專利名稱：一種碟形彈簧及金屬硬密封球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種碟形彈簧及金屬硬密封球閥。
背景技術(shù)：
彈簧的預(yù)緊力，很大程度上影響著金屬硬密封球閥的開關(guān)扭矩，計(jì)算彈簧的預(yù)緊力對于閥門的開關(guān)扭矩有著極為重要的意義，尤其是采用碟形彈簧時更為突出。碟形彈簧壓縮量的微小變化都會影響閥門開關(guān)扭矩。我們在計(jì)算閥門碟形彈簧預(yù)緊力時，理論上認(rèn)為普通球閥在無壓狀態(tài)下開啟過程與關(guān)閉過程中其產(chǎn)生的扭矩應(yīng)該是等同的。然而在通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況卻恰恰不同，閥門的開啟扭矩與關(guān)閉扭矩并不一致，而且相差比較大。開啟過程中扭矩波動不大，但關(guān)閉過程中出現(xiàn)扭矩先是最大突然變小然后再逐漸增大的現(xiàn)象。通過研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是球體在閥門關(guān)閉的過程中，由于閥座的側(cè)斜造成起始位置與關(guān)閉位置的碟形彈簧變形量不一致，從而導(dǎo)致空壓下碟形彈簧提供的預(yù)緊力不同，相應(yīng)的球與座之間產(chǎn)生的摩擦力就不同，所以才會在閥門開關(guān)過程中產(chǎn)生扭矩不一致的現(xiàn)象。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中閥門的開關(guān)扭矩不一致的現(xiàn)象，降低整臺閥門的開關(guān)扭矩。硬密封金屬球閥在關(guān)閉過程中，由于閥座的側(cè)斜造成起始位置與關(guān)閉位置的碟形彈簧預(yù)緊力不同，相應(yīng)的球座之間產(chǎn)生的摩擦力就不同，所需的扭矩也不同。本實(shí)用新型涉及一種碟形彈簧，包括圓碟形狀的主體，在所述主體的中心部形成有圓孔，沿著所述主體的圓周方向，所述碟形彈簧的主體上的至少一部分外周部上開有多個軸向延伸的通孔或者多個均勻分布于外周部邊緣上的徑向延伸的凹槽。帶有通孔或凹槽的外周部占整個主體的圓周的1/6-1/3。所述通孔的橫截面為圓形。所述凹槽的橫截面為長方形，三角形或U形。所述凹槽具有徑向向外的開口。帶有通孔或凹槽的外周部占整個主體的圓周的1/4。所述凹槽在徑向上凹陷的深度為所述主體的徑向?qū)挾鹊?5% 35%。所述凹槽在徑向上凹陷的深度為所述主體的徑向?qū)挾鹊?0%。本實(shí)用新型還涉及一種金屬硬密封球閥，包括前面所述的碟形彈簧。本實(shí)用新型的金屬硬密封球閥進(jìn)一步包括壓環(huán)20，密封環(huán)30，閥座40和球體50， 其中，閥座40緊鄰于球體50，閥座40上依次套有密封環(huán)30和壓環(huán)20，壓環(huán)20與碟形彈簧緊密配合。本實(shí)用新型在碟形彈簧上60° 120°弧長范圍內(nèi)開有小凹槽，閥門球體在關(guān)閉的過程中，由于閥座的側(cè)斜造成起始位置與關(guān)閉位置的碟形彈簧預(yù)緊力不同，相應(yīng)的球座之間產(chǎn)生的摩擦力就不同，采用開口碟形彈簧可以很好地解決這一點(diǎn)，從而有效地降低了整臺閥門的開關(guān)扭矩，同時可以保證較平穩(wěn)的開關(guān)扭矩。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1.在碟形彈簧60° 120°弧長上開有凹槽，避免了閥門關(guān)閉時由于閥座傾斜而引起的彈簧預(yù)緊力的增加；2.開有凹槽的碟形彈簧可以保證閥門的開關(guān)扭矩基本相等。

