(huán)，12為定位環(huán)，13為螺釘，14為軸 桿，15為開設偏心孔的軸套，A為幾何中心，B為動力中心。
具體實施方式
為了解決目前大口徑閥門普遍存在的開關速度慢。開關閥門需要的扭力大。蝶閥 在開關時，密封副在0-15度范圍內存在的機械摩擦問題。蝶閥密封副磨損后無補償或補償 不足影響閥門壽命。三偏心蝶閥的斜截堆形閥座和斜截堆形類似橢圓形閥板的設計加工難 度大的問題。[0092]本實用新型提供一種新型蝶閥。這種蝶閥具有設計簡單，機械加工容易，裝配調試 簡單，開關閥門需要的力矩小，閥門的重量輕，機械壽命長，同時又適用于高溫高壓等各種 工況。本閥門在關閉過程中分兩個階段完成。開關閥門在90度轉角內，閥板密封面不與閥 座接觸。完全關閉時，向截止閥一樣加壓密封。本實用新型利用了偏心軸的幾何中心繞動力中心轉動的特點，利用在小轉角時的 類似凸輪效應和杠軸原理。蝶閥軸改用偏心軸，采用了驅動臂和板式限位彈簧。與閥軸緊 固在一起的閥板改為動配合，由板式彈簧的彈力通過緊固在偏心軸上的驅動臂鎖定。本實 用新型采用雙偏心結構，其閥體與閥座為一體結構，閥座的密封面為圓錐形面。偏心軸有兩 個中心，一個幾何中心A，一個動力中心B。在設計時有二種偏心結構可以實現(xiàn)本實用新型， 第一種是將蝶閥偏心軸的幾何中心偏離密封面中心線，形成第一個偏心，將動力中心偏離 管路中心，形成第二個偏心，偏心距等于偏心軸的偏心量，第二種是，將蝶閥軸的動力中心 偏離密封面中心線，形成第一個偏心，將幾何中心偏離管路中心，形成第二個偏心，偏心距 等于偏心軸的偏心量。采用彈簧板彈簧，強力彈簧板彈簧，保證偏心軸與閥板的牢固結合，提高閥門的可靠性。蝶閥在關閉時，回轉89度的范圍內密封環(huán)不與閥座接觸。利用偏心軸小轉角時的 類似凸輪效應和杠桿原理，極大減小蝶閥的驅動力，從關閉到零泄露偏心軸克服彈簧的彈 力再繼續(xù)旋轉25度角，這大大降低密封環(huán)與閥座壓合時的線速度，有效提高閥門的壽命。為了增加板式彈簧的使用壽命，使彈簧力的傳導方向上變形量相等、力的傳導方 向上各處所承受的力距相同，因此設計時，彈簧固定端的面積和/或截面積向彈簧傳動端 (指相對于彈簧固定端的另一端)逐漸縮小。實施例1如圖Ia和Ib所示，本實用新型按雙偏心蝶閥的原理和結構設計；本實用新型由圓桶狀閥體4、圓形閥板1、偏心軸3、鋼性驅動臂6、V字形板式壓力 彈簧等主要部件構成。其中閥體4仍采用普通的雙偏心蝶閥的閥體結構，上、下兩端分別設有軸孔，孔內 安裝滑動軸承套及軸密封裝置，兩端軸孔偏離閥體徑向中心的右側5mm ；在圓桶狀閥體4的 一端內側壁上設置有截面為三角形環(huán)狀凸臺，形成一與閥體4為一體的圓錐形密封面的閥 座10，在閥體4的內側壁上、于閥座10內側設置有一個止擋5，止擋位于閥體右側內壁上， 用于閥板轉動定位；偏心軸3采用圓形金屬棒兩端偏心加工，制成偏心軸，其為二端圓柱體直徑小于 中部圓柱體直徑的三段式偏心軸結構；偏心軸的幾何中心與動力中心距為5mm ；偏心軸3沿 閥體4經(jīng)軸承套及軸密封裝置徑向垂直穿過閥體4，在軸密封裝置外側設置有壓蓋；偏心軸 3的幾何中心線與閥體中心線相交(即閥體軸線)；即偏心軸的幾何中心位于閥體中心，并 偏離密封面中心。偏心軸的動力中心再向右側偏離管路中心，偏心量就是偏心軸的動力中 心與幾何中心的中心距。