一种隔离风阀的制作方法

1.本发明属于阀门技术领域，涉及一种隔离风阀。


背景技术：

2.隔离风阀是核岛通风隔离系统最关键的阀门，也是防止放射物质泄漏的最后一道实体屏障，其关键作用不言而喻，当发生严重核安全泄漏事故时，需要隔离阀快速隔离，对阀门两侧空气的流动进行切断分离，将核污染源控制在内部，避免造成核泄漏事件。否则，一旦发生泄露事故，危害无法估量。同时，隔离阀设备抗震安全性非常重要，按照国家安全规定，必须对隔离阀进行抗震性能验证，确保该设备在运行基准地震（lle）和安全停堆地震（sse1）期间或之后的结构完整性和功能稳定性。
3.隔离风阀在运行时只有两种工作状态：张开和关闭，而调节阀都会有一定的泄露等级，因此隔离风阀相对来讲比调节阀要求高。不同的阀门位号（安装部位）所安装的隔离阀，对其打开和关闭的速度还有一定的要求。
4.目前，矩形隔离阀是核岛厂内通风系统重要设备，均通过电动或手动装置进行打开和关闭，从而对通风系统进行隔离。现有的隔离阀结构和运动方式中存在的缺陷和问题有：1）连杆机构阀板被驱动的连杆机构多为无反力摇臂结构，且多为单排连杆结构型式，在传递扭矩过程中，阀板与密封圈接触不实、阀板的旋转和力矩的传递不稳或过小等问题时有发生。
5.2）阀体结构阀体的左侧框（或者右侧框）为整体折弯结构，将连杆机构、摇臂、各个轴、轴承及轴承座均包含在其内部。在装配方面：在安装连杆机构、各个轴、摇臂、轴承时，均需在左侧框的整体内部进行组装，空间狭小，使装配效率低下；同时，装配过程中，可看到的部位较为单一，经常出现漏装、错装等问题，对装配师傅技能要求较高；其次，当装配完后的隔离阀出现打开不到位和关闭不严实等问题时，设计人员、检验人员和装配人员均无法进行零部件的再核验，不得不将其全部拆解，查找问题所在。在安装完连杆机构后，需要在左侧框的左端通过螺栓安装装置支架和各个轴的定位板，由于左侧框为整体折弯件，折弯长度较长，左侧框经常出现内或外折现象，不可避免就会出现装置支架和定位板与左侧框上的螺栓孔对不上，常常采取返工返修等扩孔措施，致使装配过程迟缓，问题不断。
6.在核岛安装方面：整个阀体与付法兰通过螺栓联结，由于左侧框为整体折弯结构，其螺栓孔布置在左侧框的内侧（靠近阀体中心线），所以在将隔离阀与法兰或管道联结时，左侧框内的螺栓极为不易安装及调整，对安装师傅是个非常大的技能考验。
7.在核岛维护方面：多轴（多阀板/多叶片）结构中的左框内轴承座，虽然在结构上都考虑了留有黄油嘴，便于轴承的润滑及维护，但是轴承座均包括在阀体的左框架内部，是维护人员手无法触及的部位。简言之为，虽有黄油嘴但是无法注油。
8.这一系列问题在装配、维护、安装等过程中一直存在，是国内各大研究院和厂家亟待解决的一大难题。
9.3）阀板的运动方式（复合运动）目前，核电行业中隔离阀的阀板运动方式为常见有两种型式：纯拉簧结构和压簧可调结构。纯拉簧结构和压簧可调结构均可以在叶片开关过程中有效产生力矩，促使叶片开关过程中受约束固定。纯拉簧结构中的拉簧精确计算难度较大，同时，阀板（叶片）的装配误差累计，致使装配效果差强人意，往往需要在现场进行手动调整。而压簧可调结构，零部件较多，由于结构布置原因，不得不将叶片分为三段，制造工艺繁琐，结构相对复杂。
10.4）密封条型式及安装型式目前矩形隔离阀上的密封橡胶条形状为矩形带有小半圆凸台，卡在阀座槽里，紧固螺钉通过阀座斜向拧入橡胶条内进行固定。阀门在运转过程中，经常打开和关闭，伴随着阀板与密封圈频繁摩擦接触和分离，存在着密封圈上小半圆实心凸台高度的磨损，造成阀门的密封失效和不同程度的泄露。
11.5）阀板及摇臂的结构现有阀板的驱动摇臂为两个，多数安装在阀板的两端，整块阀板与密封圈的接触压实全靠两端的摇臂上的两个销轴，当隔离阀结构外形尺寸过大时，阀板中部与密封圈的密封较弱，同时，阀板的结构强度较为单薄。


