用于三偏心蝶阀的金属密封系统技术方案

本发明专利技术的主要目的是提供一种用于三偏心蝶阀(30)的金属密封系统(6)，包括：动态金属密封件(21)，其包括由外部涂层包围的金属芯；外表面呈倾斜锥形的金属壳(15)，其包括第一壳体，动态金属密封件(21)安装在第一壳体内；金属盖(29)，其固定到金属壳(15)以允许通过金属壳(15)与金属盖(29)的上表面或下表面的齐平装配来闭合，金属壳包括第二壳体，金属盖装配在第二壳体中，动态金属密封件(21)位于金属盖(29)和限定第一壳体的金属壳(15)的表面之间。(29)和限定第一壳体的金属壳(15)的表面之间。(29)和限定第一壳体的金属壳(15)的表面之间。

【技术实现步骤摘要】
用于三偏心蝶阀的金属密封系统


[0001]本专利技术涉及用于三偏心蝶阀的密封系统的领域，更具体地涉及提供“连续式(in
‑
line)”密封的阀主密封系统，即当阀闭合时围绕盘周边的密封。

技术介绍

[0002]美国专利US 9273789B2公开了一种三偏心蝶阀的典型布置。第一偏心包括杆沿着管道的轴线相对于盘表面的偏移。该相同的杆也相对于管道的轴线侧向偏移以获得第二偏心。最后，密封件的支承表面呈锥形，具有一定的倾斜角度，从而形成第三偏心。
[0003]这种布置对于本领域的专家来说是众所周知的，并且当阀闭合时，可以同时使主密封件的锥形表面的所有点与主体的锥形密封表面接触，以下称之为“座”。因此，这种布置对用户而言是有用的，因为在闭合之前他或她必须几乎不对盘施加任何扭矩。用户只需在进行接触后施加扭矩以迫使密封件和座之间紧密接触。
[0004]此外，在该美国专利US 9273789B2中，密封件安装在盘上(可移动的)，而座安装在阀体上(固定的)。然后密封件具有“凸”锥形形状，而座具有“凹”锥形形状。然而，可以将密封件安装在固定部分中——其然后将具有凹锥形形状——并且座可以位于盘上，其然后将具有凸锥形形状。
[0005]然而，制造和开发的限制对于阀制造商来说是非常现实的。如果要使布置发挥最佳功能，密封件和座的锥形表面必须完美配合。这特别包括三个方面：1)密封件必须具有侧向自由度以便处于正确的位置——这种类型的结构施加的最佳运动学受到组件的不同制造公差的干扰，因此允许系统自调整是很重要的；2)锥形部件的几何形状必须尽可能精确；3)锥形部件的几何形状不得随时间而变形，例如在温度升高期间。
[0006]尽管如此，“完美配合”的概念仍然难以应用，并且本领域的专家很少使用。凸锥形部件和凹锥形部件不能严格地在拓扑上相同。如果凸锥体非常略微地小于凹锥体，则在闭合结束时，两个表面之间或多或少会有开口的扩展区域，并且密封功能实际上会非常恶化。
[0007]本领域的专家针对这个问题的反应将在于两个锥面的容差方法。他或她会产生一些干涉，特别是在凸锥体穿入到凹锥体中，反之亦然，以确保不存在开口区域。这是有效的，但是会丢失凸锥形表面的所有点在凹锥形表面上的同时接触。运动学研究表明，首先在最靠近阀操作轴线的区域进行接触，即在闭合结束前的几度处；然后其会逐渐扩散到离所述阀操作轴线最远的区域。因此，在闭合最后度数的期间会有少量的扭矩。
[0008]因此，可以理解的是，可能最终将不得不使用非常刚性的锥形接头，这些接头因此不太有利于表面对表面的适应，而该表面对表面的适应将有利于密封，有利于降低操作扭矩的最终微小获益。
[0009]锥形密封件的刚性可以通过用片层状密封件代替单件式金属锥形密封件来降低，该片层状密封件由石墨和金属条的堆叠组成，例如在上述美国专利US 9273789B2的图4中可见。然而，灵活性方面的最终获益仍然很小。还应该注意的是，这种类型的构造可能是不适用的，特别是在石墨不兼容的应用中。随着时间的推移，石墨部件的磨损也是一个问题，
因为石墨非常易碎，因此很可能在使用中被侵蚀。
[0010]在三偏心蝶阀的
之外，可以看出使用不同的金属密封解决方案是惯例的。例如，法国专利申请FR 2615580A1提出了一种用于双偏心蝶阀的有趣的解决方案。提醒一下，在这种构造中，密封表面的形状是锥形或放射状，但在任何情况下都没有倾斜(参考专利US 9273789B2，这意味着不再有上述的倾斜角度)。密封是通过具有弹簧芯的金属C形环的原理进行的：这是一种具有弹簧芯的金属C形环的特殊设计，例如由法国Technetics Group公司销售的密封件，其基本原理在法国专利申请FR 2151186A1中有明确描述。密封件包括两个圆环(torus)：动态圆环，盘在每次闭合时将对其进行压缩，以及静态圆环，其在管道内部和外部环境之间形成密封。密封膜实现两个圆环之间的连接。该膜实际上是两个圆环的密封涂层的连续。该解决方案对于密封压力高达70bar的双偏心蝶阀具有良好的性能。
[0011]因此，可以合理地质询这一概念对三偏心蝶阀的应用。然后会遇到几何困难。在双偏心配置中，圆环的接触面位于垂直于管道轴线的平面内。在这个平面中，接触面呈圆形：通过锥体或另一回转表面与正交于该锥体或另一回转表面的轴线的平面相交而得到一个圆。因此，以同样的方式，密封件的一般形状为圆形。在三偏心蝶阀上，密封件的接触面以完全相同的方式位于垂直于管道轴线的平面上。另一方面，锥形接触面的轴线相对于管道的轴线倾斜。因此，锥体和平面的相交处是椭圆形。因此，法国专利申请FR 2615580A1中提出的双密封件应具有一般地椭圆形形状。这引入了显著的复杂性。在制造方面，形成密封件的所有板都必须通过椭圆形冲压工具进行变形，这些工具成本高且需要复杂的加工。另一种替代方案可以是最初制造圆形密封件，然后将其变形为椭圆形形状。这在实践中是不可行的，因为密封膜实际上为组件提供了非常高的轴对称刚度，防止密封件的结构的总体变形。
[0012]欧洲专利申请EP 2228572A1公开了一种不同的金属密封解决方案。在此申请中，密封件支撑件压缩安装在盘上的辅助密封件。该密封件支撑件包括壳体，该壳体将容纳密封件，例如金属O形环或甚至C形环。然而，该申请EP 2228572A1没有公开如何使用这样的密封件在密封件与座之间以及在密封件与其支撑件之间同时形成正确的密封。所提出的C形形状不能确保此双重密封功能。C形金属密封件应在密封件支撑件和盖之间轴向压缩，然后在径向方向上呈椭圆形，并围绕圆周具有不确定的规律性(取决于局部公差)。因此，没有公开对密封件/座的干涉的控制。然而，本领域的专家知道，这是此类应用的可靠性的主要原理之一(控制阀操作扭矩、优化摩擦阻力、优化泄漏率等)。此外，在该申请EP 2228572A1中，装配在密封支撑壳体中的密封件被限制在密封件支撑件和夹持环之间。这种类型的构造在处理和组装方面带来了许多困难，特别是对于密封件的正确定位，以便其能够最佳地执行其功能。这种构造使包括更换密封件在内的维护操作变得复杂。
[0013]此外，在国际申请WO 98/04376A2中已经公开了一种在座上具有弹性体O形环密封件的系统。考虑到弹性体的天然柔性，干涉控制考虑不那么重要。另一方面，这个概念在金属密封件上的使用并不明显。出现了如何限定凹槽和密封件的问题，以便在座的整个接触面上获得理想的干涉，并限制由于壳/密封组件刚度过大而导致盘被卡住的风险。通常，在此应用中如果在没有进一步考虑的情况下用金属O形环来替换弹性体O形环，则可能会因为组件过于刚硬而导致阀的堵塞。
[0014]因此，需要公开一种用于金属密封件的解决方案，相比用于三偏心蝶阀的常规密
封解决方案提供了更好的性能，并且易于适应接触面的椭圆形性质。该解决方案应该能够优化密封参数、使用寿命和操作扭矩。