閥板1置于閥體內，閥體中心線與閥板中心線(即閥板軸線)共線，鑄造的圓形 金屬閥板的一側面上設有上、下兩個加強肋，其中心對稱，兩個加強肋向遠離閥板的外側沿 伸，沿伸部位設有軸孔(軸孔內可安裝滑動軸承套，也可不安裝)，形成上、下兩個對稱的軸座，偏心軸3穿置于軸座內，在兩個對稱的軸座間設有套置于偏心軸3上的定位環(huán)12，定位 環(huán)12用銷釘或定位螺釘13固定于偏心軸3上，軸座與偏心軸3間為可轉動連接；閥板1的圓盤狀的圓周外邊緣上設置有環(huán)狀密封圈，其為金屬密封圈；根據(jù)需要軸座與閥板可以制作成一體，可以焊接，也可以用螺栓緊固。當制作大口 徑蝶閥時，兩個軸座底部的加強肋可加長，用以加強閥板，閥板與軸座的強度。鋼性驅動臂6固接于偏心軸3上；蝶閥處于關閉狀態(tài)，沿閥體軸線觀看，于空間位 置分布上，所述偏心軸的幾何中心線和閥體4上的止擋5分別位于偏心軸動力中心線的左 右兩側；于空間位置分布上，所述鋼性驅動臂6用于驅動閥板的驅動端位于偏心軸動力中 心線和閥體4上的止擋5之間(圖中其驅動端處于偏心軸的右側)；在鋼性驅動臂6上遠 離驅動端(用于驅動閥板的驅動端)的一側設有凸臺(圖中其處于偏心軸的左側)；V字形板式壓力彈簧置于偏心軸的左側，V字形板式壓力彈簧的上部和頂部一端 固定于閥板上，形成V字形口向右(向內)的狀態(tài)，V字形板式壓力彈簧的頂部另一端向下 可與驅動臂凸臺的相抵接(此處的V字形板式壓力彈簧也可采用螺旋壓力彈簧替代，所述 螺旋壓力彈簧最好為漸開式螺旋壓力彈簧)。組裝過程，控制閥板與止擋剛剛貼接時，閥板的環(huán)狀密封圈與閥座處于無接觸狀 態(tài)，此時偏心軸的偏心角(所述偏心角是指偏心軸的幾何中心與動力中心的連線與閥體徑 向間的夾角)為負10度(從圖Ia中看向下逆時針偏10度)為好，閥板關閉到密封態(tài)時， 偏心軸的偏心角為正15度，實際角度由力矩的大小和有無泄漏來確定。偏心軸與閥板之間 為動配合。彈簧的預應力(門限力)取得越大閥門的穩(wěn)定性越好。并能防止蝶閥在完全開啟 時，由流體紊流造成閥板的喘動。應用時，蝶閥從完全開啟到關閉閥軸需要旋轉88度，從關閉到零泄漏閥軸要克服 彈簧的門限力，還要再轉10到60度。從完全開啟到零泄漏，閥軸需要轉100到150度左右， 根據(jù)設計的需要而不同。完全相反，蝶閥在開啟時，在偏心軸驅動力和彈簧力的聯(lián)合力的驅 動下，通過偏心軸在小角度下的凸輪效應先將閥板從閥座上拉起，密封副與閥座脫離接觸， 到驅動臂的外端與閥板接合后，在驅動力的單獨作用下將閥門完全打開。閥板的幾何中心(即閥門軸的幾何中心)位于閥體的中心線上，且與閥板密封截 面形成一個a尺寸偏差，偏心軸的偏轉中心與回轉中心形成一個b尺寸偏差(b偏心量)。 由于閥板與閥體間采用無接觸設計，閥板兩邊所受的壓力相等，關閉閥門時只要克服閥門 的旋轉摩擦力，所以關閉閥門需要非常小的力矩。閥板可以圍繞偏心軸的旋轉中心回轉。類似拐把形驅動臂和“V”壓力彈簧組成的彈力復位機構，用以限制閥板在偏心軸 的旋轉中心回轉和復位。偏心軸的轉矩超過設定值時偏心軸會相對閥板回轉一小角度，當 閥板轉動到閥板平面與閥體平面接近平行時，閥板的轉動被止擋片阻擋，偏心軸在執(zhí)行器 驅動力的推動下會克服彈簧的阻力繼續(xù)回轉一小角度，此時偏心軸會將旋轉力通過軸的偏 心量變?yōu)榇怪庇陂y板平面的推動力，推動閥板壓向閥體密封面，移動以達到完全密封狀態(tài) (關閉狀態(tài))。開啟閥門時彈簧的彈力幫助偏心軸將閥板拉離閥體。