一种耐低温的蝶阀阀体及其生产工艺的制作方法

文档序号:27794191发布日期:2021-12-04 11:12阅读:163来源:国知局

1.本发明涉及阀门制造技术领域,具体涉及一种耐低温的蝶阀阀体及其生产工艺。


背景技术:

2.蝶阀又叫翻板阀,是一种结构简单的调节阀,关闭件(阀瓣或蝶板)为圆盘,围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀,蝶阀具有结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省,安装尺寸小,开关迅速、90
°
往复回转,驱动力矩小等特点,用于截断、接通、调节管路中的介质,具有良好的流体控制特性和关闭密封性能,为了满足高低温度、强冲蚀、长寿命等工业应用的使用要求,金属密封蝶阀得到了很大的发展;
3.申请号201610038554x的发明专利公开了一种硬密封低温蝶阀及其密封方法,采用新型弹性密封圈,该密封圈由一大一小c型密封圈组成,由金属经特殊工艺辊压而成,拥有良好的韧性和结构稳定性,密封压环与阀体之间有个配合的端密封,在密封圈自由状态下保持相应的间隙t,拧紧螺钉完全压缩间隙t,小c型密封圈也被完全压住,保证了阀座的密封性能;现有技术中关于耐低温的蝶阀阀体及其生产工艺,存在以下技术问题:无法兼具良好的耐低温性和密封性,上阀轴座和下阀轴座的端面打磨钻孔效率有待提高,以进一步提高蝶阀阀体的加工效率和加工精度。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种耐低温的蝶阀阀体及其生产工艺,用于解决现有技术中蝶阀阀体无法兼具良好的耐低温性和密封性,上阀轴座和下阀轴座的端面打磨钻孔效率有待提高,以进一步提高蝶阀阀体的加工效率和加工精度的技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
6.本发明提供了一种耐低温的蝶阀阀体,包括阀体主体,阀体主体的两端设有法兰盘,阀体主体和法兰盘的中心贯穿设有流体通道;阀体主体的上方和下方位于两侧法兰盘之间分别设有上阀轴座和下阀轴座,上阀轴座的两侧对称设有与阀体主体一体成型的上阀颈,下阀轴座的两侧对称设有与阀体主体一体成型的下阀颈;阀体主体的内壁设有内耐低温结构,阀体主体的外壁设有外耐低温结构。
7.作为本发明进一步优选的方案,所述内耐低温结构包括环绕阀体主体内壁设置的密封垫圈,密封垫圈内填充有耐低温润滑脂;外耐低温结构包括围绕阀体主体外壁且位于上阀颈、下阀颈之外位置的保温胶条,保温胶条的外侧分布有致密的点状凸起。
8.作为本发明进一步优选的方案,所述上阀轴座、下阀轴座的中心设有贯穿阀体主体的中心腔,中心腔包括远离阀体主体的进入腔段以及靠近阀体主体的阀轴腔段;阀轴腔段的截面尺寸小于进入腔段。
9.作为本发明进一步优选的方案,所述上阀轴座和下阀轴座的端面位于中心腔的外侧环形阵列分布有端面孔。
10.作为本发明进一步优选的方案,所述流体通道的截面形状呈圆形,阀体主体的截
面形状呈圆环形,法兰盘的端面环形阵列分布有多个法兰孔;法兰盘的外侧设有环形的凹槽,凹槽内嵌入有保温垫片;上阀颈和下阀颈的内部与阀体主体之间形成有抓持孔。
11.本发明还提供了一种耐低温的蝶阀阀体的生产工艺,包括以下步骤:
12.将浇铸模具制作成与具备阀体主体、法兰盘、上阀轴座、下阀轴座、上阀颈、下阀颈的蝶阀阀体外形相同,放置与流体通道、中心腔、抓持孔尺寸相同的砂芯,将钢液通过浇包浇铸入浇铸模具内,得到阀体铸件;
13.待浇铸模具的温度降低至920~980℃时,清理砂芯,对阀体主体和法兰盘的外表面抛丸处理,升温至1150~1185℃,将阀体铸件保温热处理2~3小时;停止升温,待冷却至1020~1045℃后,将阀体铸件放入冷却水中冷却2~3min;阀体铸件冷却至室温后,对阀体主体与法兰盘的外表面进行抛丸处理;
14.使用方便调节的蝶阀阀体加工用打磨钻孔设备,将上阀轴座、下阀轴座的端面打磨平整,并钻孔得到端面孔;
15.将填充耐低温润滑脂的密封垫圈安装于阀体主体的内壁,保温胶条安装于阀体主体外壁且位于上阀颈、下阀颈之外位置;保温垫片嵌入法兰盘外侧的凹槽内,得到该耐低温的蝶阀阀体。
