專利名稱：密封磨損自動補償式蝶閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸送流體用管道閥門，特別是長壽命、高密封性的電、液、氣動蝶閥。
截止目前，已有的蝶閥，已由對稱軸蝶閥發(fā)展到單偏心軸蝶閥，如專利號為92227598.X的中國專利“偏心式蝶閥”，以及雙偏心軸蝶閥，如專利號為88216074.5的“偏心偏置型蝶閥”。單偏心軸蝶閥是在對稱軸蝶閥的基礎(chǔ)上，將閥桿中心線在密封圈中心線上偏離密封面，使閥桿位于密封圈的一側(cè)，解決了對稱軸蝶閥中閥芯上的密封面與閥桿兩相交處密封性不良及密封圈不易更換的問題；雙偏心軸蝶閥又在單偏心軸蝶閥的基礎(chǔ)上，再將閥桿中心線偏離密封圈中心線，使閥桿偏置于密封圈的一側(cè)，減少了閥門在啟閉過程中閥芯與密封圈上密封面之間的機械磨損，使閥門的壽命和密封性得到進一步提高，但是上述蝶閥都未解決其密封面被沖刷磨損和機械磨損后的補償問題，也未徹底消除其密封面之間在閥門啟閉過程中的機械磨損，并且其密封比壓均依靠閥芯和密封圈之間在關(guān)閉時擠壓彈性變形所產(chǎn)生的彈力形成。因此，蝶閥在使用過程中產(chǎn)生密封面被沖刷磨損、機械磨損或上述彈性變形消失時，蝶閥的密封將會失效，使蝶閥的密封性和壽命無法保證。
針對已有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種密封磨損自動補償式蝶閥，該蝶閥在密封面被沖刷磨損時，閥芯能自動前移抵緊密封圈以補償其沖刷磨損；密封比壓由外加在閥桿上的關(guān)閉扭矩產(chǎn)生；啟閉過程中密封面無機械磨損。實現(xiàn)蝶閥的長壽命和高密封性。
本發(fā)明的目的采取以下措施實現(xiàn)密封磨損自動補償式蝶閥包括閥體、閥桿、閥芯、密封圈和密封圈座。其特征是在閥芯和閥桿之間設(shè)置有使閥芯可沿閥桿徑向平移的至少由兩組導(dǎo)向銷、彈簧、閥芯座和螺母組成的閥芯平移機構(gòu)；在閥芯與閥桿之間還設(shè)置有由撥叉、柱銷、止動銷及閥芯上與柱銷相聯(lián)接的條形孔組成的閥芯驅(qū)動機構(gòu)；密封圈座上靠密封圈處設(shè)置的端面是閥芯限位機構(gòu)；閥芯限位機構(gòu)的作用是當(dāng)閥芯作關(guān)閉轉(zhuǎn)動至關(guān)閉角度時，擋住閥芯座，使其不能帶動閥芯繼續(xù)轉(zhuǎn)動；閥芯上設(shè)置條形孔的作用是當(dāng)閥芯處于關(guān)閉角度后，閥桿通過止動銷、撥叉、柱銷帶動閥芯平移時，保證在閥芯平移范圍內(nèi)，柱銷驅(qū)動閥芯的運動始終不與閥芯在兩導(dǎo)向銷上的導(dǎo)向相干涉；閥芯上的密封面為一個球形面，該球形面的球心為密封圈內(nèi)孔中心線和與其垂直的閥桿中心線所在面的相交點，而與該球形面配合的是密封圈上的一個錐形面，其中心線與密封圈內(nèi)孔中心線重合。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于本發(fā)明中由于設(shè)置了閥芯平移機構(gòu)、閥芯驅(qū)動機構(gòu)和閥芯限位機構(gòu)，使蝶閥在啟閉過程中，閥芯的運動由已有的純轉(zhuǎn)動變?yōu)殚_啟時，閥芯先退離密封圈再轉(zhuǎn)動至開啟；關(guān)閉時，閥芯先轉(zhuǎn)動至關(guān)閉角度，再平動前進抵緊密封圈，并由外加的關(guān)閉扭矩產(chǎn)生一個合適的密封比壓以保證蝶閥的密封性。實現(xiàn)了蝶閥使用過程中，密封面既有沖刷磨損補償又無機械磨損，使蝶閥達到上百次壽命并實現(xiàn)零泄漏。
以下給出實施例結(jié)合附圖進一步說明。