參考隨后的作為本實(shí)用新型的典型實(shí)施例示出的附圖，該說明將更容易理解，但不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型范圍的限制。圖1是本實(shí)用新型的碟形彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的碟形彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的碟形彈簧的又一結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的又一優(yōu)選實(shí)施例的碟形彈簧的示意圖；圖5是本實(shí)用新型的金屬硬密封球閥的剖面圖；圖6是本實(shí)用新型的金屬硬密封球閥閥門開關(guān)的狀態(tài)示意圖。圖中主要附圖標(biāo)記含義1、主體2、圓孔3、凹槽4、通孔10、碟形彈簧20、壓環(huán)30、密封環(huán)40、閥座50、球體具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例，如圖1所示，碟形彈簧包括圓碟形狀的主體 1，在主體1的中心部形成有圓孔2。沿著所述主體1的圓周方向，在主體1的至少一部分外周部上開有多個均勻分布于外周部邊緣上的徑向延伸的凹槽3，該凹槽3具有徑向向外的開口。優(yōu)選的，帶有凹槽3的外周部占整個主體1的圓周弧長范圍的1/6-1/3，即該外周部對應(yīng)的圓心角α為60° -120°。如圖2所示，凹槽3的橫截面示出為長方形(如圖加所示)，三角形(如圖2b所示)，或者U形(未示出)。凹槽3在徑向上凹陷的深度如圖3所示，此處示出為橫截面為長方形的凹槽。主體1在徑向上的寬度為L，凹槽3在徑向上凹陷的深度為Li，優(yōu)選的，凹槽3在徑向上凹陷的深度Ll為所述碟形彈簧的主體1的徑向?qū)挾鹊?5% 35%，即Ll/L = 0. 25-0. 35，如小于0. 25，碟形彈簧的主體1上的凹槽3將過長，使碟形彈簧邊緣強(qiáng)度下降過多，容易造成碟形彈簧的主體1變形。根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例，如圖4所示，沿著所述主體1的圓周方向，在主體1上的至少一部分外周部上，開有多個軸向延伸的圓筒狀的通孔4，該主體的外周部邊緣不具有開口，優(yōu)選的，帶有通孔4的外周部占整個圓周弧長范圍的1/6-1/3，即該外周部對應(yīng)的圓心角為60° -120°。優(yōu)選的，通孔4在徑向上分布的寬度為所述碟形彈簧的主體1的徑向?qū)挾鹊?25% 35%。根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例，碟形彈簧為1/4懸臂梁結(jié)構(gòu)碟形彈簧，碟形彈簧的主體1上占整個圓周弧長范圍的1/4的外周部上開有凹槽3或通孔4。根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施例，凹槽3在徑向上凹陷的深度(或者通孔4在徑向上分布的寬度)優(yōu)選為所述碟形彈簧的主體1的徑向?qū)挾鹊?0%。根據(jù)本實(shí)用新型的又一優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示一種金屬硬密封球閥，包括碟形彈簧10，壓環(huán)20，密封環(huán)30，閥座40，球體50，閥座40擠壓在球體50上，密封環(huán)30和壓環(huán) 20套在閥座40上，其中壓環(huán)20在碟形彈簧10的擠壓下壓緊密封環(huán)30，同時也壓緊閥座40 和球體50。沿著碟形彈簧10的主體1的圓周方向，所述主體1上的至少一部分外周部上，開有若干個均勻分布的徑向延伸的凹槽3或者若干個軸向延伸的圓筒狀的通孔4，帶有凹槽3 或通孔4的外周部占整個圓周弧長范圍的1/6-1/3。在裝配前，碟形彈簧10處于自然狀態(tài)。