技术实现要素：

12.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种隔离风阀，整体安装/拆卸简单，维护方便，整体协调，结构紧凑，密封性好，抗震性能强，运行平稳。
13.为了达到上述目的中的至少其中一个，本发明所采用的技术方案是，一种隔离风阀，包括驱动装置、连杆机构、阀体组件、拉簧调节装置、阀板密封装置、阀板和轴；所述驱动装置通过电装支架安装在阀体组件的外侧；连杆机构安装在阀体组件左侧内部；驱动装置的输出轴与连杆机构的输入轴固定连接；轴与阀板之间通过拉簧调节装置连接；轴与阀体组件转动连接；阀板密封装置的密封圈安装在阀体组件中的阀座上。
14.进一步地，所述连杆机构包括输入轴，输入轴一端与阀体组件的中间框转动连接，输入轴的另一端通过阀体组件的左框的轴孔与驱动装置的输出轴固定连接；主旋臂的一端与输入轴固定连接，主旋臂的另一端与第一连杆的一端转动连接；第一连杆的另一端与第一反力摇臂的一端转动连接，第一反力摇臂的中间孔与主动连杆的一端连接，第一反力摇臂的另一端与第一支撑轴固定连接；主动连杆的另一端、第三连杆的一端以及第二反力摇臂的一端转动连接；第二反力摇臂的另一端与第二支撑轴固定连接；第三连杆的另一端与第一摇臂的一端转动连接，第一摇臂的另一端与轴固定连接；各个轴均固定连接有被动旋臂，各被动旋臂与同一根被动连杆转动连接；第一支撑轴与第二支撑轴均转动连接在中间框上，第二支撑轴安装在第一支撑轴正上方。
15.进一步地，所述连杆机构中，主旋臂与第一连杆之间、第一连杆与第一反力摇臂之间、第一反力摇臂与主动连杆之间、主动连杆与第三连杆以及第二反力摇臂之间、第三连杆与第一摇臂之间、被动旋臂与被动连杆之间的转动连接部分是通过销轴、平垫圈和开口销进行连接。
16.进一步地，所述拉簧调节装置包括支架；所述支架一端固定连接在轴上，支架另一端与调节块固定连接；滑动套滑动安装于调节块内部，滑动套可以在调节块中上下滑动；调节螺杆竖直安装于滑动套中，并与滑动套螺纹连接，转动调节螺杆，滑动套可以在调节块中上下滑动；支撑环位于调节螺杆与调节块之间，防止调节螺杆左右晃动；拉簧（407）一端与阀板固定连接，另一端与滑动套固定连接；限位组件固定安装在右框内侧，当阀板打开时起到阻挡阀板继续打开的作用；定位轴穿过调节块以及调节螺杆下部的环形凹槽，定位轴的末端通过螺母固定。
17.进一步地，所述限位组件由l形折弯件和螺栓组成，其中l形折弯件固定在阀体组件的限位和助开座板上，螺栓与l形折弯件通过螺纹连接且螺栓头向下，螺栓头起到阻挡阀板的作用。
18.进一步地，所述密封圈为带有d型凸起的单d型密封圈；所述d型凸起为带有空心的半圆凸起。
19.进一步地，所述阀板密封装置还包括阀板加强结构；所述阀板加强结构包括中间板、侧摇臂、支撑块；中间板、人字板、卷边板组成了阀板，其中人字板、中间板均固定在卷边板上，中间板位于两块人字板之间；支撑块固定在卷边板上，支撑块位于人字板与卷边板之间；侧摇臂的一端与轴固定连接，侧摇臂的另一端与支撑块转动连接。
20.进一步地，还包括助开组件，所述助开组件由定位齿套、螺柱、调整块、紧固件组成；定位齿套为圆环形，内圆向内设置有轮齿；定位齿套、螺柱固定安装在右框内侧，其中螺柱位于定位齿套内部且与定位齿套同轴；调整块由带通孔的凸轮和齿轮焊接而成，所述齿轮与定位齿套的轮齿啮合；调整块、紧固件套设在螺柱上，并且调整块的齿轮位于定位齿套中，紧固件用于固定调整块。
