專利名稱：閘閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有閥體的閘閥，其包括第一部分、第二部分以及入口和出口部分，其中所述第一和第二部分在所述閥體中限定了與入口和出口部分的相應(yīng)孔流體相通的空腔，并且楔塊可在所述閥體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入到空腔內(nèi)以便在入口和出口部分之間形成阻礙，從而防止流體流過(guò)閥體，楔塊還可移出所述空腔以允許所述流體流動(dòng)。
背景技術(shù)：
例如從US 2934313和由本申請(qǐng)人提交的PCT/NO02/00117中已經(jīng)知道了上述類型的閘閥。在已知的閘閥中，楔塊通常由設(shè)置在閥體中的嵌件來(lái)引導(dǎo)。在閘閥中使用導(dǎo)向路徑是金屬閥座的閘閥以及彈性閥座的閘閥中常用的技術(shù)方案。導(dǎo)向路徑與楔塊上的低摩擦導(dǎo)向區(qū)域的結(jié)合使用是眾所周知的，例如歐洲專利申請(qǐng)EP 0926410A2。
在已知的閘閥中，閥的外殼鑄造成具有連續(xù)導(dǎo)向路徑的單件體，或者閥的外殼為兩件式設(shè)計(jì)，并且導(dǎo)向路徑向下延伸到該間隔內(nèi)，或完全不存在。這種不設(shè)置導(dǎo)向路徑或?qū)蚵窂酱嬖陂g斷將影響楔塊的導(dǎo)向，和/或增加楔塊上相應(yīng)區(qū)域的磨損。
在裝配閥的上部和底部期間還存在未對(duì)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)，這在操作期間可能降低導(dǎo)向路徑的質(zhì)量和性能。這些不利因素導(dǎo)致這種閘閥的有用壽命時(shí)間減少。
因此，需要一種具有可靠的導(dǎo)向路徑以方便組裝并改進(jìn)其操作的閘閥。
為了實(shí)現(xiàn)其預(yù)期目的，閘閥的密封嵌件需要具有一定的強(qiáng)度和剛度。條例規(guī)定，飲用水應(yīng)當(dāng)只能暴露于一定的材料中，這是集中于衛(wèi)生問(wèn)題而不是基于材料特性如強(qiáng)度和剛度來(lái)選擇的。這樣，在密封嵌件上達(dá)到必要的強(qiáng)度和剛度同時(shí)又符合相關(guān)的衛(wèi)生條例就會(huì)存在問(wèn)題。
發(fā)明公開及概要本發(fā)明通過(guò)提供一種具有閥體的閘閥而解決了這種需求，該閘閥包括第一部分、第二部分以及入口和出口部分，所述第一和第二部分在所述閥體中限定了與入口和出口部分的相應(yīng)孔流體相通的空腔，并且楔塊可在所述閥體中運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入到所述空腔內(nèi)以在入口和出口部分之間形成阻礙，從而防止流體流過(guò)閥體，楔塊還可移出所述空腔以允許所述流體流動(dòng)。這種新穎閘閥的特征在于，在楔塊的大致相對(duì)的側(cè)面上設(shè)有用于引導(dǎo)所述楔塊運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向物，各導(dǎo)向物的主要部分容納在第一部分中，并且各個(gè)導(dǎo)向物的一部分延伸到由第二部分限定的所述空腔的區(qū)域內(nèi)，從而將第一和第二部分之間的相應(yīng)間隙橋接起來(lái)，并基本上重疊在所述第二部分的相應(yīng)區(qū)域上，從而保證用于楔塊的連續(xù)導(dǎo)向路徑。
在從屬權(quán)利要求2-14中公開了根據(jù)本發(fā)明的閘閥的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明還提供了一種用于閘閥的密封嵌件，其中閘閥包括第一部分、第二部分以及入口和出口部分，該密封嵌件適合于裝配到由第一部分和第二部分形成的空腔內(nèi)，并且還包括在正常情況下暴露于流過(guò)閥的水中的區(qū)域。該密封嵌件的特征在于，剛性構(gòu)架(skeleton)部件在一定程度上覆蓋有彈性材料，使得正常情況下暴露于流過(guò)閥的水中的密封嵌件的所述區(qū)域基本上被所述彈性材料覆蓋。
在從屬權(quán)利要求15-28中公開了根據(jù)本發(fā)明的密封嵌件的優(yōu)選實(shí)施例。
因此，嵌件實(shí)際上分成兩個(gè)大致區(qū)域；一個(gè)暴露于流過(guò)閥的水中的區(qū)域，以及一個(gè)不用于與水接觸的區(qū)域。在后一區(qū)域中通常沒(méi)有衛(wèi)生方面的問(wèn)題，因此材料的限制也不嚴(yán)格。對(duì)于設(shè)計(jì)成當(dāng)使用閥時(shí)會(huì)變濕的嵌件的區(qū)域來(lái)說(shuō)，將有較嚴(yán)格的(涉及衛(wèi)生問(wèn)題)條例限制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的嵌件提供了改進(jìn)的構(gòu)架，同時(shí)符合適用的條例。
因此，一項(xiàng)新穎特征在于，在閥體分成上部、底部、入口部分和出口部分的具有彈性閥座的閘閥中使用了導(dǎo)向路徑，該導(dǎo)向路徑從上部向下延伸到閥中心線之下的底部。這將保證楔塊在閉合位置中具有更好的引導(dǎo)性能，并且防止在導(dǎo)向路徑中出現(xiàn)裂口，這種裂口會(huì)增加楔塊上的相應(yīng)區(qū)域的磨損。其還可防止在上部和底部的裝配期間可能發(fā)生的導(dǎo)向路徑的失配和質(zhì)量下降。總地說(shuō)來(lái)，這將保證導(dǎo)向路徑的最佳質(zhì)量，較少磨損，以及較長(zhǎng)的閥壽命。在一個(gè)實(shí)施例中，上部中的導(dǎo)向路徑區(qū)域如同兩個(gè)齒或一定輪廓形式而延伸，并且在底部中鑄造出相應(yīng)的凹穴或凹槽。
