CN110307353B - 密封结构、密封系统及闸板阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封结构、密封系统及闸板阀，包括两槽钢，两槽钢之间具有间距并形成一密封区域；密封组件，设于密封区域内，包括结构相同且镜像设置的两第一密封件，所述第一密封件包括至少一个弧形密封段以及连接于弧形密封段一端的安装密封段；其中，所述第一密封件与槽钢之间形成一密封腔，安装密封段与槽钢连接，呈镜像设置的两弧形密封段之间留有间隙并形成供闸板穿插的密封滑槽，所述弧形密封段具有与闸板表面抵触形成线性密封的密封部，所述密封部始终具有往远离槽钢一侧的运动趋势，通过密封部实现与闸板的线密封，提高了阀门的密封性。

Description

密封结构、密封系统及闸板阀

技术领域

本发明涉及阀门的技术领域，尤其是涉及一种密封结构、密封系统及闸板阀。

背景技术

闸板阀作为阀门的一种类型，常用于口径较大的方形或者圆形的管道上，并用以切断/打开管道内介质的流通，特别的在化工领域中应用尤其广泛。例如在火力发电领域中，燃煤或者垃圾焚烧过程中所产生的烟气会通过管道流经各个装置内，而在烟气管道内就设置了闸板阀，用于切断烟气在管道的流通，进而达到各设备的有序且安全运行。例如授权公告号为CN206018661U的专利中所公开的“一种锅炉尾部烟道灰斗积灰自动连续排出装置”，在锅炉尾部烟道上连接有一个输灰管道，输灰管道上就设置了手动以及气动插板阀，用于切断输灰管道内积灰以及烟气的流通。

现有的闸板阀结构参考授权公告号为CN208670111U的专利，主要包括阀体、插板以及丝杆，插板穿设阀体内，丝杆的一端螺纹连接有丝母，丝母与插板连接。该阀工作时，丝杆发生原地转动，丝母可沿丝杆发生升降进而带动插板的升降，插板在升降过程中实现了阀体中阀口的启闭。为提高插板与阀体滑动位置处的密封性，通常会设置密封结构，现有的密封结构就如上述专利所公开的，包括密封垫以及压紧座，密封垫安装在固定座内，压紧座抵接在密封垫的上方，密封垫紧贴在插板的两侧，通过螺栓的调节使得压紧座压缩密封垫，来实现插板与阀体之间的密封。

上述密封结构的密封原理主要是通过密封垫压缩后发生径向的膨胀变形，缩小与压紧座和插板之间的间隙进而达到密封效果。但密封垫往往由弹性材料制成，加上长时间受压变形，容易发生老化产生开裂，会逐步降低整个阀体的密封性。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种密封结构，具有较佳的密封性以及使用寿命。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种密封结构，包括：

两槽钢，两槽钢之间具有间距并形成一密封区域；

密封组件，设于密封区域内，包括结构相同且镜像设置的两第一密封件，所述第一密封件包括至少一个弧形密封段以及连接于弧形密封段一端的安装密封段；

其中，所述第一密封件与槽钢之间形成一密封腔，安装密封段与槽钢连接，呈镜像设置的两弧形密封段之间留有间隙并形成供闸板穿插的密封滑槽，所述弧形密封段具有与闸板表面抵触形成线性密封的密封部，所述密封部始终具有往远离槽钢一侧的运动趋势。