21.进一步地，所述阀体组件包括下框、左框、中间框、上框、右框；所述下框、左框、中间框、上框、右框之间按照下、左、中、上、右的位置固定连接，阀座固定安装在中间框与右框之间；左框、中间框、右框上均开有轴孔，所述右框上的轴孔均为通孔；轴承座固定安装在右框的轴孔的外侧；限位和助开座板固定安装在中间框上靠近右框的一侧以及右框内侧。
22.进一步地，隔离风阀还包括定位板，所述定位板固定在阀体组件上且与驱动装置位于阀体组件的同一侧。
23.本发明的有益效果是：1.本发明可以保证阀板旋转平稳、阀板与密封圈压缩严实，结构更加稳定，避免了传递过程中扭矩不够和密封不严问题；2.本发明解决了隔离阀的侧框折弯钣金件变形严重、轴承不易维护、连杆机构不易拆装和现场付法兰螺栓难以安装等一系列难题，降低了加工和钣金折弯控制难度，减少了生产和维修成本，大大提高了装配和现场的安装效率，充分保证了隔离阀的结构强度和抗震性能，延长了零部件、整机的使用寿命；3.本发明通过拉簧调节装置有效解决了可以实施有效调整作用在阀板的上旋转力矩，充分保证了阀板相对密封圈之间自由平移且无干涉；4. 本发明采用渐开线齿套结构的助开组件，其结构简单/紧凑，抗震效果好，经久耐用，不易松动；5. 本发明采用的带台阶的d型密封圈，该密封圈带有空心，与阀板接触部分弹性
较大，压缩余量大，避免了在加工、装配过程中因阀座密封面的误差，带来的密封不严问题；同时有效解决橡胶条长期磨损导致密封不严，影响泄露和密封。提高了密封性和安全性；6. 本发明考虑了隔离阀结构尺寸较大时，在阀板的中部增加加强摇臂结构，提高了阀板强度及保证了整体密封性。
附图说明
24.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地介绍，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。
25.图1是本发明实施例隔离风阀的等轴测视图。
26.图2是本发明实施例隔离风阀的主视图。
27.图3是本发明实施例连杆机构的主视图。
28.图4是本发明实施例连杆机构的左视图。
29.图5是图3的b-b剖视图。
30.图6是本发明实施例连杆机构的轴测图。
31.图7是本发明实施例阀体组件的结构示意图。
32.图8是本发明实施例拉簧调节装置结构示意图。
33.图9是图1中i的放大图。
34.图10是本发明实施例拉簧调节装置在阀板闭合状态时的示意图。
35.图11是本发明实施例拉簧调节装置在阀板刚开始打开时的示意图。
36.图12是本发明实施例拉簧调节装置在阀板打开一半时的示意图。
37.图13是本发明实施例拉簧调节装置在阀板完全打开时的示意图。
38.图14是本发明实施例助开组件的爆炸图。
39.图15是本发明实施例阀板加强结构连接示意图。
40.图16是本发明实施例阀板加强结构爆炸图。
41.图17是本发明实施例的单d型密封圈示意图。
42.图18是本发明实施例单d型密封圈两端对接示意图。
43.图19是图8中ⅱ的放大图。
44.图20是图8中ⅲ的放大图。
45.图中，1. 驱动装置，2. 连杆机构，3. 阀体组件，4. 拉簧调节装置，5. 阀板密封装置，6. 助开组件，7. 定位板，8. 电装支架；201. 输入轴，202. 第一支撑轴，203. 主旋臂，204. 第一连杆，205. 第一反力摇臂，206. 主动连杆，207. 第二反力摇臂，208. 第一摇臂，209. 第三连杆，210. 被动连杆，211. 被动旋臂， 213. 第二支撑轴，214. 销轴，215. 平垫圈，216. 开口销，301. 下框，302. 左框，303. 中间框，304. 上框，305. 右框，306. 阀座，307. 轴承座，308. 限位和助开座板，406. 阀板，407. 拉簧，408. 定位轴，409. 调节螺杆，410. 滑动套，411. 限位组件，412. 支架，414. 轴，417. 调节块，418. 支撑环，501. 侧摇臂，505. 中间板，506. 人字板，507. 卷边板，508. 支撑块，515. 单d型密封圈， 601. 定位齿套，602. 螺柱，603. 调整块，604. 紧固件。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