一種備選的解決方案是在上部和底部中鑄造出分開的導(dǎo)向區(qū)域，并在裝配期間通過(guò)插入低摩擦材料的連續(xù)導(dǎo)向路徑而將這兩個(gè)區(qū)域連接起來(lái)。其優(yōu)點(diǎn)在于鑄件的幾何形狀更加簡(jiǎn)單，可以更換導(dǎo)向路徑，以及可對(duì)不同應(yīng)用中的導(dǎo)向路徑使用不同的材料。
作為使用嵌件的一種備選，閥可制作成使密封件集成在涂覆有橡膠的底部上，即底部和密封嵌件基本上結(jié)合成一體。這樣，涂覆有橡膠的底部能完全代替對(duì)嵌件的需求。
這種底蓋例如可由鑄鐵級(jí)材料制成并完全涂覆了橡膠。橡膠涂層能夠校準(zhǔn)用于聯(lián)接區(qū)域的凹槽，作為入口部分和出口部分的環(huán)氧樹脂保護(hù)膜，以及用作底蓋的整體防蝕性保護(hù)。這種設(shè)計(jì)具有極大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠涔?jié)省了底蓋的環(huán)氧樹脂涂覆工藝和對(duì)嵌件的加工。裝配過(guò)程也因零部件較少而比較容易。
如果集成有密封件的底蓋能由防蝕性材料如不銹鋼制成，并且將橡膠涂層限制在楔塊密封、聯(lián)接密封和墊圈的區(qū)域，那么這將極其有益。通過(guò)使用高質(zhì)量的鑄造工藝，聯(lián)接區(qū)域可在不進(jìn)行機(jī)加工的條件下以最佳的精度制成。
如果例如在熔模鑄造工藝期間由防蝕性材料如不銹鋼來(lái)制出上部和底部，那么這將極其有益。這將提高聯(lián)接區(qū)域中的凹槽的質(zhì)量和精度。由于避免了環(huán)氧樹脂的涂覆工藝，因此這也有益于環(huán)境。為了避免因貴金屬閘閥而對(duì)管道系統(tǒng)所造成的電化學(xué)腐蝕問(wèn)題，入口部分和出口部分仍可由涂覆有環(huán)氧樹脂的鑄鐵級(jí)材料制成。聯(lián)接區(qū)域的總精度將提高，并且環(huán)氧樹脂涂層將用作管道系統(tǒng)的其余部分的絕緣體。
也可通過(guò)其它表面處理如塑料材料來(lái)使入口部分及出口部分與上部及底部隔離開，避免金屬接觸。
在閘閥中，聯(lián)接區(qū)域?qū)⑦B接上部、底部、入口部分和出口部分，并保證整個(gè)閥的必要強(qiáng)度和密封性。
為了考慮鑄造誤差和表面處理誤差(通常是環(huán)氧樹脂涂層)并且保護(hù)表面處理，可將嵌件包括在連接區(qū)域中。這種嵌件的初始尺寸過(guò)大，以便適應(yīng)閥體部分并形成剛性聯(lián)接。上部和底部中的凹槽在外側(cè)可具有較大的角度，以便在裝配期間產(chǎn)生入口部分和出口部分相對(duì)于嵌件的軸向運(yùn)動(dòng)。這樣，裝配工藝期間的所有變形都將發(fā)生在嵌件上，而非發(fā)生在閥體的表面處理層上。
在裝配之后，由于入口部分和出口部分上的摩擦而導(dǎo)致嵌件構(gòu)架環(huán)產(chǎn)生一定的變形，這是極其有益的。所產(chǎn)生的變形和摩擦將保證入口部分和出口部分成為整個(gè)閥的剛性部分，并防止入口部分和出口部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
為了使嵌件構(gòu)架環(huán)產(chǎn)生更好地受控的變形，優(yōu)選在嵌件構(gòu)架環(huán)的表面上制出一些變形區(qū)城。這可通過(guò)在表面上增設(shè)一些凹槽來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了保證上部、底部、入口部分和出口部分的裝配過(guò)程簡(jiǎn)單易行，并保證入口部分和出口部分具有相對(duì)于嵌件構(gòu)架環(huán)的最佳軸向運(yùn)動(dòng)，上部和底部中的凹槽可設(shè)有低摩擦性的環(huán)。該低摩擦環(huán)將保護(hù)閥體部分的表面涂層。該低摩擦環(huán)還可放在入口部分和出口部分的相應(yīng)凸緣中。
低摩擦環(huán)可由在連接區(qū)域使用特殊的潤(rùn)滑劑來(lái)替代，以達(dá)到同樣的功能。
將低摩擦環(huán)設(shè)在上部和底部的凹槽中的優(yōu)點(diǎn)在于，在裝配工藝之前可對(duì)這些凹槽進(jìn)行校準(zhǔn)。這樣，通過(guò)這種校準(zhǔn)過(guò)程可以更好地控制上部和底部中的凹槽的鑄造誤差。這種校準(zhǔn)過(guò)程可通過(guò)熔化工藝并利用固定的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。
聯(lián)接區(qū)域中的嵌件構(gòu)架環(huán)可由玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物材料制成。聚合物材料可以是聚酰胺材料或聚酯基材料。
嵌件的幾何形狀制成為使得密封面相對(duì)于上部和底部制成為在裝配工藝期間形成靜態(tài)密封。入口部分和出口部分上的密封可制成為防真空密封和液壓密封的組合式密封，以保證在管道彎曲期間具有最佳密封。
