三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥的制作方法
【專利摘要】三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥，是由閥體、閥蓋、設(shè)在閥體內(nèi)部的閥座、設(shè)在閥座上的球體、設(shè)在閥體上側(cè)壁的閥桿及與閥桿相連接的手柄組成；閥蓋數(shù)量為兩個(gè)分別蓋設(shè)在閥體的左右兩端，并通過(guò)螺柱及螺母固定在閥體上；閥體與閥蓋的連接處設(shè)有閥體密封墊片及槽墊密封結(jié)構(gòu)；閥體密封墊片為微觀鋸齒環(huán)密封對(duì)接結(jié)構(gòu)；本實(shí)用新型由于采用三角套密封、閥桿密封墊片及微觀鋸齒環(huán)密封對(duì)接結(jié)構(gòu)，使得密封體積小，效率高，密封性能更加可靠；另外鎖緊平臺(tái)與驅(qū)動(dòng)器安裝平臺(tái)采用三片式內(nèi)外螺紋連接，這將大大降低閥門的制造成本。
【專利說(shuō)明】三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械工程配件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及的是一種三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥。
【背景技術(shù)】
[0002]閥門是流體輸送與控制的開(kāi)關(guān)，凡閥門都有一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，如球閥中的球，閘閥中的閘板，截止閥中的閥瓣；閥門開(kāi)關(guān)裝置設(shè)置在閥體的流體通道中，有一個(gè)允許流體穿過(guò)的開(kāi)通位置和一個(gè)阻止流體穿過(guò)的關(guān)閉位置，其從開(kāi)到關(guān)和從關(guān)到開(kāi)的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)閥桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的；閥桿都是在體外通過(guò)手柄或氣動(dòng)頭或電動(dòng)頭操縱的；閥桿從閥體或閥蓋內(nèi)伸到體夕卜，需要嚴(yán)格的密封，開(kāi)關(guān)裝置的關(guān)閉結(jié)構(gòu)或通道的連接或固定也需要嚴(yán)格的密封。
[0003]因現(xiàn)有閥門結(jié)構(gòu)的密封結(jié)構(gòu)存在密封不理想，密封安全隱患一直是人們急需解決的問(wèn)題，本案由此而生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)以上技術(shù)的不足，提供一種簡(jiǎn)單而有效的溫度補(bǔ)償密封結(jié)構(gòu)，用作流體容納件的三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥。
[0005]因考慮到密封的任務(wù)是填平補(bǔ)齊對(duì)接表面的凸凹不平，密封對(duì)接表面一般都是由車鏜工藝加工而成的，因此，密封的任務(wù)是填平補(bǔ)齊車鏜加工引起的表面幾何誤差；機(jī)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(gòu)成的輪廓元寬度較窄(或波長(zhǎng)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(dòng)所致的輪廓元寬度稍寬(或波長(zhǎng)稍長(zhǎng))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(jī)床導(dǎo)軌或工件安裝夾緊所致的輪廓元寬度較寬(或波長(zhǎng)較長(zhǎng))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(yuǎn)小于機(jī)床導(dǎo)軌平行度與垂直度引起的表面形狀誤差波長(zhǎng)，反映在對(duì)封面上的表面形狀誤差可忽略不計(jì)，工件安裝夾緊所致的表面形狀誤差應(yīng)當(dāng)而且可以避免；普通車鏜加工手段屬稍精細(xì)的機(jī)械加工范疇，需要使用稍高的主軸轉(zhuǎn)速和稍細(xì)的進(jìn)給速度，振動(dòng)所致的表面波紋度的波長(zhǎng)較短，刃跡構(gòu)成的粗糙度的波長(zhǎng)更短；因此密封要填平補(bǔ)齊的是對(duì)接表面上較細(xì)膩的微觀表面波紋度和粗糙度量級(jí)的凸凹不平。
[0006]由于常用密封材料在某個(gè)常溫范圍，其它材料在某個(gè)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(qiáng)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(dòng)性可導(dǎo)致密封墊的壓力傳遞各向同性，無(wú)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(qiáng)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(dǎo)致密閉壓縮中的密封墊，象油缸中的液壓油一樣，有超強(qiáng)的抗壓能力一只要擠出間隙足夠小，就決不會(huì)被擠破；液相成分的粘性可導(dǎo)致密封墊應(yīng)變滯后應(yīng)力，或?qū)е聣|密封應(yīng)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(dǎo)致密封墊的壓力傳遞高度遞減；固相成分的穩(wěn)固性可導(dǎo)致密封墊的壓縮應(yīng)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(yīng)力(因?yàn)槌Ｓ妹芊獠牧系牟此上敌∮?.5)，因此，有可能只能將自密封墊的表面壓強(qiáng)，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(yīng)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(gòu)原理是，無(wú)介質(zhì)壓力時(shí)，結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)初始密封所必須的最小名義應(yīng)力y應(yīng)當(dāng)足夠小，小至有介質(zhì)壓力時(shí)，結(jié)構(gòu)的密封維持系數(shù)或抗干擾系數(shù)m (=結(jié)構(gòu)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(shí),結(jié)構(gòu)的密封性是由m決定的:m=l時(shí)，結(jié)構(gòu)的密封作用力(FS)=介質(zhì)密封作用力(Fu)，結(jié)構(gòu)處于密封與非密封臨界狀態(tài)，m稍大于I時(shí)，結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封維持狀態(tài)，m比I越大，結(jié)構(gòu)維持密封的能力越強(qiáng)，可靠性越高；也就是說(shuō)密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在于首先使其無(wú)介質(zhì)壓力時(shí)的y值小至有介質(zhì)壓力時(shí)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(duì)接，則由于墊比對(duì)接金屬軟，因此，一般都可通過(guò)承受極限工作壓力的那份預(yù)緊固力實(shí)現(xiàn)初始密封；所以，任何密封對(duì)接結(jié)構(gòu)，只要恰當(dāng)應(yīng)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(gòu)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(shè)計(jì)和考核。
[0009]基本槽墊密封結(jié)構(gòu)，用作墊密封的非金屬材料比對(duì)接金屬表面材軟，易于消除對(duì)接金屬表面的原始泄漏，但卻又帶給對(duì)接新的泄漏一沿墊材內(nèi)微隙的穿透泄漏；無(wú)論是動(dòng)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(guān)鍵在于給墊密封面予足夠接觸壓應(yīng)力以使墊材充分填平補(bǔ)齊對(duì)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(guān)鍵在于同時(shí)給墊各向予足夠壓應(yīng)力以充分關(guān)閉墊材內(nèi)微隙口，并不在乎擠壓力來(lái)自對(duì)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(duì)常溫下固相和液相共存的密封墊的開(kāi)放壓縮不可能使墊在其各向表面同時(shí)受到相同程度的擠壓而有效關(guān)閉各路泄漏通道，或者說(shuō)，只有封閉壓縮密封墊才有可能使墊在其各向表面同時(shí)受到相同程度的擠矸而有效同時(shí)關(guān)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(huì)被擠破，因此，可以說(shuō)，最理想的墊密封結(jié)構(gòu)，無(wú)論是通過(guò)安裝機(jī)械力還是通過(guò)介質(zhì)壓力壓縮，都應(yīng)當(dāng)是墊受封閉壓縮的槽墊密封結(jié)構(gòu)。
[0010]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥，是由閥體、閥蓋、設(shè)在閥體內(nèi)部的閥座、設(shè)在閥座上的球體、設(shè)在閥體上側(cè)壁的閥桿及與閥桿相連接的手柄組成；所述閥蓋數(shù)量為兩個(gè)分別蓋設(shè)在閥體的左右兩端，并通過(guò)螺柱及螺母固定在閥體上；所述的閥體與閥蓋的連接處設(shè)有閥體密封墊片及槽墊密封結(jié)構(gòu)。
[0011]所述的閥桿的一端是貫穿閥體的上側(cè)壁并延伸至球體上與球體相連接起來(lái)，閥桿的另一端與手柄連接固定；該閥桿與閥體的連接處依次設(shè)有閥桿密封墊片、三角套、密封壓套進(jìn)行完全密封，同時(shí)還設(shè)有防靜電裝置。
[0012]所述的閥桿密封墊片為斜面楔狀結(jié)構(gòu)。
[0013]所述的閥體密封墊片為微觀鋸齒環(huán)密封對(duì)接結(jié)構(gòu)，由于微觀鋸齒環(huán)密封對(duì)接結(jié)構(gòu)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(shuō)，無(wú)論材料多強(qiáng)多硬，對(duì)接結(jié)構(gòu)通過(guò)線接觸實(shí)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(jì)；也就是說(shuō)，無(wú)論材料硬還是軟，只要適時(shí)應(yīng)用微觀鋸齒環(huán)密封結(jié)構(gòu)，任何對(duì)接結(jié)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)初始密封所需的那份力均可做到忽略不計(jì)，或無(wú)介質(zhì)壓力時(shí)任何對(duì)接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)密封所必須的最低密封應(yīng)力y均可做到忽略不計(jì)。