47.如图1-图2所示，本发明提供了一种隔离风阀，包括驱动装置1、连杆机构2、阀体组件3、拉簧调节装置4、阀板密封装置5、定位板7、阀板406和轴414；其中，驱动装置1通过电装支架8安装在阀体组件3的外侧，定位板7固定在阀体组件3上且与驱动装置1位于阀体组件3的同一侧，定位板7用于限制连杆机构2的各支撑轴以及轴414，防止连杆机构2的各支撑轴及轴414摇晃及窜出；连杆机构2安装在阀体组件3左侧内部；驱动装置1的输出轴与连杆机构2的输入轴201固定连接；拉簧调节装置4一端固定安装于轴414上，另一端与阀板406固定连接；轴414与阀体组件3转动连接；阀板密封装置5的密封圈安装在阀体组件3中的阀座306上。
48.进一步地，如图3-图6所示，阀体组件3包括下框301、左框302、中间框303、上框304、右框305、阀座306、轴承座307、限位和助开座板308；其中下框301、左框302、中间框303、上框304、右框305之间按照下、左、中、上、右的位置通过焊接连接，阀座306固定安装在中间框303与右框305之间；左框302、中间框303、右框305上均开有轴孔，其中右框305上的轴孔均为通孔，各轴孔用于安装连杆机构2的各种轴；轴承座307固定安装在右框305的轴孔的外侧；限位和助开座板308固定安装在中间框303上靠近右框305的一侧以及右框305内侧，用于安装拉簧调节装置4的限位组件411。
49.本发明创新性的将阀体组件3由各框焊接而成，相较于以往的折弯板金成型强度更高，不易变形。而且，本发明独特的采用了中间框303这一结构，可以与本发明的连杆机构2配合使用，为双排的连杆机构2提供了充足的安装、运行及维护空间，使连杆机构2安全平稳的运行，巧妙地避免了以往隔离风阀采用左框安装连杆结构，导致装配空间小，检修不方便等问题。
50.进一步地，如图7所示，所述连杆机构2包括输入轴201，输入轴201一端与阀体组件3的中间框303转动连接，输入轴201的另一端通过阀体组件3的左框302的轴孔与驱动装置1的输出轴固定连接；主旋臂203的一端与输入轴201固定连接，主旋臂203的另一端与第一连杆204的一端转动连接；第一连杆204的另一端与第一反力摇臂205的一端转动连接，第一反力摇臂205的中间孔位置与主动连杆206的一端连接，第一反力摇臂205的另一端与第一支撑轴202固定连接；主动连杆206的另一端、第三连杆209的一端以及第二反力摇臂207的一端转动连接；第二反力摇臂207的另一端与第二支撑轴213固定连接；第三连杆209的另一端与第一摇臂208的一端转动连接，第一摇臂208的另一端与轴414固定连接；各个轴414均与被动旋臂211的一端固定连接，各被动旋臂211的另一端与一根被动连杆210转动连接，且各被动旋臂211之间互相平行；第一支撑轴202与第二支撑轴213均转动连接在中间框303上，第二支撑轴213安装在第一支撑轴202正上方。
51.进一步地，所述第一反力摇臂205为折弯形结构，折弯的角度为钝角（即大于90度），折弯处开设有中间孔，该中间孔用于与主动连杆206转动连接。
52.本发明的连杆机构2的各连杆及摇臂布置为两排，左排为扭矩输入排，右排为阀门
的打开和关闭提供扭矩，设置为双排可以增大传动扭矩，保证阀门平稳开关。