16.作为本发明进一步优选的方案,砂芯按照重量比例,由94wt%~96wt%的原砂加入4wt%~6wt%的水玻璃制备而成;浇铸的温度为1520~1540℃。
17.作为本发明进一步优选的方案,打磨钻孔设备的具体加工过程为:
18.夹持板对法兰盘的外围进行夹持,夹持板带动滑动块沿滑槽向内滑动,对扭力弹簧进行压缩,扭力弹簧的压缩应力使得夹持板对法兰盘进行稳定夹持;
19.驱动电机驱动第三滚珠丝杆旋转,第三滚珠丝杆的旋转运动转化为第三丝杆座的直线运动,使得滑动座沿滑轨稳定滑动,安装底座、夹持座也随之直线滑动至加工位置;
20.第一伺服电机通过联轴器驱动第一滚珠丝杆旋转,旋转运动转化为第一丝杆座的直线运动,第一支撑底座沿第一滚珠丝杆的轴线方向运动,使得打磨头靠近夹持机构;第一差速电机的电机轴驱动第一转筒、打磨头进行旋转,对上阀轴座和下阀轴座的端面进行打磨;
21.第二伺服电机通过联轴器驱动第二滚珠丝杆旋转,旋转运动转化为第二丝杆座的直线运动,第二支撑底座沿第二滚珠丝杆的轴线方向运动,使得钻孔头靠近夹持机构;第二差速电机的电机轴驱动第二转筒、钻孔头进行旋转,对上阀轴座和下阀轴座的端面进行钻孔得到端面孔。
22.本发明具备下述有益效果:
23.1、本发明的蝶阀阀体,在阀体主体、法兰盘、上阀轴座和下阀轴座的基础结构上进行改进,阀体主体的内壁设置内耐低温结构,阀体主体的外壁设置外耐低温结构,内耐低温结构与外耐低温结构配合,对阀体主体起到良好的保温、密封作用,避免热量的扩散和流通,使得该蝶阀阀体保持良好的耐低温性,与蝶板、阀轴装配后保持良好的密封性。
24.2、环绕内壁设置的密封垫圈保持了蝶阀未运行时与蝶板之间的密封性,耐低温润滑脂阻止了流体通道流通冷流体过程中与阀体主体内壁发生热量交换,提高了阀体主体的内壁耐低温性;保温胶条阻止了外部冷气与阀体主体外壁发生热量交换,点状凸起增加了保温胶条的外表面面积,阻碍冷空气在表面的流通,保温胶条和点状凸起配合提高了阀体
主体外壁的耐低温性能。
25.3、本发明耐低温的蝶阀阀体的生产工艺,采用传统的浇铸工艺,浇铸成型、清理砂芯、热处理、冷却、抛丸处理后,使用方便调节的蝶阀阀体加工用打磨钻孔设备,将上阀轴座、下阀轴座的端面打磨平整,并钻孔得到端面孔;打磨钻孔设备集成了打磨、钻孔、调节位置的功能,打磨和钻孔也可同步进行,提高了蝶阀阀体的加工效率和加工精度。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明耐低温的蝶阀阀体的主视图;
28.图2为本发明耐低温的蝶阀阀体的剖面图;
29.图3为本发明耐低温的蝶阀阀体的俯视图;
30.图4为本发明蝶阀阀体的外耐低温结构的示意图;
31.图5为本发明方便调节的蝶阀阀体加工用打磨钻孔设备的结构示意图;
32.图6为本发明方便调节的蝶阀阀体加工用打磨钻孔设备的剖面图;
33.图7为本发明夹持座的结构示意图;
34.图8为本发明夹持座对阀体主体进行夹持后的示意图;
35.图9为本发明第一支撑底座和第二支撑底座的结构示意图。
36.附图标记:10、阀体主体;11、流体通道;12、密封垫圈;13、保温胶条;14、点状凸起;20、法兰盘;21、法兰孔;22、凹槽;23、保温垫片;30、上阀轴座;31、上阀颈;32、中心腔;33、进入腔段;34、阀轴腔段;35、端面孔;36、抓持孔;40、下阀轴座;41、下阀颈;100、机架;110、滑轨;200、打磨机构;210、第一支撑底座;211、底圆盘;212、支撑柱;213、箱体放置板;214、箱体容置腔;215、倾斜柱;216、电机放置板;217、电机容置腔;218、凸棱;220、打磨箱体;221、第一转筒;230、第一丝杆座;240、第一伺服电机;250、第一滚珠丝杆;260、打磨头;270、第一差速电机;280、第一滚动轴承座;300、钻孔机构;310、第二支撑底座;320、钻孔箱体;321、第二转筒;330、第二丝杆座;340、第二伺服电机;350、第二滚珠丝杆;360、钻孔头;370、第二差速电机;380、第二滚动轴承座;400、夹持机构;410、滑动座;420、安装底座;421、第三丝杆座;430、第三滚珠丝杆;440、夹持座;441、第三减速电机;442、滑槽;443、滑动块;444、夹持板;445、夹持区;446、扭力弹簧。