技术实现思路

[0015]本专利技术的目的是至少部分地弥补上述需要和根据现有技术的实施例中的缺点。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于三偏心蝶阀(30)的金属密封系统(6)，包括：动态金属密封件(21)，所述动态金属密封件(21)包括由外部涂层(27)包围的金属芯(26)，具有倾斜锥形外表面(18)的金属壳(15)，所述金属壳(15)包括第一壳体(19)，所述动态金属密封件(21)安装在所述第一壳体内，金属盖(29)，所述金属盖(29)附接到所述金属壳(15)以允许通过所述金属壳(15)与所述金属盖(29)的上表面或下表面的齐平装配来闭合，所述金属壳包括第二壳体(39)，所述金属盖(29)装配到所述第二壳体中，所述动态金属密封件(21)位于所述金属盖(29)和限定所述第一壳体(19)的所述金属壳(15)的表面之间。2.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，所述金属芯(26)由弹簧构成，特别是具有相邻线匝的圈状弹簧，所述圈状弹簧自身是闭合的并且在静止状态时具有环形形状。3.根据权利要求2所述的密封系统，其特征在于，所述金属芯(26)插入其中的所述外部涂层(27)具有环形表面的形状，所述环形表面产生的圆在静止状态时不会自身闭合。4.根据前述权利要求中任一项所述的密封系统，其特征在于，所述金属壳(15)的所述第一壳体(19)包括侧向支承表面(20)，所述动态金属密封件(21)定位成与所述侧向支承表面接触，所述侧向支承表面(20)具有非圆形形状，特别地构造成获得围绕所述密封系统(6)的周边的可变干涉。5.根据权利要求4所述的密封系统，其特征在于，所述侧向支承表面(20)的形状为椭圆形。6.根据权利要求5所述的密封系统，其特征在于，所述动态金属密封件...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伦，
申请(专利权)人：泰内帝集团法国公司，
类型：发明
国别省市：