嵌件的幾何形狀制成為使得可以避免閥中的飲用水和未得到任何橡膠涂層保護(hù)的嵌件構(gòu)架環(huán)之間的任何接觸。這樣，嵌件構(gòu)架可由許多不同的材料制成，無(wú)需考慮飲用水方面的認(rèn)可。而且，在無(wú)需考慮飲用水方面的認(rèn)可時(shí)，可選擇在聯(lián)接區(qū)域中使用潤(rùn)滑劑，或者使用低摩擦環(huán)。
嵌件可在無(wú)全部橡膠涂層的條件下制成，例如用在閥的聯(lián)接區(qū)域中的嵌件構(gòu)架環(huán)區(qū)域一樣，這是極其有益的。這樣，在橡膠涂覆工藝期間，嵌件構(gòu)架環(huán)可用作嵌件構(gòu)架的重要定位面，以實(shí)現(xiàn)最終嵌件的最優(yōu)效果。
嵌件構(gòu)架環(huán)可制成為帶有一些凹穴區(qū)域，以便在上部和底部中安裝一些相應(yīng)的安全鈕，參見(jiàn)圖6。這些安全鈕將包括在上部和底部的幾何形狀中，并將在鑄造工藝期間成形。安全鈕能夠用作連接的額外安全措施，以防止在閥的壽命期間因管道中的彎曲或推壓過(guò)載狀況而對(duì)嵌件構(gòu)架環(huán)造成損壞。
在一種不同的設(shè)計(jì)中，聯(lián)接區(qū)域可設(shè)計(jì)成在入口部分和出口部分中帶有凹槽，并且在上部和下部具有對(duì)應(yīng)的幾何形狀。這種設(shè)計(jì)將機(jī)械聯(lián)接區(qū)域與聯(lián)接密封區(qū)域分開。通過(guò)利用幾乎如EP 0291331中所述的Victaulic型聯(lián)接設(shè)計(jì)，使用簡(jiǎn)單的幾何形狀即可實(shí)現(xiàn)高機(jī)械強(qiáng)度和剛性設(shè)計(jì)。
使用簡(jiǎn)單Victaulic型聯(lián)接設(shè)計(jì)是極其有益的，這是因?yàn)樵谶@個(gè)區(qū)域，上部和下部可以很容易地與入口部分及出口部分一起進(jìn)行機(jī)加工，以便達(dá)到高精度。避免對(duì)下部的Victaulic型聯(lián)接設(shè)計(jì)區(qū)域進(jìn)行機(jī)加工，并使用下部作為夾緊部分以實(shí)現(xiàn)剛性設(shè)計(jì)是極其有益的。
為了補(bǔ)償下部的鑄造誤差和腐蝕保護(hù)涂層(即環(huán)氧樹脂)的厚度誤差，嵌件可具有設(shè)在Victaulic型聯(lián)接區(qū)域中的薄橡膠膜。該橡膠膜將保證入口部分和出口部分相對(duì)于上部和下部的較大摩擦力，并避免入口部分和出口部分的可能旋轉(zhuǎn)。通過(guò)將機(jī)械聯(lián)接區(qū)域和聯(lián)接密封區(qū)域分隔開，可將薄的橡膠膜壓緊并使其破裂，不會(huì)產(chǎn)生任何泄漏。
通過(guò)對(duì)上部、入口部分和出口部分進(jìn)行機(jī)加工工藝，并將薄的橡膠膜增設(shè)到Victaulic型聯(lián)接區(qū)域的凹槽中，就可以控制由鑄造和表面涂覆所引起的誤差。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)剛性聯(lián)接、控制上部和下部之間的墊圈壓縮來(lái)說(shuō)是很重要的。
本說(shuō)明書參考了具有上部、底部、入口部分和出口部分的彈性閘閥，如WO 02/077504A1中所述。當(dāng)在裝配期間使用嵌件來(lái)連接入口部分和出口部分時(shí)，或者通過(guò)使用涂覆有橡膠的底部時(shí)，楔塊可由涂覆有環(huán)氧樹脂的鑄鐵級(jí)材料或防蝕性材料如不銹鋼制成。由于楔塊不再涂覆有橡膠，因此，當(dāng)在壓力下重裝閥時(shí)處于完全打開位置時(shí)的密封功能不再是預(yù)設(shè)的。這可通過(guò)使楔塊螺母在楔塊上延伸并增設(shè)楔塊螺母密封環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
閥頂部呈現(xiàn)出全新的高質(zhì)量設(shè)計(jì)，包括高強(qiáng)度、低摩擦和高耐蝕性。閥頂部的設(shè)計(jì)包括用來(lái)減少零件數(shù)量并優(yōu)化裝配工藝的許多特征。
為了保證高強(qiáng)度，閥頂部的心部由不銹鋼制成。為了減少零件數(shù)量，不銹鋼心部可具有聚合物涂層(即POM)，其涵括頂部上的防塵密封、用于閥桿的支撐面以及位于螺栓之下的聚合物保護(hù)膜，其可避免與不銹鋼心部發(fā)生金屬接觸。在螺栓材料的選擇方面，聚合物保護(hù)膜在不會(huì)產(chǎn)生任何電化學(xué)腐蝕問(wèn)題的條件下具有很大的靈活性。
通過(guò)使用聚合物保護(hù)膜，不銹鋼心部可制成低成本的粗鑄件部分，但最終設(shè)計(jì)仍將獲得良好的光潔度。
如果聚合物材料涂層具有對(duì)不銹鋼心部的整體粘附性，那么這將極其有益。
現(xiàn)在將參考附圖來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中相同的部分由相同的標(biāo)號(hào)表示。