具体实施方式
37.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
38.实施例1
39.如图1

4所示,本实施例提供一种耐低温的蝶阀阀体,包括阀体主体10,阀体主体
10的两端设有法兰盘20,阀体主体10和法兰盘20的中心贯穿设有流体通道11;阀体主体10的上方和下方位于两侧法兰盘20之间分别设有上阀轴座30和下阀轴座40,上阀轴座30的两侧对称设有与阀体主体10一体成型的上阀颈31,下阀轴座40的两侧对称设有与阀体主体10一体成型的下阀颈41;阀体主体10的内壁设有内耐低温结构,阀体主体10的外壁设有外耐低温结构。
40.本实施例耐低温的蝶阀阀体,在阀体主体10、法兰盘20、上阀轴座30和下阀轴座40的基础结构上进行改进,在阀体主体10的内壁设置内耐低温结构,阀体主体10的外壁设置外耐低温结构,内耐低温结构与外耐低温结构配合,对阀体主体10起到良好的保温、密封作用,避免热量的扩散和流通,使得该蝶阀阀体保持良好的耐低温性,与蝶板、阀轴装配后保持良好的密封性。
41.内耐低温结构包括环绕阀体主体10内壁设置的密封垫圈12,密封垫圈12内填充有耐低温润滑脂;外耐低温结构包括围绕阀体主体10外壁且位于上阀颈31、下阀颈41之外位置的保温胶条13,保温胶条13的外侧分布有致密的点状凸起14。
42.环绕内壁设置的密封垫圈12保持了蝶阀未运行时与蝶板之间的密封性,耐低温润滑脂由常规的润滑脂配方中加入抗冻剂如乙醇、乙二醇、丙三醇混合搅拌而成,阻止了流体通道11流通冷流体过程中与阀体主体10内壁发生热量交换,提高了阀体主体10的内壁耐低温性;保温胶条13阻止了外部冷气与阀体主体10外壁发生热量交换,点状凸起14增加了保温胶条13的外表面面积,阻碍冷空气在表面的流通,保温胶条13和点状凸起14配合提高了阀体主体10外壁的耐低温性能。
43.上阀轴座30、下阀轴座40的中心设有贯穿阀体主体10的中心腔32,中心腔32包括远离阀体主体10的进入腔段33以及靠近阀体主体10的阀轴腔段34;阀轴腔段34的截面尺寸小于进入腔段33。进入腔段33与阀轴腔段34组成的中心腔32方便阀轴的进入装配,阀轴转动的过程中带动蝶板转动以实现流体通道11的调节。
44.上阀轴座30和下阀轴座40的端面位于中心腔32的外侧环形阵列分布有端面孔35。端面孔35的设置,方便上阀轴座30、下阀轴座40的安装。
45.流体通道11的截面形状呈圆形,阀体主体10的截面形状呈圆环形,法兰盘20的端面环形阵列分布有多个法兰孔21;法兰盘20的外侧设有环形的凹槽22,凹槽22内嵌入有保温垫片23;上阀颈31和下阀颈41的内部与阀体主体10之间形成有抓持孔36。法兰孔21方便了法兰盘20与流体管道之间的安装,保温垫片23对法兰盘20的外侧进行保温,阻止冷空气进入阀体主体10内,进一步提高了阀体主体10的耐低温性能。
46.实施例2
47.如图5

6所示,本实施例提供一种方便调节的蝶阀阀体加工用打磨钻孔设备,包括机架100,机架100的上方两侧分别设有打磨机构200、钻孔机构300,打磨机构200与钻孔机构300之间设有夹持机构400;打磨机构200用于将阀体主体10的上阀轴座30和下阀轴座40的端面打磨平整;钻孔机构300用于将上阀轴座30和下阀轴座40的端面打孔加工得到端面孔35;夹持机构400用于夹持阀体主体10并进行位置调节。
48.该打磨钻孔设备通过打磨机构200、钻孔机构300、夹持机构400,对阀体主体10进行夹持,将阀体主体10的上阀轴座30和下阀轴座40的端面打磨平整并加工得到多个端面孔35,方便调节各个机构以及阀体主体10的位置,集成了打磨、钻孔、调节位置的功能,打磨和
钻孔也可同步进行,提高了阀体主体的加工效率。
49.具体地,打磨机构200包括第一支撑底座210,第一支撑底座210的上方设有打磨箱体220,第一支撑底座210的底部设有第一丝杆座230,机架100的一侧设有第一伺服电机240,第一伺服电机240通过联轴器连接有水平伸入机架100内的第一滚珠丝杆250,第一丝杆座230内设有与第一滚珠丝杆250外螺纹啮合的内螺纹,打磨箱体220的端部设有朝向夹持机构400的打磨头260。