實施例2如圖加和2b所示，本實用新型按單偏心原理和結構設計；與實施例1不同之處在于，[0115]其中閥體4仍采用普通的單偏心蝶閥的閥體結構，上、下兩端分別設有軸孔，孔內 安裝滑動軸承套及軸密封裝置，兩端軸孔位于閥體徑向中心線上；在圓桶狀閥體4的一端 內側壁上設置有截面為梯形環(huán)狀凸臺，形成一與閥體4為一體的圓錐形密封面的閥座10， 在閥體4的內側壁上、于閥座10內側設置有一個止擋5，止擋位于閥體右側內壁上，用于閥 板轉動定位；偏心軸采用圓形金屬棒，金屬棒的兩端按偏心加工，使金屬棒的中心部位形成偏 心，其兩端通過軸承和軸封與閥體相連接。閥板仍采用普通單偏心閥板；閥板1置于閥體 內，閥體中心線與閥板中心線(即閥板軸線)共線，圓形金屬閥板的一側面上設有上、下兩 個加強肋，其中心對稱，兩個加強肋向遠離閥板的外側沿伸，沿伸部位設有軸孔，形成上、下 兩個對稱的軸座，偏心軸3穿置于軸座2內，軸座2與偏心軸3間為可轉動連接，軸孔位置 偏離閥板中心，軸孔與偏心軸的偏心部分連接；偏心軸3的動力中心線與閥體中心線相交(即閥體軸線)；鋼性驅動臂6和板式彈簧8為一體式結構，作為閥板限位機構，它們是由2片(可 為1-10片)板式彈簧折成“、^/，，形(可以根據(jù)受力需要折成不同形狀，以改變彈簧的 彈性模量)而構成，一側直接作為板式彈簧使用，其頂部抵接于閥板上；另一側將2片或2 片以上的彈簧板固接為一體、并于彈簧板下方增設鋼性加強板(采用螺釘或鉚釘或焊接緊 固)，使其鋼性增強，作為鋼性驅動臂使用；板式彈簧可以根據(jù)需要在彈簧長度方向的不同部位改變形狀(梯形彈簧板)和截 面(縱向截面是梯形彈簧板)以達到改變彈簧的彈性模量，可以像汽車減震彈簧一樣錯位 排列(條形板式彈簧呈階梯狀排布而成)。α ^v^，，形開口朝向閥板，“ ，，形的底部通過螺釘或固定銷釘緊固接于偏 心軸3上，偏心軸與閥板通過彈簧的彈力和驅動臂壓合在一起；蝶閥處于關閉狀態(tài)，沿閥體軸線觀看，于空間位置分布上，所述偏心軸的幾何中心 線和閥體4上的止擋5分別位于的偏心軸動力中心線的左右兩側；于空間位置分布上，所述 鋼性驅動臂6位于的偏心軸動力中心線和閥體4上的止擋5之間；組裝過程，控制閥板與止擋剛剛貼接時，閥板的環(huán)狀密封圈與閥座處于無接觸狀 態(tài)，此時偏心軸的偏心角(所述偏心角是指偏心軸的幾何中心與動力中心的連線與閥體徑 向間的夾角)為負5到負10度(從圖加中看向下逆時針偏5度)為好，閥板關閉到密封 態(tài)時，偏心軸的偏心角為正15到正20度，實際角度由力矩的大小和有無泄漏來確定。偏心 軸與閥板肋軸孔之間為動配合。實施例3如圖3a、3b、3c和3d所示，本實用新型按單偏心原理和結構設計；與實施例1不同之處在于，所述圓形閥板1的圓盤狀的圓周外邊緣上設置有環(huán)狀密封圈，其為彈性橡膠密封 圈；其中閥體4仍采用普通的單偏心蝶閥的閥體結構，上、下兩端分別設有軸孔，孔內 安裝滑動軸承套及軸密封裝置，兩端軸孔位于閥體徑向中心線上；在圓桶狀閥體4的一端 內側壁上設置有截面為梯形環(huán)狀凸臺，形成一與閥體4為一體的圓錐形密封面的閥座10， 在閥體4的內側壁上、于閥座10內側設置有一個止擋5，止擋位于閥體右側內壁上，用于閥12板轉動定位；閥板仍采用普通單偏心閥板；閥板1置于閥體內，閥體中心線與閥板中心線(即閥 板軸線)共線，鑄造的圓形金屬閥板的一側面上設有上、下兩個加強肋，其中心對稱，兩個 加強肋向遠離閥板的外側沿伸，沿伸部位設有軸孔，軸孔內安裝滑動軸承套，形成上、下兩 個對稱的軸座，偏心軸3穿置于軸座內，軸座與偏心軸3間為可轉動連接，軸孔位置偏離閥 板中心，軸孔與偏心軸的偏心部分連接；偏心軸3的動力中心線與閥體中心線相交(即閥體軸線)。