圖1是根據(jù)本發(fā)明閘閥的一個(gè)實(shí)施例的分解視圖，圖2是圖1所示閘閥的分解視圖，但只顯示了上部和下部，并且還顯示了導(dǎo)向路徑，圖3是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明閘閥的上部和下部的局部剖面圖，圖4是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明閘閥的局部剖面圖，還顯示了可拆除的導(dǎo)向路徑，其位于相應(yīng)的凹槽中，并向下延伸且重疊在閥的下部或底部上，圖5是通過(guò)嵌件橡膠墊圈、閥上部和入口/出口部分的局部剖面圖，顯示了用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的各種密封區(qū)域，圖6是構(gòu)架環(huán)已就位的裝配好的上部和下部的局部透視圖，圖中還標(biāo)示了四個(gè)安全鈕，圖7是根據(jù)本發(fā)明的閥的分解剖面圖，其顯示了閥的底部包括彈性材料而基本上消除了對(duì)密封嵌件的需求的實(shí)施例，圖8是閥的局部剖面圖，其標(biāo)示了閥的入口/出口部分和上部，以及位于這兩部分之間的各種聯(lián)接區(qū)域，
圖9是根據(jù)本發(fā)明的閥的分解剖面圖，其標(biāo)示了上部和下部之間的墊圈，圖10是楔塊和楔塊螺母的透視圖，并且還標(biāo)示了位于楔塊兩側(cè)的導(dǎo)向肋，圖11是圖10所示楔塊的上部的特寫圖，圖12是閥頂部的剖面圖，其標(biāo)示了聚合物材料涂層、防塵密封和支撐面，圖13是上述圖中所示的閥頂部和楔塊的分解視圖，尤其標(biāo)示了心部和聚合物材料涂層。
圖14是通過(guò)大致與圖5所示相似但具有不同結(jié)構(gòu)的嵌件實(shí)施例的局部剖面圖，圖15是密封嵌件的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，圖16是構(gòu)架環(huán)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，圖17是圖15所示密封嵌件的另一透視圖，其還顯示了構(gòu)架環(huán)的一部分。
圖18是密封嵌件的透視圖，出于顯示的目的，其中一部分涂層被移開以露出構(gòu)架環(huán)的一部分。
閥包括四個(gè)基本部分入口和出口部分14、上部(或第一部分)10和下部或底部(第二部分)12。在圖1中以分解視圖顯示了這些部分。入口/出口部分是相同的，因此賦予了相同的標(biāo)號(hào)14。圖1還顯示了密封嵌件20，其放置在閥內(nèi)，并且在其處于閉合位置時(shí)提供了對(duì)楔塊的密封，還提供了對(duì)入口/出口部分的密封。根據(jù)本發(fā)明的閥還包括如圖10所示的楔塊或閉合件18。當(dāng)閥處于打開位置即允許流體流過(guò)閥內(nèi)腔時(shí)，楔塊通常收回到閥的上部10中。這可通過(guò)傳統(tǒng)的方式即通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿60來(lái)實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在回到圖1，其顯示出閥的第一部分或上部包括導(dǎo)向路徑22。在圖1中只顯示了左側(cè)的導(dǎo)向路徑，一個(gè)明顯的特征是，導(dǎo)向路徑包括延伸到第一部分之外的一部分，在這里由標(biāo)號(hào)23標(biāo)示。這些導(dǎo)向路徑末端23也顯示為處于第一部分的右側(cè)。
現(xiàn)在來(lái)看圖2，其更清楚地顯示了這些導(dǎo)向路徑或?qū)蛭?2。這兩個(gè)導(dǎo)向路徑包括凹槽或凹穴24，其用于在楔塊滑入和滑出由閥的上部和下部所限定的空腔時(shí)引導(dǎo)楔塊。圖中還顯示了導(dǎo)向路徑末端23，其延伸到第一部分或上部10的末端之外。
圖3是剖面圖，其顯示了當(dāng)閥處于裝配狀態(tài)時(shí)導(dǎo)向部分的末端23將如何向下延伸到下部12中。導(dǎo)向路徑末端23容納在第二部分或下部12的相應(yīng)凹槽27中。
圖4顯示了導(dǎo)向物22′的備選實(shí)施例。這里，導(dǎo)向物22′在其處于裝配狀態(tài)時(shí)可釋放地安裝在閥中。在圖4中還顯示了楔塊18，其優(yōu)選通過(guò)楔形導(dǎo)向肋17而可滑動(dòng)地設(shè)在兩個(gè)可釋放導(dǎo)向物22′內(nèi)。
在裝配狀態(tài)下，第一部分10和第二部分12在閥體內(nèi)限定了空腔，其與入口和出口部分14的相應(yīng)孔流體相通。楔塊能夠在閥體中運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入空腔以在入口和出口部分之間形成阻礙，從而防止流體流過(guò)閥體，楔塊還可移出所述空腔，從而允許流體流過(guò)閥體。閥的一個(gè)新穎特征在于，至少一個(gè)導(dǎo)向物22；22′通常容納在閥的第一部分內(nèi)，其一部分23；23′延伸到由第二部分所限定的空腔區(qū)域內(nèi)，從而基本上重疊在第二部分的區(qū)域上。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)向物22；22′包括適于引導(dǎo)所述楔塊18的凹穴24；24′。如圖4所示，導(dǎo)向物22′可與閥體、優(yōu)選是第一部分10可釋放地連接。如圖1所示，導(dǎo)向物22還可以是閥體的一個(gè)整體部分，特別是第一部分10。