50.打磨箱体220远离打磨头260的一侧设有用于驱动打磨头260转动的第一差速电机270,第一差速电机270的电机轴与置于打磨箱体220内的第一转筒221转动连接,第一转筒221的端部与打磨头260的一端装配;第一滚珠丝杆250的端部外围转动连接有第一滚动轴承座280。
51.打磨机构200的结构设置,第一伺服电机240通过联轴器驱动第一滚珠丝杆250旋转,旋转运动转化为第一丝杆座230的直线运动,第一支撑底座210沿第一滚珠丝杆250的轴线方向运动,使得打磨头260靠近或远离夹持机构400,实现打磨头260的位置调节;丝杆传动的方式实现了打磨头260的位置调节。当开启第一差速电机270后,第一差速电机270电机轴驱动第一转筒221、打磨头260进行旋转,对上阀轴座30和下阀轴座40的端面进行打磨。
52.钻孔机构300包括第二支撑底座310,第二支撑底座310的上方设有钻孔箱体320,第二支撑底座310的底部设有第二丝杆座330,机架100的一侧设有第二伺服电机340,第二伺服电机340通过联轴器连接有水平伸入机架100内的第二滚珠丝杆350,第二丝杆座330内设有与第二滚珠丝杆350外螺纹啮合的内螺纹,钻孔箱体320的端部设有朝向夹持机构400的钻孔头360。
53.钻孔箱体320远离钻孔头360的一侧设有用于驱动钻孔头360转动的第二差速电机370,第二差速电机370的电机轴与置于钻孔箱体320内的第二转筒321转动连接,第二转筒321的端部与钻孔头360的一端装配;第二滚珠丝杆350的端部外围转动连接有第二滚动轴承座380。
54.钻孔机构300的结构设置,第二伺服电机340通过联轴器驱动第二滚珠丝杆350旋转,旋转运动转化为第二丝杆座330的直线运动,第二支撑底座310沿第二滚珠丝杆350的轴线方向运动,使得钻孔头360靠近或远离夹持机构400,实现钻孔头360的位置调节。丝杆传动的方式实现了钻孔头360的位置调节。当开启第二差速电机370后,第二差速电机370电机轴驱动第二转筒321、钻孔头360进行旋转,对上阀轴座30和下阀轴座40的端面进行钻孔得到端面孔35。
55.如图6、图9所示,第一支撑底座210和第二支撑底座310的结构相同,均包括底圆盘211、支撑柱212,两个支撑柱212对称设置在底圆盘211的上表面两侧,两个支撑柱212的上表面设有箱体放置板213,箱体放置板213内开设有与打磨箱体220、钻孔箱体320适配的箱体容置腔214,其中一个支撑柱212的靠上部位倾斜向外延伸有倾斜柱215,倾斜柱215倾斜向上延伸,倾斜柱215的顶端设有电机放置板216,电机放置板216内开设有与第一差速电机270、第二差速电机370适配的电机容置腔217,电机容置腔217的内表面均匀分布有多条沿电机容置腔217延伸方向的凸棱218。
56.底圆盘211与支撑柱212配合对箱体放置板213进行稳固支撑,箱体容置腔214方便了打磨箱体220、钻孔箱体320的安装,电机容置腔217方便了第一差速电机270、第二差速电
机370的安装,多条凸棱218增加了与电机壳体外表面之间的摩擦力,减小打磨、钻孔过程中产生的振动。
57.如图5

8所示,夹持机构400包括滑动座410、安装底座420,安装底座420设于滑动座410的上方,机架100上设有与滑动座410底部滑动连接的滑轨110,滑轨110的延伸方向与打磨头260、钻孔头360的轴向垂直,安装底座420的中心底部设有第三丝杆座421,第三丝杆座421内腔贯穿设有与滑轨110平行的第三滚珠丝杆430,第三滚珠丝杆430的端部通过联轴器连接有驱动电机;驱动电机选自减速电机或伺服电机。安装底座420的上方设有夹持座440,夹持座440的底部位于安装底座420的空腔内设有第三减速电机441,第三减速电机441驱动夹持座440绕安装底座420转动;夹持座440的上表面对称设有两组滑槽442,每组滑槽442内滑动设置有滑动块443,滑动块443与滑槽442的内腔之间连接有扭力弹簧446;每组滑槽442内的两个滑动块443之间连接有夹持板444,夹持板444的截面呈外凸的弧形,两个夹持板444之间的区域形成对法兰盘20进行夹持的夹持区445。