實施例4如圖4a、4b所示，本實用新型按單偏心原理和結構設計；與實施例3不同之處在于，所述板式彈簧為“ ，，形彈簧板，板式彈簧置于偏心軸的左側，板式彈簧的上部固定于閥板上，板式彈簧的下部與 驅動臂凸臺的相抵接。實施例5如圖fe、5b、5c和5d所示，本實用新型按單偏心原理和結構設計；與實施例2不同之處在于，鋼性驅動臂6和板式彈簧為一體式結構，作為閥板限位機構，它們是由2片(可為 1-10片)板式彈簧折成“^/，，形(可以根據(jù)受力需要折成不同形狀，以改變彈簧的彈性 模量)而構成，一側直接作為板式彈簧使用，其頂部抵接于閥板上；另一側通過增大彈簧板 的面積或截面積使其鋼性增強，作為鋼性驅動臂使用。實施例6如圖6a、6b所示，本實用新型按單偏心原理和結構設計；與實施例2不同之處在于，鋼性驅動臂6為中空的環(huán)狀板式結構，鋼性驅動臂6固接于偏心軸3上；蝶閥處于關閉狀態(tài)，沿閥體軸線觀看，于空間位置分布上，所述偏心軸的幾何中心 線和閥體4上的止擋5分別位于的偏心軸動力中心線的左右兩側；于空間位置分布上，所述 鋼性驅動臂6用于驅動閥板轉動端位于的偏心軸動力中心線和閥體4上的止擋5之間(圖 中其處于偏心軸的右側)；所述板式彈簧為“入，，形彈簧板，其與鋼性驅動臂6同處于偏心軸的右側，其上 部固定于鋼性驅動臂6遠離偏心軸的一端(即驅動端)，其下部設有條狀孔條狀孔內穿套有 螺桿或螺栓；螺桿或螺栓的一端固接于閥板1上，另一端穿過條狀孔及鋼性驅動臂環(huán)狀板 式結構的中空部位與板式壓力彈簧間可滑動連接。實施例7如圖7a、7b所示，本實用新型按單偏心原理和結構設計；與實施例2不同之處在于，鋼性驅動臂6為”形板式結構，“ ”中部固接于偏心軸6上；蝶閥處于關閉狀態(tài)，沿閥體軸線觀看，于空間位置分布上，所述偏心軸的幾何中心 線和閥體4上的止擋5分別位于的偏心軸動力中心線的左右兩側；于空間位置分布上，所述 鋼性驅動臂6用于驅動閥板轉動端位于的偏心軸動力中心線和閥體4上的止擋5之間(圖中其右端處于偏心軸的右側)；所述板式彈簧為“U”字形彈簧板，其與鋼性驅動臂6用于驅動閥板轉動端同處于 偏心軸的右側；U字形壓力彈簧板的頂部一端固定于閥板上，形成U字形口向左(向內)的 狀態(tài)，U字形壓力彈簧板的頂部另一端向上可與驅動臂中部處的相抵接。實施例8如圖8a、8b所示，本實用新型按單偏心原理和結構設計；與實施例5不同之處在于，鋼性驅動臂6和板式彈簧為一體式結構，作為閥板限位機構，它們是由1片板式彈 簧折成“^^，，形(可以根據(jù)受力需要折成不同形狀，以改變彈簧的彈性模量)而構成，一 側直接作為板式彈簧使用，其頂部抵接于閥板上；另一側通過增大彈簧板的面積使其鋼性 增強，作為鋼性驅動臂使用。實施例9如圖9a、9b所示，與實施例8不同之處在于，鋼性驅動臂6和板式彈簧為一體式結構，作為閥板限位機構，鋼性驅動臂6為楔形平板，楔形平板的較厚一端設有一圓管，楔形平板通過圓管 套設于偏心軸上，平板的板面與偏心軸相垂直設置；在圓管上固接有一板式彈簧，板式彈簧與楔形平板分別位于圓管的左右兩側，板 式彈簧的另一端抵接于閥板上。實施例10如圖10a、IOb所示，與實施例8不同之處在于，鋼性驅動臂6和板式彈簧為一體式結構，作為閥板限位機構，板式彈簧的一端彎繞成圓管狀(板式彈簧可順時針彎曲、也可以逆時針彎曲)，板 式彈簧通過彎繞成的圓管套設于偏心軸上，，板式彈簧的另一端抵接于閥板上；鋼性驅動臂 6為楔形平板，其固接于板式彈簧的圓管上，其和板式彈簧的另一端分別位于圓管的左右兩 側；楔形平板的板面與偏心軸相垂直設置。