圖7顯示了第二部分12和密封嵌件20聯(lián)接起來(lái)的閥的一個(gè)實(shí)施例。這里，所有密封面都集成在涂覆有橡膠的底部上。因此，該涂覆有橡膠的底部12可完全消除對(duì)嵌件20的需求。如上所述，在這個(gè)實(shí)施例中，底部或第二部分12可由鑄鐵級(jí)材料制成，并且完全涂覆有彈性材料如橡膠。這樣，彈性材料能夠?qū)τ糜诼?lián)接區(qū)域的凹槽、用于填充入口部分和出口部分的環(huán)氧樹脂保護(hù)層以及用于第二部分的總體防蝕層進(jìn)行校準(zhǔn)。圖7顯示了具有密封區(qū)域29和楔塊密封區(qū)域35以及墊圈36的這個(gè)實(shí)施例。
為了將第一部分10、第二部分12和入口/出口部分14連接起來(lái)，并考慮到鑄造誤差和表面處理誤差上的任何不精確性，并且為了保護(hù)表面處理層，可在聯(lián)接區(qū)域內(nèi)包括嵌件構(gòu)架環(huán)30，如圖5和圖14所示。這里顯示了第一部分和入口/出口部分以及嵌件構(gòu)架環(huán)30的截面，嵌件構(gòu)架環(huán)30的初始尺寸過(guò)大以適應(yīng)于閥體部分，并產(chǎn)生剛性聯(lián)接。圖5還顯示了嵌件橡膠墊圈31、靜態(tài)密封區(qū)域32、液壓密封區(qū)域34以及防真空密封33。如作用力箭頭F所示，當(dāng)有軸向載荷作用在入口/出口部分14上時(shí)，相應(yīng)部分(10，14)將如圖5中箭頭d1和d2所示地運(yùn)動(dòng)。如圖5所示，凹槽(位于第一部分，也位于第二部分上)在外側(cè)上具有較大的角度，從而在裝配期間使入口/出口部分相對(duì)于嵌件構(gòu)架產(chǎn)生這種軸向運(yùn)動(dòng)。這樣，裝配工藝期間的任何變形都將發(fā)生在嵌件構(gòu)架環(huán)處，而非發(fā)生在閥體表面上。在本說(shuō)明書的簡(jiǎn)介中解釋了這種設(shè)計(jì)的好處。
如圖6所示，嵌件構(gòu)架環(huán)30可制成為具有一些凹入的區(qū)域，以便在第一部分和第二部分中裝配一些相應(yīng)的安全鈕11。這些安全鈕11是在鑄造期間形成的整體部分。這些安全鈕可在連接中用作額外的安全措施，這是通過(guò)防止在其使用壽命期間因管道中的任何彎曲或推壓過(guò)載而對(duì)嵌件構(gòu)架環(huán)造成損壞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
除了使用如上所述的設(shè)計(jì)(即帶嵌件構(gòu)架環(huán))以外，還可將聯(lián)接區(qū)域設(shè)計(jì)成在入口/出口部分14中帶有凹槽，并在上部和下部中具有相應(yīng)的幾何形狀，如圖8中的截面圖所示。這里，聯(lián)接密封區(qū)域由標(biāo)號(hào)52包圍并標(biāo)明，而機(jī)械聯(lián)接區(qū)域由標(biāo)號(hào)50包圍并標(biāo)明。這種機(jī)械聯(lián)接區(qū)域也稱為Victaulic型聯(lián)接。在這種Victaulic型聯(lián)接中，圖8顯示了薄的橡膠膜51。
這種設(shè)計(jì)的一個(gè)特征在于，機(jī)械聯(lián)接區(qū)域50和聯(lián)接密封區(qū)域52是分開的。通過(guò)使用這種設(shè)計(jì)，就可利用簡(jiǎn)單的幾何形狀實(shí)現(xiàn)高機(jī)械強(qiáng)度和剛性設(shè)計(jì)。
如以上簡(jiǎn)介中所述，由于第一和第二部分很容易在這個(gè)區(qū)域與出口/入口部分一起進(jìn)行機(jī)加工而達(dá)到高精度，因此使用簡(jiǎn)單的Victaulic型聯(lián)接設(shè)計(jì)是有利的。避免在第二部分中對(duì)Victaulic型聯(lián)接設(shè)計(jì)區(qū)域進(jìn)行機(jī)加工并使用第二部分用作夾緊部分以實(shí)現(xiàn)剛性結(jié)構(gòu)是極其有益的。
薄橡膠膜51設(shè)在機(jī)械聯(lián)接區(qū)域中，以補(bǔ)償上部或下部的鑄造誤差以及防蝕涂層的厚度誤差。這種薄膜將保證相應(yīng)部分的高摩擦力，并且防止入口/出口部分的可能旋轉(zhuǎn)。通過(guò)使機(jī)械聯(lián)接區(qū)域和聯(lián)接密封區(qū)域分隔開，上述薄膜可承受到擠壓并甚至爆裂，不會(huì)導(dǎo)致任何泄漏。通過(guò)對(duì)上述部分執(zhí)行機(jī)加工工藝，并通過(guò)在Victaulic型聯(lián)接區(qū)域的凹槽中增設(shè)薄(橡膠)膜，就可控制因鑄造和表面涂覆所引起的誤差。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)剛性聯(lián)接并控制墊圈37在第一和第二部分之間的壓縮是很重要的，如圖9所示。
圖14顯示了構(gòu)架環(huán)30的實(shí)施例，其具有當(dāng)構(gòu)架環(huán)裝配在閥體中時(shí)通常面向且在某些情況下緊靠著第一部分10的某一區(qū)域的區(qū)域30a。在圖8中顯示了類似的配置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，該區(qū)域30a基本上形成了一個(gè)環(huán)，其一部分在構(gòu)架環(huán)裝配到閥體中時(shí)面向且在某些情況下還緊貼在第二部分12上。在圖15中也顯示了環(huán)形區(qū)域30a。構(gòu)架環(huán)的區(qū)域30a不會(huì)暴露于流過(guò)閥的水中。如上所述，構(gòu)架環(huán)可由玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物材料制成。然而，這種材料將不會(huì)與閥中的水接觸。