53.优选的，所述连杆机构2中，主旋臂203与第一连杆204之间、第一连杆204与第一反力摇臂205之间、第一反力摇臂205与主动连杆206之间、主动连杆206与第三连杆209以及第二反力摇臂207之间、第三连杆209与第一摇臂208之间、各被动旋臂与被动连杆210之间的转动连接部分是通过销轴214、平垫圈215和开口销216进行连接。
54.优选的，所述第一连杆204、主动连杆206和第三连杆209均为双层结构，增加机构的牢固性。
55.进一步地，如图8-图13所示，所述拉簧调节装置4包括拉簧407、限位组件411、支架412；其中，支架412一端固定连接在轴414上，支架412另一端与调节块417固定连接；滑动套410滑动安装于调节块417内部，滑动套410可以在调节块417中上下滑动；调节螺杆409竖直安装于滑动套410中，并与滑动套410螺纹连接，转动调节螺杆409，滑动套410可以在调节块417中上下滑动；支撑环418位于调节螺杆409与调节块417之间，防止调节螺杆409左右晃动；拉簧407一端与阀板406固定连接，另一端与滑动套410固定连接，通过滑动套410的上下滑动，可以调节弹簧407的拉伸程度；限位组件411固定安装在右框305内侧，当阀板406打开时起到阻挡阀板406继续打开的作用；定位轴408穿过调节块417以及调节螺杆409下部的环形凹槽，定位轴408的末端通过螺母固定，定位轴408起到防止调节螺杆409上下窜动的作用。
56.本发明的阀板406打开/关闭时，通过拉簧调节装置4可以有效调整作用在阀板406上的旋转力矩，充分保证了阀板406相对于密封圈之间自由平移且无干涉；同时，使用一定时间后会出现，拉簧407弹性减弱或密封圈磨损，将会导致密封不严，拉簧调节装置4可不在更换拉簧407的情况下，延长阀门使用寿命，保证密封性。
57.进一步地，限位组件411由l形折弯件和螺栓组成，其中l形折弯件固定在阀体组件3的限位和助开座板308上，螺栓与l形折弯件通过螺纹连接且螺栓头向下，螺栓头起到阻挡阀板406的作用，通过旋拧螺栓使螺栓头上下移动，以调整阀板406打开的角度。
58.进一步地，如图15-图16所示，所述阀板密封装置5除密封圈外还包括阀板加强结构；所述阀板加强结构包括中间板505、侧摇臂501、支撑块508；中间板505、人字板506、卷边板507组成了阀板406，其中人字板506、中间板505均固定在卷边板507上，中间板505位于两块人字板506之间；支撑块508固定在中间板卷边板507上，支撑块508位于人字板506与卷边板507之间；侧摇臂501的一端与轴414固定连接，侧摇臂501的另一端与支撑块508转动连接；阀板加强结构提高了阀板406整体结构的强度，同时保证了阀板406与密封圈的充分接触。
59.本发明的拉簧调节装置4与阀板加强结构相互密切配合，既可以提高阀板406的强度，又因为拉簧调节装置4与阀板加强结构的侧摇臂501协同作用，可以起到打开/关闭阀板406的作用，如果仅使用侧摇臂501开/关阀门，开启过程稳定性很差，且会大大减少隔离阀的使用寿命；如果仅仅使用拉簧调节装置，阀门开启时产生的力会全部作用在拉簧407上，容易损坏拉簧407，且阀门开关不平稳。
60.进一步地，密封圈为单d型密封圈515（如图17所示）；单d型密封圈条对接成方形圈放入阀座306内（如图18-图20所示），通过螺钉斜插固定在阀座306中。单d型密封圈515的d型凸起为带有空心的半圆凸起，压缩性能好，从而保证密封性；同时，半圆凸起较高，可避免
因加工、装配误差引起的阀板406压不实、压空等缺陷；因半圆凸起带有空心，与阀板406接触部分弹性较大，可规避掉阀板406与密封圈的频繁摩擦，增加了密封圈的使用寿命；密封圈通过螺钉固定，抗震性能好。