58.夹持机构400的设置,驱动电机驱动第三滚珠丝杆430旋转后,第三滚珠丝杆430的旋转运动转化为第三丝杆座421的直线运动,使得滑动座410沿滑轨110稳定滑动,安装底座420、夹持座440也随之直线滑动;夹持板444对法兰盘20的外围进行夹持的过程中,夹持板444带动滑动块443沿滑槽442向内滑动,对扭力弹簧446进行压缩,扭力弹簧446的压缩应力使得夹持板444对法兰盘20进行稳定夹持,避免加工过程中产生晃动。
59.实施例3
60.如图1

9所示,本实施例提供一种耐低温的蝶阀阀体的生产工艺,包括以下步骤:
61.将浇铸模具制作成与具备阀体主体10、法兰盘20、上阀轴座30、下阀轴座40、上阀颈31、下阀颈41的蝶阀阀体外形相同,放置与流体通道11、中心腔32、抓持孔36尺寸相同的砂芯,将钢液通过浇包浇铸入浇铸模具内,得到阀体铸件;其中,砂芯按照重量比例,由94wt%~96wt%的原砂加入4wt%~6wt%的水玻璃制备而成;浇铸的温度为1520~1540℃;
62.待浇铸模具的温度降低至920~980℃时,清理砂芯,对阀体主体10和法兰盘20的外表面抛丸处理,升温至1150~1185℃,将阀体铸件保温热处理2~3小时;停止升温,待冷却至1020~1045℃后,将阀体铸件放入冷却水中冷却2~3min;阀体铸件冷却至室温后,对阀体主体10与法兰盘20的外表面进行抛丸处理;
63.使用方便调节的蝶阀阀体加工用打磨钻孔设备,将上阀轴座30、下阀轴座40的端面打磨平整,并钻孔得到端面孔35;
64.将填充耐低温润滑脂的密封垫圈12安装于阀体主体10的内壁,保温胶条13安装于阀体主体10外壁且位于上阀颈31、下阀颈41之外位置;保温垫片23嵌入法兰盘20外侧的凹槽22内,得到该耐低温的蝶阀阀体。
65.其中,打磨钻孔设备的具体加工过程为:
66.夹持板444对法兰盘20的外围进行夹持,夹持板444带动滑动块443沿滑槽442向内滑动,对扭力弹簧446进行压缩,扭力弹簧446的压缩应力使得夹持板444对法兰盘20进行稳定夹持;
67.驱动电机驱动第三滚珠丝杆430旋转,第三滚珠丝杆430的旋转运动转化为第三丝杆座421的直线运动,使得滑动座410沿滑轨110稳定滑动,安装底座420、夹持座440也随之
直线滑动至加工位置;
68.第一伺服电机240通过联轴器驱动第一滚珠丝杆250旋转,旋转运动转化为第一丝杆座230的直线运动,第一支撑底座210沿第一滚珠丝杆250的轴线方向运动,使得打磨头260靠近夹持机构400;第一差速电机270电机轴驱动第一转筒221、打磨头260进行旋转,对上阀轴座30和下阀轴座40的端面进行打磨;
69.第二伺服电机340通过联轴器驱动第二滚珠丝杆350旋转,旋转运动转化为第二丝杆座330的直线运动,第二支撑底座310沿第二滚珠丝杆350的轴线方向运动,使得钻孔头360靠近夹持机构400;第二差速电机370电机轴驱动第二转筒321、钻孔头360进行旋转,对上阀轴座30和下阀轴座40的端面进行钻孔得到端面孔35。
70.本实施例耐低温的蝶阀阀体的生产工艺,采用传统的浇铸工艺,浇铸成型、清理砂芯、热处理、冷却、抛丸处理后,使用方便调节的蝶阀阀体加工用打磨钻孔设备,将上阀轴座30、下阀轴座40的端面打磨平整,并钻孔得到端面孔35;使用的打磨钻孔设备集成了打磨、钻孔、调节位置的功能,打磨和钻孔也可同步进行,提高了阀体主体的加工效率和加工精度。
71.以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
72.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
73.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
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