在圖15中顯示了與圖14相似但處于未裝配狀態(tài)下的密封嵌件的實(shí)施例。所露出的構(gòu)架環(huán)區(qū)域由標(biāo)號(hào)30a標(biāo)示，其在嵌件安裝到閘閥中時(shí)無(wú)法看到。應(yīng)當(dāng)理解，在嵌件的另一側(cè)露出了相似的區(qū)域。
另外，在完成制造工藝之后，構(gòu)架環(huán)的某些小區(qū)域可能仍未被彈性材料覆蓋(例如由于制造方法和局限性)。因此在使用閥時(shí)，這些較小的未被覆蓋的區(qū)域暴露于水中。然而，構(gòu)架環(huán)材料的這些露出區(qū)域的尺寸較小，并處于條例限制的范圍內(nèi)。
圖16顯示了構(gòu)架環(huán)16。如上所述，構(gòu)架環(huán)可由剛性材料制成，譬如聚酰胺材料或聚酯基材料。然而總地說(shuō)來(lái)，構(gòu)架環(huán)可由金屬、塑料或橡膠制成。
圖17顯示了從另一透視方向看去的圖15所示的嵌件。這里顯示了構(gòu)架環(huán)的一部分30b，以及在用柔性材料涂覆構(gòu)架環(huán)即在制作密封嵌件時(shí)所使用的導(dǎo)向凹穴30c。本領(lǐng)域的讀者應(yīng)當(dāng)理解，流過(guò)閥體的水不會(huì)接觸到構(gòu)架環(huán)的區(qū)域30b。
這樣，本發(fā)明的密封嵌件(20)適合于裝配到由閘閥的第一部分和第二部分形成的空腔內(nèi)。剛性構(gòu)架(30)元件覆蓋有彈性材料，使得在正常工作狀態(tài)下暴露于流過(guò)閥的水中的密封嵌件的區(qū)域基本上被所述彈性材料覆蓋。
密封區(qū)域(29)、楔塊密封(35)、墊圈(31，36，37)、靜態(tài)密封(32)中一個(gè)或多個(gè)由彈性材料形成或構(gòu)成。
構(gòu)架可由金屬、塑料或橡膠材料制成。這種金屬可以是諸如鑄鐵或鋼的材料。
彈性材料可由塑料或橡膠材料如熱塑性彈性體(TPE)制成。
彈性材料可包括硫化在構(gòu)架上的塑料，如果構(gòu)架包括鋼，那么這是很合適的。如本領(lǐng)域中所公知的那樣，彈性材料還可通過(guò)粘合劑而連接在構(gòu)架上。
彈性材料還可通過(guò)分子級(jí)接合而連接在構(gòu)架上。
以下的組合是適用的-金屬構(gòu)架+TPE涂層-金屬構(gòu)架+橡膠涂層-塑料構(gòu)架+TPE涂層-塑料構(gòu)架+橡膠涂層-硬質(zhì)橡膠構(gòu)架+TPE-硬質(zhì)橡膠構(gòu)架+橡膠涂層金屬構(gòu)架/橡膠涂層組合的優(yōu)點(diǎn)包括經(jīng)檢驗(yàn)過(guò)的制造工藝、可靠的結(jié)果和延長(zhǎng)的使用壽命。然而，這種材料組合要求有底料，這是不希望有的。此外，材料和制造工藝的成本較高。
用于塑料構(gòu)架/TPE涂層組合的制造工藝則更加簡(jiǎn)單。不需要使用底料，并且成品的價(jià)格相對(duì)較低。然而，可用于這種組合的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)有限。
塑料構(gòu)架/橡膠涂層的組合也將要求有底料，這是不利的。
如圖14所示，當(dāng)構(gòu)架環(huán)裝配在閥體中時(shí)，剛性構(gòu)架的區(qū)域面向第一部分10的區(qū)域，使得在閥的正常工作和使用期間，剛性材料的這個(gè)區(qū)域30a(如上所述通常包括玻璃纖維)不會(huì)暴露于流過(guò)閥的水中。
參見(jiàn)圖8，其顯示了在一個(gè)實(shí)施例中如何將彈性嵌件材料的部分51夾緊在第一部分10和第二部分12的其中一個(gè)或兩個(gè)與入口和出口部分14的其中一個(gè)或兩個(gè)的第一配合區(qū)域之間，從而在閥處于裝配狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生機(jī)械聯(lián)接區(qū)域51。另外，仍然參見(jiàn)圖8，包括至少部分地被彈性材料覆蓋的剛性構(gòu)架區(qū)域的一部分嵌件在一個(gè)實(shí)施例中夾緊在第一部分10和第二部分12的其中一個(gè)或兩個(gè)與入口和出口部分14的其中一個(gè)或兩個(gè)的第二配合區(qū)域之間，從而在閥處于裝配狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生聯(lián)接密封區(qū)域52。機(jī)械聯(lián)接區(qū)域51和聯(lián)接密封區(qū)域52是彈性相連的。從圖8中可明顯看出，第一和第二配合區(qū)域如何包括互補(bǔ)式的凹入和凸起的區(qū)域。
現(xiàn)在來(lái)看圖10所示的一個(gè)實(shí)施例中的楔塊18，當(dāng)在裝配期間使用嵌件來(lái)連接入口和出口部分時(shí)，或通過(guò)使用如上所述的涂覆有橡膠的第二(下方)部分時(shí)，這種楔塊可由涂覆有環(huán)氧樹脂的鑄鐵級(jí)材料或防蝕性材料如不銹鋼制成。由于楔塊不再涂覆有橡膠，因此在完全打開的位置、例如在壓力下重裝閥時(shí)，密封功能將不再存在。這可通過(guò)使楔塊螺母在楔塊之上延伸并增加楔塊螺母密封環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖10所示。這里，楔塊螺母19設(shè)置在楔塊18的頂部，并且密封環(huán)19b顯示在螺母的頂部處。在圖11中顯示了這個(gè)區(qū)域的放大視圖。
