專利名稱：軟硬雙密封固定球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球閥結(jié)構(gòu)，具體地說是涉及一種改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)的固定球閥。
背景技術(shù)：
球閥主要是通過一個(gè)有孔的球體，在閥桿的控制下作90°旋轉(zhuǎn)，使閥門開啟或關(guān)閉，由于其通道直徑等于或小于管道內(nèi)徑，流體阻力小，開關(guān)迅速、方便，壽命長(zhǎng)、可靠性高， 得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的球閥的密封形式大致分為軟密封和硬密封兩種。軟密封球閥的特點(diǎn)是在預(yù)緊力或流體壓力作用下，閥座材料多為特殊的塑料，如由PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟己烯)、尼龍等相對(duì)更硬和剛性更大的塑料材料制成以滿足使用溫度與壓力性能，利用其固有的彈性特性與球體壓緊，并使閥座材料產(chǎn)生彈性塑性變形而達(dá)到密封，其密封效果取決于閥座在流體壓力或預(yù)緊力的作用下，能夠補(bǔ)償球體的不圓度和表面微觀不平的程度。此外，當(dāng)球閥裝配調(diào)試好后，密封面上的預(yù)緊力就固定了。軟密封球閥的缺點(diǎn)主要是但當(dāng)球閥使用一段時(shí)間后，由于閥座的磨損，以及塑性殘余變形，緊密貼合的閥座和球體將逐漸的松馳，密封比壓也將逐漸降低而發(fā)生滲漏，受閥座材料耐溫的限制，上述球閥一般僅用于較低壓力(1.6Mpa左右)與較低的溫度000°以下) 下工作。硬密封球閥的特點(diǎn)是閥體、球體和閥座都是用金屬材料制造，閥座為金屬或耐熱合金。閥座材料采用金屬對(duì)金屬密封副的優(yōu)點(diǎn)是適用溫度范圍廣，各種金屬材料的熱膨脹系數(shù)相差不大，只要選用得當(dāng)，可以達(dá)到基本一致，有利于協(xié)調(diào)溫差變形；缺點(diǎn)是金屬材料硬度高，達(dá)到密封的比壓亦高，在壓力較低的場(chǎng)合，難以靠流體的壓力達(dá)到密封的效果， 即便是采用預(yù)緊力達(dá)到密封，但因密封比壓較大，球閥的啟閉轉(zhuǎn)矩亦大，密封副的磨損越快，閥門的使用壽命不高。由于開關(guān)扭矩增大的因素，靠人工操作是比較困難的事，所以硬密封球閥一般多采用齒輪箱、電動(dòng)或氣動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥門的啟閉，閥門驅(qū)動(dòng)裝置有的會(huì)比閥門價(jià)格高出許多，不是所有的應(yīng)用場(chǎng)合都需要此設(shè)備，有時(shí)候增加這些裝置是不得已的事。此外，球閥至今沒有令人很滿意的可調(diào)性，因此，當(dāng)閥座由于過度磨損而開始泄漏時(shí)，就必須對(duì)該閥門進(jìn)行更換或維修。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種軟硬雙密封固定球閥，該軟硬雙密封固定球閥采用了初級(jí)硬密封和次級(jí)軟密封相結(jié)合的軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)，使得球閥的密封性能更可靠，基本達(dá)到“零泄漏”的密封要求。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種軟硬雙密封固定球閥，包括閥體、閥座和球形閥芯，所述閥座固定于閥體的流道口與球形閥芯之間，所述閥體、閥座和球形閥芯皆為金屬材質(zhì)，所述閥座具有硬密封面，所述硬密封面為閥座上與球形閥芯相接觸的面，所述硬密封面的形狀與其所對(duì)應(yīng)的球形閥芯的圓弧面一致，所述硬密封面與球形閥芯接觸構(gòu)成初級(jí)硬密封，所述閥座上固定有橡膠材質(zhì)的第一 0形圈，所述第一 0形圈與所述球形閥芯接觸構(gòu)成次級(jí)軟密封。閥座與球形閥芯間的密封采用了初級(jí)硬密封和次級(jí)軟密封相結(jié)合的軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)，初級(jí)硬密封能有效地防止固體顆粒對(duì)密封面的損壞，次級(jí)軟密封能保證閥門達(dá)到“零泄漏”的密封要求。軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)具有現(xiàn)有軟密封和硬密封的諸多優(yōu)點(diǎn)，由于閥座有初級(jí)硬密封的保護(hù)，在任何情況下密封面之間都不會(huì)對(duì)次級(jí)軟密封的第一 0 形圈造成嚴(yán)重的擠壓變形，這樣不但解決了傳統(tǒng)軟密封閥座的磨損問題，還對(duì)部分由于閥座磨損或增加壓力引起的在閥門內(nèi)的泄漏創(chuàng)造了能夠得到補(bǔ)償間隙的條件；由于閥座有輔助的次級(jí)軟密封，因此需要的密封比壓比傳統(tǒng)單一的硬密封閥門需要的密封比壓小，這樣閥門的操作扭矩也降低了許多。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述第一 0形圈位于所述硬密封面的外圍。所述第一 0形圈外表面具有聚四氟乙烯層。1949年，K. V蘇特和P. H托馬斯在B-L 機(jī)器上測(cè)量聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系數(shù)時(shí)證實(shí)承載1 4公斤，滑行速度0. 1 10毫米時(shí)，聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系數(shù)是0.04;在承載1360公斤情況下，摩擦系數(shù)達(dá)到0.01。目前采用的氟橡膠(摩擦系數(shù)為0.8)和尼龍(摩擦系數(shù)為0.3 0.4)都有很大的摩擦系數(shù)，而公知的是，摩擦系數(shù)越大的材料越容易磨損，直接影響球閥的使用壽命。因此在橡膠材質(zhì)的第一 0形圈外表面噴涂聚四氟乙烯(PTFE)不僅保證了密封面的彈性和韌性，還減小了摩擦，提高了耐磨性，使球閥的開閉使用次數(shù)提高到十倍以上。所述閥座上固定有橡膠材質(zhì)的第一 0形圈的結(jié)構(gòu)是所述閥座的外緣開設(shè)有一圈環(huán)狀凹槽，所述第一 0形圈嵌于所述環(huán)狀凹槽中，設(shè)有壓圈和若干螺釘，所述壓圈壓住所述第一 0形圈側(cè)邊緣以使第一 0形圈定位于所述環(huán)狀凹槽中，所述若干螺釘將壓圈固定于所述閥座上。靠近所述閥座的閥體上開設(shè)有收容槽，所述收容槽內(nèi)放置有具有彈性的彈性件， 所述彈性件與所述收容槽相匹配，所述彈性件一端彈性抵壓所述閥體，所述彈性件另一端彈性抵壓所述閥座，所述彈性件處于被壓縮狀態(tài)，所述彈性件提供使閥座向球形閥芯壓緊的彈性力。設(shè)有用于將閥體與閥座隔離的密封圈，所述密封圈位于閥體與閥座間。設(shè)有用于將閥體與閥座隔離的第二 0形圈，所述第二 0形圈位于閥體與閥座間，所述第二 0形圈與所述密封圈平行并列，且第二 0形圈與所述密封圈間存在距離。密封圈和第二 0形圈皆用于隔離閥體和閥座，由于密封圈和第二 0形圈的材質(zhì)不同，因此對(duì)溫度和壓力的承受能力不同，在閥體和閥座間同時(shí)采用密封圈和第二 0形圈進(jìn)行隔離，可以起到更好的密封隔離效果。在所述密封圈和第二 0形圈之間的閥座上開設(shè)有注油孔，所述注油孔與所述球形閥芯相通。注油孔用于注入潤(rùn)滑油脂，注入的潤(rùn)滑油脂使密封面上形成油膜，不僅起到了減少摩擦、減少磨損和降低扭矩的作用，也起到了一定的密封作用。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的軟硬雙密封固定球閥，其閥座具有硬密封面，硬密封面為閥座上與球形閥芯相接觸的面，硬密封面的形狀與其所對(duì)應(yīng)的球形閥芯的圓弧面一致，硬密封面與球形閥芯接觸構(gòu)成初級(jí)硬密封，閥座上固定有橡膠材質(zhì)的第一 0形圈，所述第一 0形圈與所述球形閥芯接觸構(gòu)成次級(jí)軟密封，該軟硬雙密封固定球閥采用了初級(jí)硬密封和次級(jí)軟密封相結(jié)合的軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)，初級(jí)硬密封能有效地防止固體顆粒對(duì)密封面的損壞，次級(jí)軟密封能保證閥門達(dá)到“零泄漏”的密封要求；由于閥座有初級(jí)硬密封的保護(hù)，在任何情況下密封面之間都不會(huì)對(duì)次級(jí)軟密封的第一 0形圈造成嚴(yán)重的擠壓變形，這樣不但解決了傳統(tǒng)軟密封閥座的磨損問題，還對(duì)部分由于閥座磨損或增加壓力引起的在閥門內(nèi)的泄漏創(chuàng)造了能夠得到補(bǔ)償間隙的條件；由于閥座有輔助的次級(jí)軟密封，因此需要的密封比壓比傳統(tǒng)單一的硬密封閥門需要的密封比壓小，這樣閥門的操作扭矩也降低了許多；由于橡膠材質(zhì)的第一 0形圈外表面具有聚四氟乙烯層，不僅保證了密封面的彈性和韌性，還減小了摩擦，提高了耐磨性，使球閥的開閉使用次數(shù)提高到十倍以上。