通过采用上述技术方案，两镜像设置的第一密封件形成一个对夹式布置，闸板在两个第一密封件的对夹作用下起到密封效果，具体的第一密封件包括安装密封段与弧形密封段，安装密封段与槽钢连接，起到槽钢与第一密封件之间的密封效果，弧形密封段中的密封部与闸板之间利用线接触密封，即线性密封实现第一密封件与闸板之间的密封，进而当闸板关闭阀门时，槽钢、第一密封件与闸板两两之间实现密封，达到较佳的密封效果；同时，由于密封部与闸板之间采用了线性密封，两者之间的接触面积小，使得第一密封件的磨损就较小，进而提高了使用寿命，并且由于弧形密封段具有一定的弧度，使得本身具有一定弹性形变能力，进而密封部具有了自动补偿的作用，可始终紧贴于闸板，达到更好的密封效果；其次，对夹式的布置，使得两镜像的密封部可以互相调节，不管闸板如何浮动，闸板两侧的密封部始终保持密封贴合状态，密封效果极佳；最后，第一密封件无需外接的预紧力，只需要安装密封段与槽钢连接后即可，将了安装难度，而预紧力来自于闸板对第一密封件的径向施力，使得弧形密封段发生形变，通过作用力与反作用力闸板对第一密封件的预紧力越大，通过反作用力密封部对闸板的压紧力就越大，密封效果就越强。

作为优选地，所述弧形密封段具有两段且互相镜像设置，两密封部之间留有间距。

通过采用上述技术方案，两镜像设置的弧形密封段提高对闸板之间的密封效果，起到两道密封，结合两镜像设置的第一密封件，实现了闸板两表面的四线密封，每表面具有两线密封，进而当其中一密封部失效后，另一密封部还可以继续保持对闸板之间的密封效果；同时，闸板两表面所形成的四线密封，提高了闸板对夹时的稳定性，并且由于同侧的两密封部具有一定间距，更好的提升对闸板的夹持稳定性，可减少由于介质对闸板冲击而产生的晃动幅度，间接性的提升了密封效果。

作为优选地，两第一密封件呈长条状，并沿闸板的长度方向/宽度方向排布。

通过采用上述技术方案，长条状设计的第一密封件能够提高对闸板之间的线接触范围，更好的提升密封效果。

作为优选地，所述密封组件还包括设于密封腔内的第二密封件，所述第二密封件包括与槽钢连接的密封板、连接于密封板两端的侧挡板以及连接侧挡板一端的加强板，所述加强板的一端向弧形密封段一侧延伸，加强板的端部抵触于弧形密封段的内表面处。

通过采用上述技术方案，第二密封件的主要作用有两点，第一，起到对槽钢与第一密封件的二道密封；第二，提高第一密封件的刚度，使得密封部能够更好的保持与闸板之间的线性密封，进而提升密封效果；实现第一个作用，首先利用密封板与槽钢的连接，起到密封作用，同时侧挡板与加强板的组合将密封腔分隔成多个腔体，不管介质从哪个方向进入，均可以达到二次密封效果；而对于提高第一密封件的刚度，同样利用侧挡板与加强板的组合，加强板的一端抵触到弧形密封段的内表面处，起到支撑作用，而侧挡板作为加强板的连接支撑，为加强板提供更大的支撑力，进而第一密封件中的密封部受到来自闸板的预紧力后，具有更大的反作用力，密封效果大幅提升，同时由于第一密封件的刚度增加，还提升了整体的使用寿命。

作为优选地，所述密封组件还包括设于密封腔内的第二密封件，所述第二密封件包括与槽钢连接的密封板、连接于密封板两端的侧挡板、连接侧挡板一端的加强板以及连接加强板与弧形密封段的支撑段，所述支撑段的一端与密封部连接。

通过采用上述技术方案，第二密封件的主要作用有两点，第一，起到对槽钢与第一密封件的二道密封；第二，提高第一密封件的刚度，使得密封部能够更好的保持与闸板之间的线性密封，进而提升密封效果；实现第一个作用，首先利用密封板与槽钢的连接，起到密封作用，同时侧挡板、加强板以及支撑段的组合将密封腔分隔成多个腔体，不管介质从哪个方向进入，均可以达到二次密封效果；而对于提高第一密封件的刚度，同样利用侧挡板、加强板以及支撑段的组合，支撑段直接连接密封部与加强段，将内应力分散，避免了密封部由于应力过大而导致磨损加快的情况，侧挡板作为加强板的连接支撑，为加强板提供更大的支撑力，进而第一密封件中的密封部受到来自闸板的预紧力后，具有更大的反作用力，密封效果大幅提升，同时由于第一密封件的刚度增加，还提升了整体的使用寿命。