現(xiàn)在來(lái)看圖12和13，其中公開了閥的一部分。為了減少零件的數(shù)量并提供優(yōu)化的裝配工藝，引入了許多與閥頂部相關(guān)的新穎特征。為了保證高強(qiáng)度，如同在閥桿60中一樣，閥頂部的心部62例如可由不銹鋼制成。心部62覆有聚合物涂層61，其包括靠在閥桿60上的防塵密封63。它還包括用于閥桿的支撐面64和位于螺栓66之下的聚合物保護(hù)膜65，從而避免與心部(不銹鋼)62發(fā)生金屬對(duì)金屬的接觸。在不會(huì)產(chǎn)生任何與電化學(xué)腐蝕相關(guān)的問(wèn)題的條件下，這種聚合物保護(hù)膜在螺栓材料的選擇方面具有較大的靈活性。
通過(guò)使用聚合物保護(hù)膜，不銹鋼心部可制成為低成本的粗鑄件部分，但最終產(chǎn)品仍將獲得可接受的光潔度。如果聚合物材料涂層具有對(duì)不銹鋼心部的整體粘附性，那么這將具有額外的優(yōu)點(diǎn)。同已知的閥頂部填料盒很難拆卸的閥頂部相比，這種閥頂部的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)在于，可以很容易地對(duì)其進(jìn)行多次裝配和再裝配。
權(quán)利要求
1.一種閘閥，其具有閥體，并包括第一部分(10)、第二部分(12)以及入口和出口部分(14)，●所述第一和第二部分在所述閥體中限定了與所述入口和出口部分的相應(yīng)孔流體相連的空腔，和●楔塊(18)可在所述閥體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入到所述空腔內(nèi)以便在入口和出口部分之間形成阻礙，從而防止流體流過(guò)所述閥體，所述楔塊可移出所述空腔以允許所述流體流動(dòng)，其特征在于，在所述楔塊的大致相對(duì)的側(cè)面上設(shè)有用于引導(dǎo)所述楔塊運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向物(22；22′)，各所述導(dǎo)向物的主要部分容納在所述第一部分中，并且各所述導(dǎo)向物的一部分(23；23′)延伸到由第二部分限定的所述空腔的區(qū)域內(nèi)，從而將所述第一和第二部分之間的相應(yīng)間隙橋接起來(lái)，并基本上重疊在所述第二部分的相應(yīng)區(qū)域上，從而保證用于所述楔塊的連續(xù)導(dǎo)向路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述導(dǎo)向物(22；22′)包括適于可滑動(dòng)地引導(dǎo)所述楔塊的凹穴(24；24′)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述導(dǎo)向物(22′)與所述閥體可釋放地相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述導(dǎo)向物(22′)與所述第一部分(10)可釋放地相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述導(dǎo)向物(22)是所述閥體的一個(gè)整體部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述導(dǎo)向物(22)是所述第一部分(10)的一個(gè)整體部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的閘閥，其特征在于，所述第一部分包括用于容納所述導(dǎo)向物(22′)的凹槽(26)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述第二部分包括用于容納所述導(dǎo)向物的所述部分(23；23′)的凹槽(27)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，在所述空腔中設(shè)有密封嵌件(20)，其可在所述楔塊處于合適位置時(shí)與所述楔塊(18)的部分形成密封接合，從而防止流體流過(guò)所述閥體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的閘閥，其特征在于，所述密封嵌件至少在與所述楔塊接觸的區(qū)域內(nèi)包括彈性材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述第二部分(12)至少在與所述楔塊接觸的區(qū)域內(nèi)包括彈性材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述第二部分(12)至少在與所述導(dǎo)向物(22；22′)接觸的區(qū)域附近包括彈性材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1和11所述的閘閥，其特征在于，所述第二部分包括用于與所述入口和出口部分形成密封接合的相應(yīng)的密封區(qū)域(29)。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閘閥，其特征在于，所述楔塊(18)包括用于與所述導(dǎo)向物凹穴(24；24′)滑動(dòng)式接合的楔形導(dǎo)向肋(17)。