[0014]所述的閥座截面的基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)為等邊三角形。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在于:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型由于采用三角套密封、閥桿密封墊片及微觀鋸齒環(huán)密封對(duì)接結(jié)構(gòu)，使得密封體積小，效率高，密封性能更加可靠；另外鎖緊平臺(tái)與驅(qū)動(dòng)器安裝平臺(tái)采用三片式內(nèi)外螺紋連接，這將大大降低閥門的制造成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017]圖1為本實(shí)用新型截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]下列是圖中各標(biāo)識(shí)的具體名稱:1閥體、2閥蓋、3球體、4螺柱、5螺母、6閥座、7閥體密封墊片、8閥桿密封墊片、9三角套、10密封壓套、11手柄、12閥桿、13防靜電裝置、14閥體密封墊片。
[0019]說(shuō)明書(shū)中提到的左、右、上方向是以示意圖的放置方向?yàn)闇?zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥，是由閥體1、閥蓋2、設(shè)在閥體I內(nèi)部的閥座6、設(shè)在閥座6上的球體3、設(shè)在閥體I上側(cè)壁的閥桿12及與閥桿12相連接的手柄11組成；所述閥蓋2數(shù)量為兩個(gè)分別蓋設(shè)在閥體I的左右兩端，并通過(guò)螺柱4及螺母5固定在閥體I上；所述的閥體I與閥蓋2的連接處設(shè)有閥體密封墊片7及槽墊密封結(jié)構(gòu)。
[0021]所述的閥桿12的一端是貫穿閥體I的上側(cè)壁并延伸至球體3上與球體3相連接起來(lái)，閥桿12的另一端與手柄11連接固定；該閥桿12與閥體I的連接處依次設(shè)有閥桿密封墊片8、三角套9、密封壓套10進(jìn)行完全密封，同時(shí)還設(shè)有防靜電裝置13。
[0022]所述的閥體密封墊片7為微觀鋸齒環(huán)密封對(duì)接結(jié)構(gòu)；該微觀鋸齒環(huán)密封對(duì)接結(jié)構(gòu)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(duì)接密封結(jié)構(gòu)；實(shí)際上，只要在稍凸起的有對(duì)接鋸齒環(huán)結(jié)構(gòu)的面上，由機(jī)床導(dǎo)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(dòng)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(duì)接都可靠齒高稍大的微觀鋸齒環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)接密封。
[0023]所述的閥座6截面的基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)為等邊三角形，閥座6的任務(wù)是完成開(kāi)關(guān)球體7與閥體I的斜角對(duì)接，因此，閥座6至少三個(gè)互成角度的表面:一個(gè)對(duì)開(kāi)關(guān)球體的密封面、一個(gè)對(duì)閥體的密封面和一個(gè)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(yīng)力的需求，應(yīng)力稍大的球密封面正好滿足其對(duì)球的動(dòng)密封，應(yīng)力稍小的體密封面正好滿足其對(duì)體的靜密封，應(yīng)力再稍小的支承面正好滿足其在支承環(huán)上的滑動(dòng)；再者，只有等邊三角截面才能避免閥座4出現(xiàn)小于60度的弱尖角；因此，閥座6必須滿足等邊三角形為截面。
【權(quán)利要求】
1.三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥，是由閥體、閥蓋、設(shè)在閥體內(nèi)部的閥座、設(shè)在閥座上的球體、設(shè)在閥體上側(cè)壁的閥桿及與閥桿相連接的手柄組成；其特征在于:閥蓋數(shù)量為兩個(gè)分別蓋設(shè)在閥體的左右兩端，并通過(guò)螺柱及螺母固定在閥體上；閥體與閥蓋的連接處設(shè)有閥體密封墊片及槽墊密封結(jié)構(gòu)；閥體密封墊片為微觀鋸齒環(huán)密封對(duì)接結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥，其特征在于:所述的閥桿的一端是貫穿閥體的上側(cè)壁并延伸至球體上與球體相連接起來(lái)，閥桿的另一端與手柄連接固定；該閥桿與閥體的連接處依次設(shè)有閥桿密封墊片、三角套、密封壓套進(jìn)行完全密封，同時(shí)還設(shè)有防靜電裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥，其特征在于:閥桿密封墊片為斜面楔狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三片式內(nèi)外螺紋連接浮動(dòng)式球閥，其特征在于:閥座截面的基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)為等邊三角形。
【文檔編號(hào)】F16K41/02GK203374858SQ201320376659
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】陳占基, 楊銘 申請(qǐng)人:浙江華夏閥門有限公司