作为优选地，所述第一密封件与第二密封件为一体式结构。

通过采用上述技术方案，由于一体式的结构，可降低第一密封件的内应力，提高使用寿命，同时方便整体的安装与更换。

作为优选地，所述侧挡板与加强板之间还设置有过渡弧段。

通过采用上述技术方案，过渡弧段主要起到避免加强板与侧挡板连接位置处的应力集中，而发生断裂的情况，提高第二密封件的使用寿命。

作为优选地，所述侧挡板与槽钢表面之间具有35°~45°的夹角。

通过采用上述技术方案，侧挡板的倾斜夹角设置，夹角过大会导致对第一密封件的支撑刚度过大，不利于密封部的自补偿调节，而夹角过小，对第一密封件的支撑刚度不足，密封部的自补偿调节能力降低，同时夹角过小时，当密封腔密封失效时，介质进入到密封腔内，侧挡板在除了提供第一密封件的支撑刚度还能起到对介质的间接阻挡密封作用，使得阻挡面面积过小，阻挡密封效果就较差。

本发明的第二个目的是提供一种密封系统，具有较佳的密封性以及使用寿命。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种密封系统，包括四组首尾相连呈矩形排布的密封结构，其中，密封组件的两端所处于的平面与竖直平面之间存在45°的夹角。

通过采用上述技术方案，四组首尾相连的密封结构对闸板的四周起到全面密封，同时由于密封结构具有一定刚度，闸板在启闭阀门时具有更好的稳定性，而密封组件的两端45°的倾斜夹角设置，相邻两密封组件连接时，更加方便，且连接后表面较为规则，具有较好的连续性，提高密封效果。

本发明的第三个目的是提供一种闸板阀，具有较佳的密封性以及使用寿命。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种闸板阀，包括闸板以及所述的密封系统，所述密封系统与闸板的表面四周密封连接。

通过采用上述技术方案，密封系统对闸板的四周进行全面密封，具有更好的密封效果。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过第一密封件中弧形密封段与安装密封段的设置，分别实现对闸板以及槽钢之间的连接密封，弧形密封段与闸板之间采用了线性密封，并提供密封部的自补偿能力，大幅提升了密封效果，同时由于密封面积的减少，降低了磨损程度，提高了整个密封结构的使用寿命；

2、通过设置第二密封件，提升第一密封件的刚度来更好的提高第一密封件与闸板之间的密封效果，同时，第二密封件作为与槽钢之间的二道密封，提高槽钢与密封结构之间的密封性；

3、通过设置四组首尾相连的密封结构，起到对闸板四周的全密封，更好的提升密封性，同时提高闸板升降过程中的稳定性以及抗介质冲击的能力。

附图说明

图1为实施例一中密封结构的示意图；

图2为实施例一中密封组件的结构示意图；

图3为实施例一中闸板在密封结构中的连接示意图；

图4为实施例二中密封组件的结构示意图；

图5为实施例二中闸板在密封结构中的连接示意图；

图6为实施例三中密封组件的结构示意图；

图7为实施例四中密封组件的结构示意图；

图8为实施例五中闸板阀的结构示意图。

图中，10、密封结构；11、槽钢；12、密封区域；13、密封组件；13a、第一密封件；13b、第二密封件；131、安装密封段；132、弧形密封段；133、密封部；134、密封板；135、侧挡板；136、过渡弧段；137、加强板；138、支撑段；139、密封挡槽；14、密封滑槽；15、密封腔；16、垫块；17、螺栓；20、闸板；30、减速电机；40、丝杆；50、传动螺母。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及 / 或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

共同参阅图1与图2，一种密封结构10，包括两槽钢11以及安装于槽钢11上的密封组件13。两槽钢11之间设置有间距形成一密封区域12，密封组件13收容于密封区域12内。

密封组件13包括两结构相同且镜像排布的第一密封件13a与第二密封件13b。第一密封件13a包括位于两端的安装密封段131以及连接两安装密封段131的弧形密封段132，两弧形密封段132相向凸设，且两者之间同样存在间隙形成一密封滑槽14。