圖1.為密封磨損自動補償式蝶閥剖面示意圖；圖2.為圖1的A向視圖；圖3.為圖1的B—B剖面圖，即本發(fā)明的閥芯平移機構(gòu)示意圖；圖4.為圖1的C—C剖面圖，即本發(fā)明的閥芯驅(qū)動機構(gòu)示意圖。
由圖1及圖2閥芯1通過上軸套2、下軸套3偏心偏置于閥體4內(nèi)，密封圈5被緊配在密封圈座6內(nèi)，密封圈座6通過螺釘7與閥體4聯(lián)接在一起。密封圈5上的與閥芯8相配合的密封面加工成一個錐形面，其中心線與密封圈5內(nèi)孔中心線重合，密封圈座6的右端面9被作為閥芯8的限位機構(gòu)，圖2所示尺寸D為閥桿1相對于密封圈5內(nèi)孔中心線的偏置量。
由圖1及圖3閥芯平移機構(gòu)由上下對稱設(shè)置的兩組閥芯座10、導(dǎo)向銷11、螺母12 、彈簧13組成。閥芯座10被空套在閥桿1上，閥芯8通過導(dǎo)向銷11、螺母12與閥芯座10聯(lián)接在一起，彈簧13被裝在閥芯座10與導(dǎo)向銷11之間，彈簧13的預(yù)緊力使閥芯8與閥芯座10緊貼在一起，閥芯8上的與密封圈5相配合的密封面為一個球形面，該球形面的球心為密封圈5內(nèi)孔中心線和與其垂直的閥桿1中心線所在面的相交點。圖3所示尺寸E為閥芯8相對于閥桿1的平移量，即為密封圈5、閥芯8上的密封面被沖刷磨損后閥芯8的最大補償量。該補償量根據(jù)蝶閥口徑、閥芯、密封圈材質(zhì)以及使用情況，可設(shè)計為2—15mm。為了使導(dǎo)向銷11在閥芯座10內(nèi)保持靈活運動，宜將閥芯座10、導(dǎo)向銷11、彈簧13采用不銹鋼制作。
由圖1及圖4，閥芯驅(qū)動機構(gòu)由撥叉14、止動銷15、柱銷16和閥芯8上的條形孔17組成，撥叉14通過止動銷15與閥桿1緊固在一起，柱銷16通過閥芯8上的條形孔17將閥芯8與撥叉14聯(lián)接在一起。撥叉14上與閥桿1和柱銷16相聯(lián)接的兩孔的中心距離與閥桿1相對于密封圈5內(nèi)孔中心線的偏置量相同為D。為保證柱銷16驅(qū)動閥芯8在平移量E內(nèi)平移時，柱銷16的驅(qū)動不與閥芯8在導(dǎo)向銷11上的導(dǎo)向相干涉，則條形孔17的條形量D2-(E2)2]]>。
上述機構(gòu)的設(shè)置，使閥門的關(guān)閉過程為外加的聯(lián)接于閥桿1、閥體4上的手、電、液、氣動驅(qū)動機構(gòu)將一個關(guān)閉扭矩M(圖4所示)作用于閥桿1上，閥桿1便通過止動銷15、、撥叉14、柱銷16帶動閥芯8、螺母12、導(dǎo)向銷11、彈簧13和閥芯座10轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)至閥芯座10與密封圈座6的右端面9(圖1所示)接觸時，閥芯座10、彈簧13、導(dǎo)向銷11、螺母12和閥芯8便停止轉(zhuǎn)動，閥芯8處于關(guān)閉角度。然后，作用于閥桿1上的關(guān)閉扭矩M便通過止動銷15、撥叉14柱銷16推動閥芯8左移(圖1所示)，閥芯8便帶動螺母12、導(dǎo)向銷11左移壓縮彈簧13；當(dāng)閥芯8左移抵緊在密封圈5上時，蝶閥即被關(guān)閉，此時，閥芯8與密封圈5之間形成一個同中心線的球形面對錐形面的線接觸密封，并由關(guān)閉扭矩M在兩接觸的密封面之間產(chǎn)生一個合適的密封比壓，以保證蝶閥的密封性。在閥芯8左移的過程中，導(dǎo)向銷11對其起支承、導(dǎo)向作用，同時，柱銷16將在條形孔17內(nèi)滑移。