圖1為本發(fā)明所述軟硬雙密封固定球閥半剖圖；圖2為本發(fā)明所述閥座局部放大圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一種軟硬雙密封固定球閥，包括閥體1、閥座2和球形閥芯3，所述閥座固定于閥體的流道口與球形閥芯之間，所述閥體、閥座和球形閥芯皆為金屬材質(zhì)，所述閥座具有硬密封面4，所述硬密封面為閥座上與球形閥芯相接觸的面，所述硬密封面的形狀與其所對(duì)應(yīng)的球形閥芯的圓弧面一致，所述硬密封面與球形閥芯接觸構(gòu)成初級(jí)硬密封，所述閥座上固定有橡膠材質(zhì)的第一 0形圈5，所述第一 0形圈與所述球形閥芯接觸構(gòu)成次級(jí)軟密封。閥座與球形閥芯間的密封采用了初級(jí)硬密封和次級(jí)軟密封相結(jié)合的軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)，初級(jí)硬密封能有效地防止固體顆粒對(duì)密封面的損壞，次級(jí)軟密封能保證閥門達(dá)到“零泄漏”的密封要求。軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)具有現(xiàn)有軟密封和硬密封的諸多優(yōu)點(diǎn)，由于閥座有初級(jí)硬密封的保護(hù)，在任何情況下密封面之間都不會(huì)對(duì)次級(jí)軟密封的第一 0 形圈造成嚴(yán)重的擠壓變形，這樣不但解決了傳統(tǒng)軟密封閥座的磨損問題，還對(duì)部分由于閥座磨損或增加壓力引起的在閥門內(nèi)的泄漏創(chuàng)造了能夠得到補(bǔ)償間隙的條件；由于閥座有輔助的次級(jí)軟密封，因此需要的密封比壓比傳統(tǒng)單一的硬密封閥門需要的密封比壓小，這樣閥門的操作扭矩也降低了許多。所述第一 0形圈位于所述硬密封面的外圍。所述第一 0形圈外表面具有聚四氟乙烯層。1949年，K. V蘇特和P. H托馬斯在B-L 機(jī)器上測(cè)量聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系數(shù)時(shí)證實(shí)承載1 4公斤，滑行速度0. 1 10毫米時(shí)，聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系數(shù)是0.04;在承載1360公斤情況下，摩擦系數(shù)達(dá)到0.01。目前采用的氟橡膠(摩擦系數(shù)為0.8)和尼龍(摩擦系數(shù)為0.3 0.4)都有很大的摩擦系數(shù)，而公知的是，摩擦系數(shù)越大的材料越容易磨損，直接影響球閥的使用壽命。因此在橡膠材質(zhì)的第一 0形圈外表面噴涂聚四氟乙烯(PTFE)不僅保證了密封面的彈性和韌性，還減小了摩擦，提高了耐磨性，使球閥的開閉使用次數(shù)提高到十倍以上。所述閥座上固定有橡膠材質(zhì)的第一 0形圈的結(jié)構(gòu)是所述閥座的外緣開設(shè)有一圈環(huán)狀凹槽，所述環(huán)狀凹槽為截面是V形的環(huán)狀溝槽，所述第一 0形圈嵌于所述環(huán)狀凹槽中，設(shè)有壓圈6和若干螺釘7，所述螺釘為沉頭螺釘，所述壓圈壓住所述第一 0形圈側(cè)邊緣以使第一 0形圈定位于所述環(huán)狀凹槽中，所述若干螺釘將壓圈固定于所述閥座上?？拷鲩y座的閥體上開設(shè)有收容槽，所述收容槽內(nèi)放置有具有彈性的彈性件8， 所述彈性件為彈簧，所述彈性件與所述收容槽相匹配，所述彈性件一端彈性抵壓所述閥體， 所述彈性件另一端彈性抵壓所述閥座，所述彈性件處于被壓縮狀態(tài)，所述彈性件提供使閥座向球形閥芯壓緊的彈性力。設(shè)有用于將閥體與閥座隔離的密封圈9，該密封圈的材質(zhì)為石墨，所述密封圈位于閥體與閥座間。設(shè)有用于將閥體與閥座隔離的第二 0形圈10，該第二 0形圈的材質(zhì)為橡膠，所述第二 0形圈位于閥體與閥座間，所述第二 0形圈與所述密封圈平行并列，且第二 0形圈與所述密封圈間存在距離。密封圈和第二 0形圈皆用于隔離閥體和閥座，由于密封圈和第二 0形圈的材質(zhì)不同，因此對(duì)溫度和壓力的承受能力不同，在閥體和閥座間同時(shí)采用密封圈和第二 0形圈進(jìn)行隔離，可以起到更好的密封隔離效果。在所述密封圈和第二 0形圈之間的閥座上開設(shè)有注油孔11，所述注油孔與所述球形閥芯相通。注油孔用于注入潤(rùn)滑油脂，注入的潤(rùn)滑油脂使密封面上形成油膜，不僅起到了減少摩擦、減少磨損和降低扭矩的作用，也起到了一定的密封作用。