在裝配后，碟形彈簧10處于壓縮狀態(tài)，產(chǎn)生變形。碟形彈簧10的變形產(chǎn)生的力作用于壓環(huán)20上，并通過密封環(huán)30將作用力傳遞給閥座40，從而使閥座40的作用面緊貼在球體50上，從而達(dá)到密封的作用。在閥門開關(guān)過程中，即球體旋轉(zhuǎn)過程中由于球體要克服摩擦力按照逆時針開，順時針關(guān)的要求進(jìn)行運(yùn)動，球體從圖6a位置運(yùn)動到圖6b位置時，閥座40與球體50的配合面從整體接觸變成部分接觸，閥座40上承受的摩擦力由均衡變成不均衡，所以在受力不均衡的情況下閥座40會發(fā)生傾斜，傾斜方向如圖6c中A和B所示箭頭方向。閥門開關(guān)過程中， 閥座40發(fā)生微小的傾斜，從而導(dǎo)致閥門在開關(guān)過程中開啟扭矩較小而關(guān)閉扭矩較大，使開啟與關(guān)閉扭矩產(chǎn)生差異。本實(shí)用新型通過在碟形彈簧上開小凹槽，降低了閥門關(guān)閉過程中球座摩擦力矩， 保證閥門啟閉過程中摩擦力矩基本相等，同時提高了相關(guān)部件的使用壽命。其特別適合球閥閥座處的碟形彈簧設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求1.一種碟形彈簧，包括圓碟形狀的主體，在所述主體的中心部形成有圓孔，其特征在于，沿著所述主體的圓周方向，所述碟形彈簧的主體上的至少一部分外周部上開有多個軸向延伸的通孔或者多個均勻分布于外周部邊緣上的徑向延伸的凹槽。
2.如權(quán)利要求1所述的碟形彈簧，其特征在于，帶有通孔或凹槽的外周部占整個主體的圓周的1/6-1/3。
3.如權(quán)利要求1所述的碟形彈簧，其特征在于，所述通孔的橫截面為圓形。
4.如權(quán)利要求1所述的碟形彈簧，其特征在于，所述凹槽的橫截面為長方形，三角形或 U形。
5.如權(quán)利要求1所述的碟形彈簧，其特征在于，所述凹槽具有徑向向外的開口。
6.如權(quán)利要求1所述的碟形彈簧，其特征在于，帶有通孔或凹槽的外周部占整個主體的圓周的1/4。
7.如權(quán)利要求1所述的碟形彈簧，其特征在于，所述凹槽在徑向上凹陷的深度為所述主體的徑向?qū)挾鹊?5 % 35 %。
8.如權(quán)利要求1所述的碟形彈簧，其特征在于，所述凹槽在徑向上凹陷的深度為所述主體的徑向?qū)挾鹊?0%。
9.一種金屬硬密封球閥，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的碟形彈簧。
10.如權(quán)利要求9所述的金屬硬密封球閥，其特征在于，進(jìn)一步包括壓環(huán)(20)，密封環(huán) (30)，閥座(40)和球體(50)，其中，閥座(40)緊鄰于球體(50)，閥座(40)上依次套有密封環(huán)(30)和壓環(huán)(20)，壓環(huán)00)與碟形彈簧緊密配合。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種碟形彈簧及金屬硬密封球閥，所述碟形彈簧包括圓碟形狀的主體，在所述主體的中心部形成有圓孔，沿著所述主體的圓周方向，所述碟形彈簧的主體上的至少一部分外周部上開有多個軸向延伸的通孔或者多個均勻分布于外周部邊緣上的徑向延伸的凹槽。目的是更好地控制閥門啟閉扭矩。該實(shí)用新型克服了球閥啟閉過程中球座之間摩擦力矩不等的問題。該實(shí)用新型通過在碟形彈簧上開小凹槽，降低了閥門關(guān)閉過程中球座摩擦力矩，保證閥門啟閉過程中摩擦力矩基本相等，同時提高了相關(guān)部件的使用壽命。其特別適合球閥閥座處的碟形彈簧設(shè)計(jì)。
文檔編號F16F1/00GK202188054SQ20112028948
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者嚴(yán)啟斌, 吳俊偉 申請人:嚴(yán)啟斌, 吳俊偉