兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥的制作方法
【專利摘要】兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥，是由閥體、閥蓋、設在閥體內(nèi)部的閥座、設在閥座上的球體、手柄組成；閥體與閥蓋的連接處設有閥體密封墊，閥體與閥蓋連接部位為微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構和槽墊結(jié)構，所述手柄與一個碟形彈簧之間設有一個壓板，所述手柄通過一個閥桿與球體連接起來，并且該閥桿是貫穿閥體的側(cè)壁，閥桿倒密封處為球形結(jié)構。本實用新型由于采用三角套密封、閥桿球楔倒密封及微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構，使得密封體積小，效率高，密封性能更加可靠。
【專利說明】兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于機械工程配件【技術領域】，具體涉及的是一種兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥。
【背景技術】
[0002]閥門是流體輸送與控制的開關，凡閥門都有一個開關裝置，如球閥中的球，閘閥中的閘板，截止閥中的閥瓣；閥門開關裝置設置在閥體的流體通道中，有一個允許流體穿過的開通位置和一個阻止流體穿過的關閉位置，其從開到關和從關到開的運動是通過閥桿來實現(xiàn)的；閥桿都是在體外通過手柄或氣動頭或電動頭操縱的；閥桿從閥體或閥蓋內(nèi)伸到體夕卜，需要嚴格的密封，開關裝置的關閉結(jié)構或通道的連接或固定也需要嚴格的密封。
[0003]因現(xiàn)有閥門結(jié)構的密封結(jié)構存在密封不理想，密封安全隱患一直是人們急需解決的問題，本案由此而生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是針對以上技術的不足，提供一種簡單而有效的溫度補償密封結(jié)構，用作流體容納件的緊固螺紋連接的兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥。
[0005]因考慮到密封的任務是填平補齊對接表面的凸凹不平，密封對接表面一般都是由車鏜工藝加工而成的，因此，密封的任務是填平補齊車鏜加工引起的表面幾何誤差；機械加工表面幾何誤差有表面粗糙度、表面波紋和表面形狀誤差三種；表面粗糙度是由切削刃跡構成的輪廓元寬度較窄(或波長較短)的表面微觀幾何誤差，其輪廓元(寬度XS/高度Zt)<50 ;表面波紋度是加工振動所致的輪廓元寬度稍寬(或波長稍長)的表面微觀幾何誤差，其輪廓元(寬度XS/高度Zt )=50-1000 ;表面形狀誤差是機床導軌或工件安裝夾緊所致的輪廓元寬度較寬(或波長較長)表面宏觀幾何誤差，其輪廓元(寬度XS/高度Zt) >1000 ;密封面寬度遠小于機床導軌平行度與垂直度引起的表面形狀誤差波長，反映在對封面上的表面形狀誤差可忽略不計，工件安裝夾緊所致的表面形狀誤差應當而且可以避免；普通車鏜加工手段屬稍精細的機械加工范疇，需要使用稍高的主軸轉(zhuǎn)速和稍細的進給速度，振動所致的表面波紋度的波長較短，刃跡構成的粗糙度的波長更短；因此密封要填平補齊的是對接表面上較細膩的微觀表面波紋度和粗糙度量級的凸凹不平。
[0006]由于常用密封材料在某個常溫范圍，其它材料在某個高溫范圍，幾乎都是晶體區(qū)與非晶體區(qū)相互不停轉(zhuǎn)換與共存的粘彈材料，而晶體區(qū)致材料顯固相特性、有強度和剛性，非晶體區(qū)致材料顯液相特性、有粘性和彈性；液相成分的流動性可導致密封墊的壓力傳遞各向同性，無論介質(zhì)作用面與密封面是平行還是垂直，都有可能將墊表面壓強全數(shù)轉(zhuǎn)換為密封面的密封壓力；液相成分的體積不可壓縮性可導致密閉壓縮中的密封墊，象油缸中的液壓油一樣，有超強的抗壓能力一只要擠出間隙足夠小，就決不會被擠破；液相成分的粘性可導致密封墊應變滯后應力，或?qū)е聣|密封應力松弛或?qū)е旅芊鈮|冷流，引起密封失效；液相成分的粘性還可導致密封墊的壓力傳遞高度遞減；固相成分的穩(wěn)固性可導致密封墊的壓縮應力，至多只能按泊松比和虎克定律，減半地轉(zhuǎn)換成其正交方向上的延伸應力(因為常用密封材料的泊松系小于0.5)，因此，有可能只能將自密封墊的表面壓強，按投影轉(zhuǎn)換成其它方向、按泊松比轉(zhuǎn)換成正交方向的密封應力；所以，質(zhì)地較軟的彈性橡膠墊幾乎可按液體傳遞壓力，質(zhì)地硬的墊幾乎只能按固體泊松比和矢量傳遞壓力，質(zhì)地軟硬中等的聚四氟乙烯墊可在屈服前在微觀上按液相、宏觀上按固相傳遞壓力，可在屈服后在宏觀上按液相傳遞壓力。