權(quán)利要求
1.一種軟硬雙密封固定球閥，包括閥體(1)、閥座( 和球形閥芯(3)，所述閥座固定于閥體的流道口與球形閥芯之間，其特征在于所述閥體、閥座和球形閥芯皆為金屬材質(zhì)， 所述閥座具有硬密封面，所述硬密封面為閥座上與球形閥芯相接觸的面，所述硬密封面的形狀與其所對(duì)應(yīng)的球形閥芯的圓弧面一致，所述硬密封面與球形閥芯接觸構(gòu)成初級(jí)硬密封，所述閥座上固定有橡膠材質(zhì)的第一 0形圈(5)，所述第一 0形圈與所述球形閥芯接觸構(gòu)成次級(jí)軟密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟硬雙密封固定球閥，其特征在于所述第一0形圈位于所述硬密封面的外圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟硬雙密封固定球閥，其特征在于所述第一0形圈外表面具有聚四氟乙烯層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟硬雙密封固定球閥，其特征在于所述閥座上固定有橡膠材質(zhì)的第一0形圈的結(jié)構(gòu)是所述閥座的外緣開設(shè)有一圈環(huán)狀凹槽，所述第一0形圈嵌于所述環(huán)狀凹槽中，設(shè)有壓圈(6)和若干螺釘(7)，所述壓圈壓住所述第一 0形圈側(cè)邊緣以使第一 0形圈定位于所述環(huán)狀凹槽中，所述若干螺釘將壓圈固定于所述閥座上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟硬雙密封固定球閥，其特征在于靠近所述閥座的閥體上開設(shè)有收容槽，所述收容槽內(nèi)放置有具有彈性的彈性件(8)，所述彈性件與所述收容槽相匹配，所述彈性件一端彈性抵壓所述閥體，所述彈性件另一端彈性抵壓所述閥座，所述彈性件處于被壓縮狀態(tài)，所述彈性件提供使閥座向球形閥芯壓緊的彈性力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟硬雙密封固定球閥，其特征在于設(shè)有用于將閥體與閥座隔離的密封圈(9)，所述密封圈位于閥體與閥座間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軟硬雙密封固定球閥，其特征在于設(shè)有用于將閥體與閥座隔離的第二 0形圈(10)，所述第二 0形圈位于閥體與閥座間，所述第二 0形圈與所述密封圈平行并列，且第二0形圈與所述密封圈間存在距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軟硬雙密封固定球閥，其特征在于在所述密封圈和第二0 形圈之間的閥座上開設(shè)有注油孔(11)，所述注油孔與所述球形閥芯相通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軟硬雙密封固定球閥，包括閥體、閥座和球形閥芯，閥座固定于閥體的流道口與球形閥芯之間，閥體、閥座和球形閥芯皆為金屬材質(zhì)，閥座具有硬密封面，硬密封面為閥座上與球形閥芯相接觸的面，硬密封面形狀與其所對(duì)應(yīng)的球形閥芯的圓弧面一致，硬密封面與球形閥芯接觸構(gòu)成初級(jí)硬密封，閥座上固定有橡膠材質(zhì)的第一O形圈，第一O形圈與球形閥芯接觸構(gòu)成次級(jí)軟密封，采用初級(jí)硬密封和次級(jí)軟密封相結(jié)合的軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)，使球閥的密封性能更可靠，基本達(dá)到“零泄漏”密封要求，橡膠材質(zhì)的第一O形圈外表面具有聚四氟乙烯層，不僅保證密封面的彈性和韌性，還減小了摩擦，提高了耐磨性，使球閥的開閉使用次數(shù)提高到十倍以上。
文檔編號(hào)F16K5/06GK102278491SQ20101019628
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者張秀坤, 強(qiáng)彥濤, 李景泉, 謝挺, 鄒寧, 陶圣興 申請(qǐng)人:沃泰閥門(昆山)有限公司