61.进一步地，本发明提供的隔离风阀还包括助开组件6，如图14所示，所述助开组件6由定位齿套601、螺柱602、调整块603、紧固件604组成；定位齿套601为圆环形，内圆向内设置有轮齿；定位齿套601、螺柱602固定安装在右框305内侧，其中螺柱602位于定位齿套601内部且与定位齿套601同轴；调整块603由带通孔的凸轮和齿轮焊接而成，所述齿轮与定位齿套601的轮齿啮合；调整块603、紧固件604套设在螺柱602上，并且调整块603的齿轮位于定位齿套601中，紧固件604用于固定调整块603。当调整块603的角度需要调整时，转动紧固件604使紧固件604向远离定位齿套601的方向移动，然后将调整块603的齿轮从定位齿套601中沿螺柱602拔出，并以螺柱602为轴转动调整块603到合适角度，接下来将调整块603的齿轮插入定位齿套601中，拧紧紧固件604，完成调整块603的角度调整。如图10-图13所示，助开组件6的调整块603在阀门即将完全打开时顶住阀板406的一侧，阀板406继续打开，拉簧407逐渐伸长，阀板406的另一侧继续转动，直至阀板406另一侧顶住限位组件411，此时阀门完全开启。
62.本发明的助开组件6具有以下优点：结构简单/紧凑，抗震效果好，经久耐用，不易松动。现有的常规结构缺点：调试次数多的话，现有的助开组件会松动；使用中不抗震（核电要求必须抗震），一震动就会松，起不到助开作用。
63.本发明隔离风阀的工作过程为：当需要开启隔离阀时，首先，驱动装置1（电动装置或手动装置）启动，通过输出轴带动输入轴201与主旋臂203顺时针（图4）转动，进而通过第一连杆204及第一反力摇臂205带动主动连杆206上移，第一反力摇臂205和第二反力摇臂207顺时针旋转，进而带动第一摇臂208逆时针旋转，从而带动最上方的轴414逆时针转动；各个轴414之间通过被动旋臂211与被动连杆210带动开始同时逆时针转动；如图10-图13所示，侧摇臂501逆时针旋转，逐渐松开阀板406，阀板406的上半部分在拉簧407的拉力作用下缓慢打开（拉簧407在阀板406关闭时是拉伸状态），由于侧摇臂501与阀板406之间相当于转动连接，所以阀板406下端仍紧贴阀座306；当阀板406的上端接触到轴414时，阀板406开始以轴414为中心旋转，直至阀板406上部接触到助开组件6，阀板406的下部分在侧摇臂501和拉簧407的作用下继续转动，直至接触到限位组件411，关闭驱动装置1，隔离阀开启完成。
64.当需要关闭隔离阀时，首先，驱动装置1启动，通过输出轴带动输入轴201逆时针转动，进而通过第一连杆204及第一反力摇臂205带动主动连杆206下移，第一反力摇臂205和第二反力摇臂207逆时针旋转，进而带动第一摇臂208顺时针旋转，从而带动最上方的轴414顺时针转动；各个轴414之间通过被动旋臂211与被动连杆210带动开始同时顺时针转动；阀板406的下部分作顺时针旋转，由于阀板406同时受侧摇臂501和拉簧407的拉力作用，阀板406的上部离开助开组件6，阀板406的上端逐渐接触到轴414，此时阀板406以轴414为圆心做顺时针旋转，直至阀板406的下端接触到密封圈；接下来阀板406在侧摇臂501的作用下，上端逐渐靠近密封圈，拉簧407逐渐被拉长，直至阀板407压紧密封圈，关闭驱动装置1，隔离阀完成关闭。本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
65.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。