[0007]密封的結(jié)構原理是，無介質(zhì)壓力時，結(jié)構實現(xiàn)初始密封所必須的最小名義應力y應當足夠小，小至有介質(zhì)壓力時，結(jié)構的密封維持系數(shù)或抗干擾系數(shù)m (=結(jié)構的密封作用力FS/介質(zhì)去密封作用力Fu)有意義，即小至有介質(zhì)壓力時,結(jié)構的密封性是由m決定的:m=l時，結(jié)構的密封作用力(FS)=介質(zhì)密封作用力(Fu)，結(jié)構處于密封與非密封臨界狀態(tài)，m稍大于I時，結(jié)構進行密封維持狀態(tài)，m比I越大，結(jié)構維持密封的能力越強，可靠性越高；也就是說密封結(jié)構設計在于首先使其無介質(zhì)壓力時的y值小至有介質(zhì)壓力時的m有意義，然后使其m>l。
[0008]如前所述，如果使用墊而不用鋸齒環(huán)對接，則由于墊比對接金屬軟，因此，一般都可通過承受極限工作壓力的那份預緊固力實現(xiàn)初始密封；所以，任何密封對接結(jié)構，只要恰當應用微觀鋸齒環(huán)和軟墊，都可按密封維持系數(shù)或抗干擾系數(shù)m (=結(jié)構的密封作用力FS/密封面上的介質(zhì)去密封作用力Fu)大于I設計和考核。
[0009]基本槽墊密封結(jié)構，用作墊密封的非金屬材料比對接金屬表面材軟，易于消除對接金屬表面的原始泄漏，但卻又帶給對接新的泄漏一沿墊材內(nèi)微隙的穿透泄漏；無論是動密封還是靜密封，有效阻止介質(zhì)沿密封表面通道泄漏的關鍵在于給墊密封面予足夠接觸壓應力以使墊材充分填平補齊對接表面的凸凹不平，有效阻止介質(zhì)沿墊材內(nèi)通道泄漏的關鍵在于同時給墊各向予足夠壓應力以充分關閉墊材內(nèi)微隙口，并不在乎擠壓力來自對接面還是壓力介質(zhì)；由于力在粘性液體材料中的傳遞是遞減的，力在彈性固體材料中的傳遞是縱橫有別的，因此，對常溫下固相和液相共存的密封墊的開放壓縮不可能使墊在其各向表面同時受到相同程度的擠壓而有效關閉各路泄漏通道，或者說，只有封閉壓縮密封墊才有可能使墊在其各向表面同時受到相同程度的擠矸而有效同時關閉介質(zhì)沿密封面的泄漏通道和介質(zhì)穿透墊材的泄漏通道；加之，封閉壓縮中的密封材料，就像液壓缸中的液壓油一樣，只要擠出間足夠小，就決不會被擠破，因此，可以說，最理想的墊密封結(jié)構，無論是通過安裝機械力還是通過介質(zhì)壓力壓縮，都應當是墊受封閉壓縮的槽墊密封結(jié)構。
[0010]本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的:兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥，是由閥體、閥蓋、設在閥體內(nèi)部的閥座、設在閥座上的球體、手柄組成；其特征在于:閥體與閥蓋的連接處設有閥體密封墊，閥體與閥蓋連接部位為微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構和槽墊結(jié)構，所述手柄與一個碟形彈簧之間設有一個壓板，所述手柄通過一個閥桿與球體連接起來，并且該閥桿是貫穿閥體的側(cè)壁，閥桿倒密封處為球形結(jié)構。
[0011]所述閥體密封墊設置為微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構，由于微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構的初始接觸為線接觸，材料越硬，接觸面積越逼近零，因此，可以說，無論材料多強多硬，對接結(jié)構通過線接觸實現(xiàn)初始密封所需的作用力都象軟材料一樣，都可小至忽略不計；也就是說，無論材料硬還是軟，只要適時應用微觀鋸齒環(huán)密封結(jié)構，任何對接結(jié)構為實現(xiàn)初始密封所需的那份力均可做到忽略不計，或無介質(zhì)壓力時任何對接結(jié)構實現(xiàn)密封所必須的最低密封應力Y均可做到忽略不計。
[0012]所述閥桿與閥體側(cè)壁連接處設有閥桿密封墊及三角套進行完全密封，所述閥桿與閥體側(cè)壁連接處還設有防靜電裝置；由于三角套直接受徑向壓力而又高度均勻?qū)ΨQ，因此，具有密封效率高、補償調(diào)節(jié)靈敏，耐磨持久等特點。
[0013]所述閥桿密封墊的形狀為球楔狀。