第一密封件13a的两安装密封段131互相平行且处于同一水平面上，槽钢11的端面上设置有垫块16，垫块16的表面经过精加工处理，安装密封段131贴合于垫块16的表面，并通过螺栓17实现安装密封段131、垫块16以及槽钢11三者之间的连接。同一槽钢11上的两垫块16之间的间距大小，决定了弧形密封段132的凸度大小。

本实施例中，密封组件13整体为长条形，槽钢11的长度要大于或者等于密封组件13的长度，安装密封段131沿长度方向通过多个螺栓17与槽钢11连接。弧形密封段132具有一密封部133，该密封部133为弧形密封段132的至高点且呈线性状。

第一密封件13a与槽钢11连接后，两者之间形成一密封腔15，第二密封件13b安装于密封腔15内，具体包括密封板134、连接密封板134两端的侧挡板135以及连接于侧挡板135一端并向弧形密封段132一侧延伸的加强板137，加强板137与侧挡板135之间设置有过渡弧段136，加强板137的一端抵触于弧形密封段132的内表面上并靠近密封部133一侧。

密封板134通过焊接与槽钢11连接，焊接处形成一密封面。侧挡板135所处于的平面与槽钢11表面之间具有夹角A，夹角A在35°~45°之间，优选夹角A为41°。侧挡板135、过渡弧段136以及加强板137为一体式结构，并将密封腔15分隔成多个腔体，其中加强板137与弧形密封段132之间形成一密封挡槽139，密封挡槽139由加强板137的自由端一侧向外扩张。

共同参阅图1至图3，阀门关闭后，闸板20的一侧置于密封区域12内且部分插入至密封滑槽14中，对夹式的两第一密封件13a挤压闸板20，两密封部133与闸板20抵触并形成线性密封。界定，箭头的指向为介质的流动方向，部分介质在闸板20的阻挡下发生变向，朝向于密封组件13一侧流动，第一密封件13a作为第一道密封，密封部133与闸板20之间的线性密封起到第一密封件13a与闸板20之间的密封，安装密封段131与垫块16连接起到第一密封件13a与槽钢11之间的密封，进而介质可完全被阻断。

当安装密封段131与槽钢11之间的密封失效时，介质进入到密封腔15内，此时第二密封件13b就起到二道密封，由于密封板134与槽钢11之间形成一密封面，介质无法从密封面处流过，而侧挡板135将大部分的介质进行阻挡，同时侧挡板135会在介质的冲击下发生变形，缩小密封挡槽139的开口大小，同时提高加强板137与弧形密封段132之间的压紧力，使得介质完全进行阻挡密封，起到较佳的密封性。

实施例二

共同参阅图4与图5，与实施例一的区别在于，第一密封件13a具有两个弧形密封段132，两弧形密封段132镜像设置且处于同一圆弧上。每段弧形密封段132均具有一密封部133，同样密封部133处于弧形密封段132最高点，同时，两密封部133之间存在间距L。

此外，第二密封件13b中加强板137通过一支撑段138与密封部133连接，支撑段138大致呈水滴形，第一密封件13a与第二密封件13b为一体式结构。

阀门关闭时，闸板20的两表面均抵触有两个密封部133，形成四线密封，当其中一密封部133失效后，还有另一密封部133起到密封，形成第一密封件13a的两道密封。

同时，当介质进入到密封腔15内时，由于一体式的结构，使得介质无法通过密封挡槽139，进而起到更好的密封效果。

实施例三

参阅图6，一种密封系统，包括实施例一中的密封结构10，该密封结构10设置有四组且互相首尾相连。图示给出了密封组件13的结构，密封组件13的两端面通过裁剪形成与竖直平面呈45°的夹角，相邻两密封组件13的两端可互相组合并通过焊接实现连接。整个密封系统呈矩形，并与闸板20的四周进行密封连接。