閥門的開啟過程為外加的開啟扭矩作用于閥桿1上，通過止動銷15、撥叉14、柱銷16對閥芯8產(chǎn)生一個拉力，并與彈簧13的彈力一起作用使閥芯8右移(圖1所示)，閥芯8便帶動導(dǎo)向銷11、螺母12右移，彈簧13伸長。當(dāng)閥芯8右移至與閥芯座10接觸時，其移動停止，然后，作用于閥桿1上的開啟扭矩通過止動銷15 、撥叉14、柱銷16帶動閥芯8、閥芯座10、彈簧13、導(dǎo)向銷11、螺母12一起轉(zhuǎn)動至閥芯8的端面與密封圈5內(nèi)孔中心線平行，閥門即被開啟。
本實施例將密封圈座6的右端面作為閥芯8的限位機構(gòu)，在本發(fā)明中，還可以去掉螺釘7，將密封圈座6與閥體4制造為一個整體閥體，閥芯8的限位機構(gòu)便為閥體上的一個臺階面。
在本實施例中，閥芯8與密封圈5之間的密封副被設(shè)計成一個球形面對錐形面的線接觸密封副，在本發(fā)明中，根據(jù)不同的使用情況和制造條件，還可以將該密封副設(shè)計成球形面對球形面、錐形面對錐形面的面接觸密封副或閥芯錐形面對密封圈孔口圓周線的線接觸密封副。
權(quán)利要求
1.密封磨損自動補償式蝶閥包括閥體、閥桿、閥芯、密封圈和密封圈座，其特征是A.在閥芯與閥桿之間設(shè)置有使閥芯可沿閥桿徑向平移的至少由兩組導(dǎo)向銷、彈簧、閥芯座和螺母組成的閥芯平移機構(gòu)；B.在閥芯與閥桿之間還設(shè)置有由撥叉、柱銷、止動銷及閥芯上與柱銷相聯(lián)接的條形孔組成的閥芯驅(qū)動機構(gòu)；C.密封圈座上靠密封圈處設(shè)置的端面為閥芯限位機構(gòu)；D.閥芯上的密封面為一個球形面，該球形面的球心為密封圈內(nèi)孔中心線和與其垂直的閥桿中心線所在面的相交點，而與該球形面配合的是密封圈上的一個錐形面，其中心線與密封圈內(nèi)孔中心線重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封磨損自動補償式蝶閥，其特征是作為閥芯限位機構(gòu)的還可以是閥體內(nèi)作成的一個臺階面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封磨損自動補償式蝶閥，其特征是與閥芯上球形密封面配合的還可以是密封圈上的一個球形面，其球心與閥芯上球形密封面的球心相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封磨損自動補償式蝶閥，其特征是閥芯上的密封面還可以為一個錐形面，該錐形面的中心線在閥芯處于關(guān)閉角度時與密封圈內(nèi)孔中心線重合，而與該錐形面配合的是密封圈上的一條由密封圈內(nèi)孔與端面構(gòu)成的圓周線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封磨損自動補償式蝶閥，其特征是與閥芯上錐形密封面配合的還可以是密封圈上的一個錐形面，其中心線與密封圈內(nèi)孔中心線重合。
全文摘要
一種密封磨損自動補償式蝶閥，包括閥體、閥桿、閥芯、密封圈和密封圈座，具有閥芯平移機構(gòu)，閥芯驅(qū)動機構(gòu)和閥芯限位機構(gòu)，使閥門由關(guān)閉至開啟時，閥芯先平動退離密封圈，再轉(zhuǎn)動至開啟，閥門由開啟至關(guān)閉時，閥芯先轉(zhuǎn)動至關(guān)閉角度，再平動前進抵緊密封圈至關(guān)閉。實現(xiàn)閥門使用過程密封面既有沖刷磨損補償又無機械磨損，并可通過調(diào)節(jié)關(guān)閉扭矩實現(xiàn)對密封比壓的調(diào)整，使閥門具有上百萬次壽命和實現(xiàn)零泄漏。
文檔編號F16K1/22GK1115369SQ9411176
公開日1996年1月24日 申請日期1994年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月26日
發(fā)明者楊炯良 申請人:楊炯良, 成都華西化工研究所