[0014]所述閥座截面的基準結(jié)構為等邊三角形。
[0015]本實用新型的有益效果體現(xiàn)在于:與現(xiàn)有技術相比，本實用新型由于采用三角套密封、閥桿球楔倒密封及微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構，使得密封體積小，效率高，密封性能更加可靠；另外手柄鎖緊平臺與驅(qū)動器安裝平臺采用螺紋連接，這將大大降低閥門的制造成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細的說明。
[0017]圖1為本實用新型截面結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥，是由閥體1、閥蓋5、設在閥體I內(nèi)部的閥座3、設在閥座3上的球體2、手柄9組成；該閥體I與閥蓋5的連接處設有閥體密封墊4，閥體I與閥蓋5連接部位為微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構和槽墊結(jié)構，所述手柄9與一個碟形彈簧12之間設有一個壓板10，所述手柄9通過一個閥桿6與球體2連接起來，并且該閥桿6是貫穿閥體I的側(cè)壁，閥桿倒密封處為球形結(jié)構。
[0019]所述閥體密封墊4為微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構；該微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構可適合用作各種表面，如平面與平面，錐面與錐面或球面，球面與球面或錐面等的對接密封結(jié)構；實際上，只要在稍凸起的有對接鋸齒環(huán)結(jié)構的面上，由機床導軌平行度和垂直度以及工件裝夾變形所致的表面形狀誤差輪廓波高度，不大于切削振動所致的表面波紋度輪廓元高度和不大于切削刃跡所致的表面粗糙度輪廓元高度，那么，一切表面對接都可靠齒高稍大的微觀鋸齒環(huán)實現(xiàn)對接密封。
[0020]所述閥桿6與閥體I側(cè)壁連接處設有閥桿密封墊7及三角套14進行完全密封，所述閥桿6與閥體I側(cè)壁連接處還設有防靜電裝置8。
[0021]所述閥桿密封墊7的形狀為球楔狀，有效提高了密封的可靠性。
[0022]手柄9與一個螺母11連接，三角套14的上方設有密封壓套13，壓板10與一個定位銷15連接。
[0023]所述閥座3截面的基準結(jié)構為等邊三角形，閥座的任務是完成開關球體2與閥體I的斜角對接，因此，閥座3至少三個互成角度的表面:一個對開關球體的密封面、一個對閥體的密封面和一個求閥體的力平衡支承面；該等邊三角截面閥座其三面相等受力和不等受力面積(因回轉(zhuǎn)半徑差異)正好理想地滿中各面不等應力的需求，應力稍大的球密封面正好滿足其對球的動密封，應力稍小的體密封面正好滿足其對體的靜密封，應力再稍小的支承面正好滿足其在支承環(huán)上的滑動；再者，只有等邊三角截面才能避免閥座出現(xiàn)小于60度的弱尖角；因此，如果閥座必須滿足等邊三角形為截面。
【權利要求】
1.兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥，是由閥體、閥蓋、設在閥體內(nèi)部的閥座、設在閥座上的球體、手柄組成；其特征在于:閥體與閥蓋的連接處設有閥體密封墊，閥體與閥蓋連接部位為微觀鋸齒環(huán)密封對接結(jié)構和槽墊結(jié)構，所述手柄與一個碟形彈簧之間設有一個壓板，所述手柄通過一個閥桿與球體連接起來，并且該閥桿是貫穿閥體的側(cè)壁，閥桿倒密封處為球形結(jié)構。
2.根據(jù)權利要求1所述兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥，其特征在于:閥桿與閥體側(cè)壁連接處設有閥桿密封墊及三角套進行完全密封，所述閥桿與閥體側(cè)壁連接處還設有防靜電裝置。
3.根據(jù)權利要求2所述兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥，其特征在于:閥桿密封墊的形狀為球楔狀。
4.根據(jù)權利要求1所述兩片式內(nèi)螺紋連接硬密封浮動球閥，其特征在于:閥座截面的基準結(jié)構為等邊三角形。
【文檔編號】F16K41/04GK203374928SQ201320374851
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權日:2013年6月27日
【發(fā)明者】陳占基, 楊銘 申請人:浙江華夏閥門有限公司