实施例四

参阅图7，一种密封系统，包括实施例二中的密封结构10，排布与连接方式与实施例三相同。

实施例五

参阅图8，一种闸板阀，包括传动机构、闸板20以及实施例三或实施例四中的密封系统。传动机构具体包括减速电机30、与减速电机30连接的丝杆40以及与丝杆40螺纹连接的传动螺母50，传动螺母50与闸板20连接，密封系统与闸板20的表面四周密封连接。

工作时，减速电机30带动丝杆40原地转动，丝杆40的转动驱动传动螺母50的升降，进而带动闸板20的升降。界定，箭头方向为介质的流动方向，当闸板20向上移动时，阀门逐步打开，介质可进行流通；当闸板20处于图示的状态时，阀门关闭，介质的流通被切断，并通过密封系统实现密封。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种密封结构，其特征在于，包括：

两槽钢（11），两槽钢（11）之间具有间距并形成一密封区域（12）；

密封组件（13），设于密封区域（12）内，包括结构相同且镜像设置的两第一密封件（13a），所述第一密封件（13a）包括至少一个弧形密封段（132）以及连接于弧形密封段（132）一端的安装密封段（131）；

其中，所述第一密封件（13a）与槽钢（11）之间形成一密封腔（15），安装密封段（131）与槽钢（11）连接，呈镜像设置的两弧形密封段（132）之间留有间隙并形成供闸板（20）穿插的密封滑槽（14），所述弧形密封段（132）具有与闸板（20）表面抵触形成线性密封的密封部（133），所述密封部（133）始终具有往远离槽钢（11）一侧的运动趋势，所述弧形密封段（132）具有两段且互相镜像设置，两密封部（133）之间留有间距，所述密封组件（13）还包括设于密封腔（15）内的第二密封件（13b），第二密封件（13b）包括与槽钢（11）连接的密封板（134）、连接于密封板（134）两端的侧挡板（135）、连接侧挡板（135）一端的加强板（137）以及连接加强板（137）与弧形密封段（132）的支撑段（138），所述支撑段（138）的一端与密封部（133）连接。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，两第一密封件（13a）呈长条状，并沿闸板（20）的长度方向/宽度方向排布。

3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述第一密封件（13a）与第二密封件（13b）为一体式结构。

4.根据权利要求1或3所述的密封结构，其特征在于，所述侧挡板（135）与加强板（137）之间还设置有过渡弧段（136）。

5.根据权利要求1或3所述的密封结构，其特征在于，所述侧挡板（135）与槽钢（11）表面之间具有35°~45°的夹角。

6.一种密封结构，其特征在于，包括：

两槽钢（11），两槽钢（11）之间具有间距并形成一密封区域（12）；

密封组件（13），设于密封区域（12）内，包括结构相同且镜像设置的两第一密封件（13a），所述第一密封件（13a）包括至少一个弧形密封段（132）以及连接于弧形密封段（132）一端的安装密封段（131）；

其中，所述第一密封件（13a）与槽钢（11）之间形成一密封腔（15），安装密封段（131）与槽钢（11）连接，呈镜像设置的两弧形密封段（132）之间留有间隙并形成供闸板（20）穿插的密封滑槽（14），所述弧形密封段（132）具有与闸板（20）表面抵触形成线性密封的密封部（133），所述密封部（133）始终具有往远离槽钢（11）一侧的运动趋势，所述密封组件（13）还包括设于密封腔（15）内的第二密封件（13b），所述第二密封件（13b）包括与槽钢（11）连接的密封板（134）、连接于密封板（134）两端的侧挡板（135）以及连接侧挡板（135）一端的加强板（137），所述加强板（137）的一端向弧形密封段（132）一侧延伸，加强板（137）的端部抵触于弧形密封段（132）的内表面处。

7.一种密封系统，其特征在于，包括四组首尾相连呈矩形排布的如权利要求1~6任一项所述的密封结构（10），其中，密封组件（13）的两端所处于的平面与竖直平面之间存在45°的夹角。

8.一种闸板阀，其特征在于，包括闸板（20）以及如权利要求7所述的密封系统，所述密封系统与闸板（20）的表面四周密封连接。