實施例11如圖IlaUlb所示與實施例8不同之處在于，鋼性驅動臂6和板式彈簧為一體式結構，作為閥板限位機構，它們是由1片板式彈 簧折成“、^/，，形(可以根據(jù)受力需要折成不同形狀，以改變彈簧的彈性模量)而構成，一 側直接作為板式彈簧使用，其頂部抵接于閥板上；另一側通過增大彈簧板的截面積使其鋼 性增強，作為鋼性驅動臂使用。實施例12如圖12a、12b、12c所示與實施例1不同之處在于，偏心軸3采用圓形金屬棒的軸桿上中部套設有、開設偏心孔的軸套所形成的偏心 軸結構，圓形金屬棒穿過偏心孔后與軸套固接；圓形金屬棒的動力中心(與圓形金屬棒的 幾何中心重合)與軸桿與軸座接觸處的幾何中心不在同一直線上，使軸桿與軸座接觸處形 成偏心軸結構，構成偏心軸；偏心軸的幾何中心與動力中心距為5mm。所述軸套上的偏心孔的徑向截面為圓形或正方形。實施例13[0172]如圖13a、13b、13c所示與實施例1不同之處在于，偏心軸3采用方形或圓形金屬棒兩端偏心加工成圓形，制成偏心軸，其為二端圓 柱體直徑小于中部方形邊長的三段式偏心軸結構、或為二端圓柱體直徑小于中部圓柱體直 徑的三段式偏心軸結構；偏心軸的幾何中心與動力中心距為3mm。實施例14如圖14a、14b所示與實施例13不同之處在于，偏心軸3采用正六邊形金屬棒兩端偏心加工成圓形，制成偏心軸，其為二端圓柱 體直徑小于中部正六邊形內切圓直徑的三段式偏心軸結構；偏心軸的幾何中心與動力中心 距為6mmο實施例15如圖15a、15b所示與實施例13不同之處在于，偏心軸3采用正八邊形金屬棒兩端偏心加工成圓形，制成偏心軸，其為二端圓柱 體直徑小于中部正八邊形內切圓直徑的三段式偏心軸結構；偏心軸的幾何中心與動力中心 距為4mmο實施例16如圖16a、16b、16c所示與實施例1不同之處在于，偏心軸3采用圓形金屬棒的軸桿上與軸座接觸處套設有、開設偏心孔的軸套所形 成的偏心軸結構，圓形金屬棒穿過偏心孔后與二個軸套固接；圓形金屬棒的動力中心(與 圓形金屬棒的幾何中心重合)與軸桿與軸座接觸處的幾何中心不在同一直線上，使軸桿與 軸座接觸處形成偏心軸結構，構成偏心軸；偏心軸的幾何中心與動力中心距為5mm。所述軸套上的偏心孔的徑向截面為正方形或圓形。實施例17如圖17a、17b、17c所示與實施例16不同之處在于，所述軸套的徑向截面為正六邊形或四方形，軸套上的偏心孔的徑向截面和金屬棒 為正方形。實施例18如圖18a、18b所示與實施例1不同之處在于，偏心軸3采用圓形金屬棒的軸桿上兩端分別套設有、開設偏心孔的軸套所形成的 偏心軸結構，圓形金屬棒穿過偏心孔后與二個軸套固接；圓形金屬棒的動力中心(與圓形 金屬棒的幾何中心偏離)與軸桿與軸座接觸處的幾何中心不在同一直線上，使軸桿與軸座 接觸處形成偏心軸結構，構成偏心軸；偏心軸的幾何中心與動力中心距為5mm。所述軸套上的偏心孔的徑向截面為正方形。實施例19如圖19a、19b所示與實施例1不同之處在于，偏心軸3采用圓形金屬棒與軸座接觸處向內加工成縮徑，縮徑處的幾何中心與圓 形金屬棒的幾何中心相偏離、不在同一直線上，構成偏心軸。偏心軸的幾何中心與動力中心距為5mm。實施例20如圖20a、20b、20c所示與實施例18不同之處在于，[0197] 偏心軸3采用徑向截面為正六邊形的金屬棒兩端加工成圓形，在圓形的兩端上分 別套設有、開設偏心孔的軸套所形成的偏心軸結構，金屬棒穿過偏心孔后與二個軸套固接； 圓形金屬棒的動力中心(與圓形金屬棒的幾何中心偏離)與軸桿與軸座接觸處的幾何中心 不在同一直線上，使軸桿與軸座接觸處形成偏心軸結構，構成偏心軸；偏心軸的幾何中心與 動力中心距為5mm。
