專利名稱：高密封閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種閥。
在石油、化工、醫(yī)藥行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程及日常生活設(shè)施中，閥門是控制流體輸送所必需的設(shè)備。目前各行業(yè)所用的閥門品種繁多，樣式各異。隨著石油、化工等行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，越來(lái)越要求有性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低的閥門產(chǎn)品。閥門的作用就是關(guān)閉物料，然而目前常用的關(guān)斷閥門如閘閥、截止閥、球閥等，由于受其原理和結(jié)構(gòu)的限制，適用范圍較窄，如受溫度、介質(zhì)、壓力、尺寸大小、密封壽命等限制，不能廣泛應(yīng)用于各類工況。以其中較先進(jìn)的球閥為例，它的密封結(jié)構(gòu)通常是靠裝配時(shí)的預(yù)緊力把閥芯與閥座擠在一起。形成密封，其操作方法是直接靠手柄的搬動(dòng)使閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)90°實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉動(dòng)作。其缺點(diǎn)是1、隨著閥門開(kāi)閉次數(shù)的增加。閥座被摩損，使得預(yù)緊力變小，從而產(chǎn)生泄漏；2、由于閥芯與閥座直接接觸旋轉(zhuǎn)，摩擦力很大，開(kāi)啟操作力也就很大，而當(dāng)物料中帶有顆粒物質(zhì)時(shí)很容易使密封面劃傷，產(chǎn)生泄漏。
本實(shí)用新型的目的就是要通過(guò)改變閥芯的結(jié)構(gòu)形式及其運(yùn)動(dòng)軌跡，以減少摩擦、劃傷和局部沖蝕，從而提供一種適用范圍寬、密封好、壽命長(zhǎng)、操作省力的新型閥門。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的解決方案是。高密封閥門包括手輪、閥桿、閥體、閥芯和閥座。它還包括上部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和下部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，上部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由閥桿上部螺旋槽和嵌在閥體上的限位銷構(gòu)成，它的作用是當(dāng)搬動(dòng)手輪時(shí)，使閥桿上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)旋轉(zhuǎn)90度。下部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由閥桿下部、閥芯及嵌在閥芯中的限位銷構(gòu)成，它是通過(guò)閥桿的轉(zhuǎn)動(dòng)和上下移動(dòng)帶動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)和相對(duì)閥座的水平移動(dòng)。閥芯與閥桿之間采用活動(dòng)聯(lián)接，閥芯上有一個(gè)扁形孔，閥桿下部為扁形。伸入到閥芯的扁孔中；在閥芯扁孔內(nèi)壁與閥桿的兩側(cè)相接面處有嵌入閥芯中的限位銷，閥桿與限位銷的接觸面為一彎折形狀，其下部與閥桿軸線平行，上部彎折較短，與閥桿軸線之間有一夾角。類似球體的閥芯上有一段標(biāo)準(zhǔn)球面。該標(biāo)準(zhǔn)球面與閥體中閥座上的密封面相吻合；本實(shí)用新型在閥桿上部和下部采用了兩重導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，分別控制了閥桿相對(duì)于閥體和閥芯相對(duì)于閥座的運(yùn)動(dòng)軌跡，使閥門在開(kāi)啟與關(guān)閉之初，閥桿僅上下移動(dòng)，在閥門開(kāi)啟的過(guò)程中，閥桿上下移動(dòng)的同時(shí)還伴有周向90°的轉(zhuǎn)動(dòng)。閥桿上、下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)閥芯相對(duì)閥座的軸向移動(dòng)，伴有的閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)使閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)90°，完全處于開(kāi)啟狀態(tài)。關(guān)閉過(guò)程與上述反向。本實(shí)用新型集中了現(xiàn)有球閥、閘閥及截止閥的優(yōu)點(diǎn)于一體，克服了它們各自的缺點(diǎn)。它的控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而制造成本低，裝配維修比較容易，通過(guò)特殊軌跡使得閥芯在開(kāi)啟、關(guān)閉過(guò)程中離開(kāi)閥座后轉(zhuǎn)動(dòng)，操作力矩小。不摩擦密封面，密封面均勻沖蝕，因而具有使用壽命長(zhǎng)，密封效果很可靠等優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定它能夠適合于各類介質(zhì)。且適用工作壓力、溫度的范圍很寬，閥門的口徑亦不需要限制。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型上部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型下部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4、圖5分別為兩種實(shí)施方式的圖3A向視圖；圖6——圖9為閥門關(guān)閉過(guò)程閥芯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖。