15.一種用于閘閥的密封嵌件(20)，所述閘閥包括第一部分(10)、第二部分(12)以及入口和出口部分(14)，所述密封嵌件適于裝配到由所述第一部分和第二部分形成的空腔內(nèi)，并且還包括在正常情況下暴露于流過(guò)所述閥的水中的區(qū)域，其特征在于，所述密封嵌件包括在某種程度上被彈性材料所覆蓋的剛性構(gòu)架(30)元件，使得在正常情況下暴露于流過(guò)閥的水中的密封嵌件的所述區(qū)域基本上被所述彈性材料覆蓋。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的密封嵌件，其特征在于，密封區(qū)域(29)、楔塊密封(35)、墊圈(31，36，37)和靜態(tài)密封(32)中的一個(gè)或多個(gè)由彈性材料形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的密封嵌件，其特征在于，所述構(gòu)架由選自金屬、塑料和橡膠的材料制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的密封嵌件，其特征在于，所述金屬選自鑄鐵和鋼。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的密封嵌件，其特征在于，所述彈性材料由選自塑料和橡膠的材料制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的密封嵌件，其特征在于，所述塑料是熱塑性彈性體(TPE)。
21.根據(jù)權(quán)利要求15-20中任一項(xiàng)所述的密封嵌件，其特征在于，所述彈性材料包括硫化到所述構(gòu)架上的塑料，所述構(gòu)架優(yōu)選包括鐵。
22.根據(jù)權(quán)利要求15-20中任一項(xiàng)所述的密封嵌件，其特征在于，所述彈性材料通過(guò)粘合劑連接在所述構(gòu)架上。
23.根據(jù)權(quán)利要求15-20中任一項(xiàng)所述的密封嵌件，其特征在于，所述彈性材料通過(guò)分子焊接而連接在所述構(gòu)架上。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的密封嵌件，其特征在于，當(dāng)所述構(gòu)架環(huán)裝配在所述閥體中時(shí)，所述剛性構(gòu)架(30)的區(qū)域(30a)面向所述第一部分(10)的區(qū)域和所述第二部分(12)的區(qū)域，使得在閥的正常工作和使用期間，所述區(qū)域(30a)不會(huì)暴露于流過(guò)閥的水中。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的密封嵌件，其特征在于，所述彈性嵌件材料的一部分(51)夾緊在所述第一部分(10)和所述第二部分(12)的其中之一或兩者與所述入口和出口部分(14)的其中之一或兩者的第一配合區(qū)域之間，從而在閥處于裝配狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生機(jī)械聯(lián)接區(qū)域(51)。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的密封嵌件，其特征在于，所述嵌件的包括至少部分地由彈性材料所覆蓋的剛性構(gòu)架區(qū)域的部分夾緊在所述第一部分(10)和第二部分(12)的其中之一或兩者與所述入口和出口部分(14)的其中之一或兩者的第二配合區(qū)域之間，從而當(dāng)閥處于裝配狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生聯(lián)接密封區(qū)域(52)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25和26所述的密封嵌件，其特征在于，所述機(jī)械聯(lián)接區(qū)域(51)和所述聯(lián)接密封區(qū)域(52)彈性式連接。
28.根據(jù)權(quán)利要求25和26所述的密封嵌件，其特征在于，所述第一和第二配合區(qū)域包括互補(bǔ)式的凹入的和凸起的區(qū)域。
全文摘要
一種閘閥，包括第一部分(10)、第二部分(12)和入口/出口部分(14)，其中第一和第二部分在閥體中限定了空腔，楔塊(18)可在所述閥體內(nèi)運(yùn)動(dòng)。閘閥包括位于楔塊的大致相對(duì)側(cè)面上的用于引導(dǎo)所述楔塊運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向物(22；22′)，各導(dǎo)向物的主要部分容納在第一部分中，并且導(dǎo)向物的一部分(23；23′)延伸到由第二部分限定的空腔區(qū)域內(nèi)，從而基本上重疊在所述部分的區(qū)域。導(dǎo)向物可釋放地安裝或集成在閥外殼的上部上。用于閘閥的密封嵌件(20)包括在正常情況下暴露于流過(guò)閥的水中的區(qū)域，以及在某種程度上被彈性材料覆蓋的剛性構(gòu)架(30)元件，使得密封嵌件在正常情況下暴露于流過(guò)閥的水中的所述區(qū)域基本上被所述彈性材料覆蓋。
文檔編號(hào)F16K3/12GK1833131SQ200480022585
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月6日
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