權利要求1.一種彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于包括內部具有圓柱狀空腔的閥體、圓形 閥板(1)、偏心軸(3)、板式彈簧(8)，在閥體⑷的一端內側壁上設置有圓錐形密封面的閥座(10)，于閥座(10)的內側、在 閥體的內壁上設置有止擋(5)；偏心軸(3)穿過閥體內的圓柱狀空腔；閥板(1)置于閥體內，在閥板的一側設置有軸座O)，軸座O)與偏心軸(3)間可轉動 連接；在偏心軸(3)上固接有用于驅動閥板(1)的鋼性驅動臂(6)；板式彈簧(8)的一端固 接于閥板(1)上、另一端與驅動臂(6)相抵接。
2.一種彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于包括內部具有圓柱狀空腔的閥體、圓形 閥板(1)、偏心軸(3)、板式彈簧(8)，在閥體⑷的一端內側壁上設置有圓錐形密封面的閥座(10)，于閥座(10)的內側、在 閥體的內壁上設置有止擋(5)；偏心軸(3)穿過閥體內的圓柱狀空腔；閥板(1)置于閥體內，在閥板的一側設置有軸座O)，軸座( 與偏心軸(3)間可轉動 連接；在偏心軸(3)上固接有用于驅動閥板(1)的鋼性驅動臂(6)；板式彈簧(8)的一端固接于偏心軸( 上、另一端與閥板(1)相抵接。
3.一種彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于包括內部具有圓柱狀空腔的閥體、圓形 閥板(1)、偏心軸(3)、板式彈簧(8)，在閥體⑷的一端內側壁上設置有圓錐形密封面的閥座(10)，于閥座(10)的內側、在 閥體的內壁上設置有止擋(5)；偏心軸(3)穿過閥體內的圓柱狀空腔；閥板(1)置于閥體內，在閥板的一側設置有軸座O)，軸座( 與偏心軸(3)間可轉動 連接；在偏心軸(3)上固接有用于驅動閥板(1)的鋼性驅動臂(6)；板式彈簧(8)的一端固接于驅動臂(6)上、另一端與閥板(1)相抵接或鉸接。
4.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于蝶閥處于關閉狀態(tài)，沿閥體軸線觀看，在空間位置分布上，所述偏心軸的幾何中心線和 閥體(4)上的止擋(5)分別位于的偏心軸動力中心線的左右兩側。
5.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于蝶閥處于關閉狀 態(tài)，沿閥體軸線觀看，在空間位置分布上，所述鋼性驅動臂(6)用于驅動閥板(1)的驅動端 位于偏心軸動力中心線和閥體(4)上的止擋(5)之間。
6.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述圓錐形密封面 的閥座(10)是截面為三角形或梯形的環(huán)狀凸臺，環(huán)狀凸臺徑向固接于閥體內壁面上、 或徑向突出于閥體的內壁面與閥體為一體式結構。
7.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于偏心軸⑶穿過閥體內的圓柱狀空腔；偏心軸(3)的幾何中心線或動力中心線與 閥體中心線間的距離為閥體內空腔直徑的0-0. 2倍。