高密封閥門由手輪1、閥桿2、中法蘭3、閥芯4、閥體5、軸承機(jī)構(gòu)6，上部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)7、下部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)8及閥座9構(gòu)成。其中上部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)7是在閥桿2上部表面上有一個(gè)半圓形凹下的螺旋導(dǎo)軌槽10，導(dǎo)軌槽10與閥桿2的軸向之間有一個(gè)角度，其上下兩端部彎折與閥桿2的軸向平行，導(dǎo)軌槽10占閥桿2柱面的圓周90度。在對(duì)應(yīng)閥桿導(dǎo)軌槽10處的中法蘭3上嵌有一個(gè)球托11，球托11對(duì)應(yīng)閥桿2面上有球窩，球托11上的球窩將鋼球限位銷12固定在閥桿導(dǎo)軌槽10的范圍內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪1時(shí)，閥桿2受到上或下的作用力和轉(zhuǎn)動(dòng)力，由于受鋼球銷12和螺旋導(dǎo)軌槽10的限制，閥桿2只能沿導(dǎo)軌槽10的軌跡運(yùn)動(dòng)。在下部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中，閥桿2下部的扁平的兩面均有凹下的導(dǎo)向槽14，該槽14下部平行于閥桿2軸線，上部有一彎折，與閥桿2的軸線成一角度。在實(shí)施方式1中，閥桿2下部?jī)蓚?cè)的限位銷13采用鋼球。在閥芯4中裝有兩個(gè)球托15，球托15對(duì)應(yīng)閥桿2的平面上有球窩，該球窩將鋼球限位銷13限定在閥桿2表面導(dǎo)向槽14的范圍內(nèi)。在實(shí)施方式2中，閥桿下部?jī)蓚?cè)的限位銷13采用柱銷，柱銷13嵌在閥芯4中，其端頭頂在閥桿導(dǎo)向槽14中。工作中，當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪1時(shí)，閥桿2上部的導(dǎo)軌槽10受鋼球限位銷12的限制使閥桿2向下移動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)閥芯4隨著閥桿2開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖6、圖7，當(dāng)轉(zhuǎn)到圖8位置時(shí)，閥桿2僅向下移動(dòng)不再轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著閥桿2的向下移動(dòng)，擠動(dòng)鋼球限位銷13向右移動(dòng)，通過(guò)限位銷13擠壓閥芯4，使閥芯4與閥座9密封面緊密貼合，達(dá)到密封，見(jiàn)圖9。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪1是閥門的開(kāi)啟過(guò)程，與關(guān)閉過(guò)程逆向。
權(quán)利要求1.一種高密封閥門，包括手輪(1)、閥桿(2)、閥芯(4)、閥體(5)和閥座(9)，其特征在于它還包括上部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(7)和下部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(8)，上部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(7)由閥桿(2)上部的螺旋槽(10)和嵌在閥體上的限位銷(12)構(gòu)成，下部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(8)由閥桿(2)下部、閥芯(4)及嵌在閥芯(4)中的限位銷(13)構(gòu)成，閥芯(4)與閥桿(2)之間為活動(dòng)聯(lián)接，閥芯(4)上有一個(gè)扁形孔，閥桿(2)下部為扁形，伸人閥芯(4)的扁孔中；閥芯(4)扁孔內(nèi)壁與閥桿(2)的兩側(cè)相接面處有嵌入閥芯中的限位銷(13)，閥桿(2)與限位銷(13)的接觸面為一彎折形狀，其下部與閥桿(2)軸線平行，上部與閥桿軸線有一夾角；類似球體的閥芯(4)上有一段標(biāo)準(zhǔn)球面，該標(biāo)準(zhǔn)球面與閥體中閥座(9)上的密封面相吻合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密封閥門，其特征在于在閥桿(2)上部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(7)，是在閥桿(2)上有一個(gè)螺旋導(dǎo)軌槽(10)，導(dǎo)軌槽(10)與閥桿(2)的軸向成一角度，其上、下兩端部彎折與閥桿(2)軸向平行，與閥桿(2)軸向成角度的導(dǎo)軌槽(10)占圓柱形閥桿(2)柱面的圓周90度；對(duì)應(yīng)閥桿導(dǎo)軌槽(10)處的中法蘭(3)上嵌有一個(gè)球托(11)，球托(11)對(duì)應(yīng)閥桿(2)面上有球窩，球托(11)上的球窩將鋼球銷(12)固定在閥桿導(dǎo)軌槽(10)的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密封閥門，其特征在于在閥桿(2)下部?jī)蓚?cè)的扁平面上有凹槽(14)，凹槽(14)下部平行于閥桿(2)，上部有一彎折，與閥桿(2)的軸向成一角度，閥桿(2)下部?jī)蓚?cè)的限位銷(13)為鋼球，在閥芯(4)中裝有兩個(gè)球托(15)，球托(15)對(duì)應(yīng)閥桿(2)的平面上有球窩，該球窩與閥桿(2)上的凹槽(14)將鋼球限位銷(13)限定在閥桿(2)表面凹槽(14)的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密封閥門，其特征在于在閥桿(2)下部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中的限位銷(13)為柱銷，柱銷(13)嵌在閥芯(4)中，其端頭頂在閥桿導(dǎo)向槽(14)中。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高密封閥門,它是在閥桿上部和下部分別設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu),閥芯與閥桿之間采用活動(dòng)聯(lián)接,閥芯與閥座的密封面為球面。本實(shí)用新型的特殊結(jié)構(gòu)形式及上、下導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用使閥芯軸向離開(kāi)閥座后再旋轉(zhuǎn)90°,從而減少密封面摩擦,減少操作力。并能避免顆粒物料劃傷密封面,保證密封面均勻沖蝕,使閥能達(dá)到高密封、長(zhǎng)壽命,并能適用于各種介質(zhì)、工況。
文檔編號(hào)F16K5/06GK2316515SQ9723233
公開(kāi)日1999年4月28日 申請(qǐng)日期1997年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月23日
發(fā)明者馮寶芬, 李德珺 申請(qǐng)人:馮寶芬, 李德珺