8.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于偏心軸(3)沿閥體⑷徑向垂直穿過閥體⑷；偏心軸(3)的幾何中心線與閥體中心 線相交；閥體中心線與閥板中心線共線。
9.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于偏心軸(3)沿閥體⑷徑向垂直穿過閥體⑷；偏心軸(3)的動力中心線與閥體中心 線相交；閥體中心線與閥板中心線共線。
10.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述板式彈簧(8)為板式壓力彈簧，一端固接于偏心軸C3)上，另一端抵接于閥板(1)上。
11.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述板式彈簧(8)為板式壓力彈簧或螺旋壓力彈簧，一端固接于閥板(1)上，另一端抵 接于驅動臂(6)上。
12.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述板式彈簧(8)為"U"字形板式拉力彈簧，一端固接于閥板(1)上，另一端的內側 面抵接于驅動臂(6)上。
13.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述板式彈簧(8)為板式壓力彈簧，其一端固接于閥板驅動臂(6)遠離偏心軸(3)的 一端，其另一端設有拉桿或拉鏈；拉桿或拉鏈一端連接于閥板(1)上，另一端與板式壓力彈 簧連接，以實現(xiàn)板式彈簧與閥板(1)間的絞接。
14.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述板式彈簧(8)為1層或1層以上條形板呈階梯狀排布而成，或者為“V”字形彈簧 板，或者為“U”字形彈簧板，或者為梯形彈簧板，或者為一端向另一端面積或截面積逐漸增 加的彈簧板。
15.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述圓形閥板(1) 的圓盤狀的圓周外邊緣上設置有環(huán)狀密封圈(9)，其可為彈性橡膠密封圈、氟塑料密封圈、 橡膠與塑料復合的密封圈或金屬密封圈。
16.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述閥座(10)的 圓錐形密封面上徑向設置有環(huán)狀密封圈(9)，其可為彈性橡膠密封圈、氟塑料密封圈、橡膠 與塑料復合的密封圈或金屬密封圈。
17.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述偏心軸(3)的 作用是使軸的動力中心線A與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線B平行，使軸桿與軸座接觸 處形成偏心軸結構；所述偏心軸(3)為二端圓柱體直徑小于中部圓柱體直徑，中部圓柱體 的幾何中心線A與軸兩端形成的動力中心線B平行，形成的三段式偏心軸結構；所述鋼性驅 動臂(6)和板式彈簧⑶為一體式結構，共同作為閥板限位機構，它們是由1-10片彈簧板 折成，一側作為彈簧板使用，其頂部抵接于閥板上；另一側作為鋼性驅動臂使用。
18.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述偏心軸(3)的 作用是使軸的動力中心線A與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線B平行，使軸桿與軸座接觸 處形成偏心軸結構；所述偏心軸(3)為在軸桿上固結偏心體所形成的偏心軸結構；所述鋼 性驅動臂(6)和板式彈簧(8)為一體式結構，共同作為閥板限位機構，它們是由1-10片彈簧板折成，一側作為彈簧板使用，其頂部抵接于閥板上；另一側作為鋼性驅動臂使用。
19.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述偏心軸(3) 的作用是使軸的動力中心線A與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線B平行，使軸桿與軸座接 觸處形成偏心軸結構；所述偏心軸( 為在軸桿上套設有、開設偏心孔的軸套所形成使軸 的動力中心線與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線平行，使軸桿與軸座接觸處形成偏心軸結 構；所述鋼性驅動臂(6)和板式彈簧⑶為一體式結構，共同作為閥板限位機構，它們是由 1-10片彈簧板折成，一側作為彈簧板使用，其頂部抵接于閥板上；另一側作為鋼性驅動臂 使用。
20.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述偏心軸(3)的 作用是使軸的動力中心線A與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線B平行，使軸桿與軸座接觸 處形成偏心軸結構；所述偏心軸C3)是軸桿兩端直徑大于軸桿與軸座轉動連接處的直徑， 軸桿兩端形成的動力中心線與軸桿與軸座接觸處的幾何中心線平行，使軸桿與軸座接觸處 形成偏心軸結構；所述鋼性驅動臂(6)和板式彈簧(8)為一體式結構，共同作為閥板限位機 構，它們是由1-10片彈簧板折成，一側作為彈簧板使用，其頂部抵接于閥板上；另一側作為 鋼性驅動臂使用。
21.按照權利要求1、2或3所述彈力限位偏心軸蝶閥，其特征在于所述偏心軸(3)的 作用是使軸的動力中心線A與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線B平行，使軸桿與軸座接觸 處形成偏心軸結構；所述偏心軸(3)為在軸桿兩端套裝偏心環(huán)狀軸套，使軸的動力中心線 與軸桿和軸座接觸處的幾何中心線平行，使軸桿與軸座接觸處形成偏心軸結構；所述鋼性 驅動臂(6)和板式彈簧⑶為一體式結構，共同作為閥板限位機構，它們是由1-10片彈簧 板折成，一側作為彈簧板使用，其頂部抵接于閥板上；另一側作為鋼性驅動臂使用。
專利摘要本實用新型涉及蝶閥，是一種彈力限位偏心軸蝶閥，包括內部具有圓柱狀空腔的閥體、圓形閥板、偏心軸、板式彈簧，在閥體的一端內側壁上設置有圓錐形密封面的閥座，于閥座的內側、在閥體的內壁上設置有止擋；偏心軸穿過閥體內的圓柱狀空腔；閥板置于閥體內，在閥板的一側設置有軸座，軸座與偏心軸間可轉動連接；在偏心軸上固接有用于驅動閥板的鋼性驅動臂；板式彈簧一端固接于閥板、偏心軸或驅動臂上，另一端與驅動臂或閥板相抵接或固接。利用偏心軸小轉角時的類似凸輪效應和杠桿原理，極大減小蝶閥的驅動力，同時大大降低密封環(huán)與閥座壓合時的線速度，有效提高閥門的壽命。
文檔編號F16K1/226GK201836403SQ20102014079
公開日2011年5月18日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權日2009年5月22日
發(fā)明者吳迪 申請人:吳樹源