專利名稱：優化陶瓷密封閥芯的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種優化陶瓷密封閥芯。
已有的陶瓷密封閥芯，如角通式單水嘴閥芯和逆通式的冷熱水混合閥芯采用的都是二瓷片結構(定片和動片)，而一般直通式通常為三瓷片結構(兩片結構相同的定片之間夾一只動片)，其相互貼合面平整、平行和光滑，并配以相應的閥體和密封部件組成各種陶瓷密封閥門。通常的二瓷片結構的閥芯，在動片轉動或平移過程中，還存在非瓷片部件之間的摩擦，往往在瓷片磨損之前，非瓷片部件之間早已磨損而引起泄漏。瓷片的耐磨性未能全部的發揮出來；而無論角通式或直通式閥芯均采用平面回轉密封方式， 陶瓷片多采用均布的扇形孔結構，因而其流量決定于組成瓷片的定片與動片的扇形孔的面積大小。當瓷片直徑一定、扇形孔數和其圓心角一定時，為提高流量而加大扇形孔面積的最好方法是減小扇弧處密封帶的寬度，使圓瓷片的邊緣圓環帶變窄，但這勢必影響瓷片與閥體之間(通過密封墊圈)在扇弧處密封帶的密封可靠性，結果使閥門的耐壓密封性能降低，使整體質量不可靠性增加，造成可靠性與流量之間的這一對矛盾長期難以解決。同樣也存在密封與開關轉矩(手感)之間的矛盾，以及由于結構上的原因還存在功能上的不能雙向使用。
本發明的目的在于克服以上缺點，提供一種二瓷片和一瓷環的優化型結構體的陶瓷密封閥芯，以消除非瓷片部件的磨損或在不增加瓷片外徑的前提下，盡量加大扇形孔面積，提高已有的二瓷片和三瓷片為閥芯的各種閥門的極大流量和高可靠性及其使用壽命。
本發明的另一目的是提供一種二瓷片和一瓷環的通用性閥芯以便于裝配和維修使用。
本實用新型的技術方案是對已有的二瓷片或三瓷片的瓷閥芯的改進，即將二瓷片的瓷閥芯。再增加一瓷環，而將三瓷片以瓷環取代動片一側的一只定片，即將陶瓷片閥芯皆以定片與動片的二瓷片加一瓷環的優化結構形式替代，且該瓷環專門設計為內孔為圓錐狀孔的結構；進而又考慮到密封性好和提高流量，還將其定片與墊圈相貼合的平面一側方設計成一凹面異形結構體，并將這種優化結構的多種閥門的示例作為幾種具體實施例而展示其廣泛應用。
顯然本實用新型既區別于只有二瓷片的瓷閥芯，又與三瓷片瓷閥芯不同，它有效地解決了陶瓷閥芯組成的閥門的上密封泄露的難題，極大地提高了整體閥門的使用壽命，并巧妙合理地克服了流量和可靠性之間以及密封與開關轉矩之間的矛盾，且使所組成的直通閥門雙向皆可使用。
以下結合附圖和實施例詳細說明本實用新型。
圖1．本實用新型(帶有密封墊圈與拔柄)基本結構分解示意圖。
圖2．本實用新型冷熱水混合閥芯剖視與分解結構對應示意圖。
圖3．本實用新型定片結構的右視圖。
圖4．本實用新型定片結構的主視圖。
圖5．本實用新型定片結構的左視圖。
圖6．本實用新型定片結構的C-C剖視圖。
圖7．本實用新型的一般直通式通用閥芯裝配圖。
圖8是圖7通用閥芯A-A剖視圖。
圖9是圖7通用閥芯B-B剖視圖
圖10．本實用新型另一種直通式閥芯的分解示意圖。
圖11．本實用新型角通式閥芯的分解示意圖。
如
圖1、圖7-9所示，本實用新型包括有扇形孔的定片1和可與撥柄10相交連的帶聯動結構的動片2，其特征是它還包括一只與動片2相貼合的帶圓錐狀孔的瓷環3，且瓷環3的內圓錐狀孔的大徑一側的圓環面和動片2互相高精度平滑貼合。即上述瓷環3不是一只規則的圓環狀或管狀體，而是一個內孔為錐狀孔的瓷環，因此瓷環3的兩側面的圓環面有寬窄之別，該結構的瓷環3可以保證在不阻擋動片扇形孔面積的前提下，又能在殼芯或閥體上設置軸向限位臺肩H1和H2。本例直通閥中，有時也可將瓷芯殼省去，將瓷芯直接安裝在閥體之中。如圖2中，作為冷熱水混合水嘴原閥芯僅是二瓷片的結構(定片1和動片2)如在動片2上再加一瓷環3(該瓷環3與動片2吻合面也是非常光滑和平整，動片2可在定片1和瓷環3之間平移或平滑轉動)。當動片1平移至左端，定片1上的A、B孔被動片2隔斷封閉，當動片1平移至右端，定片1上的A、B孔被動片2上的型腔D連通而開啟。本實用新型倡導構筑的優化的陶瓷密封閥芯，顯然，對二瓷片的閥芯加裝了瓷環3后，則使其動片2的運動不再產生非瓷片間的摩擦而大大提高了壽命。如圖2、
圖10、
圖11所示即為在原二瓷片閥芯結構的基礎上加裝了瓷環3后本實用新型的實例。
考慮到最大限度地提高流量，還可進一步將通常的圓片狀的定片1設計成一側為凹面的異形結構體，如圖3-6所示，即將與動片2的貼合面的扇形a′od′逐漸擴之為另一側的扇狀面abcd，也即扇形a′od′在定片1與動片2相貼合的一側面(R平面)，扇狀面abcd則在另一側，扇形a′od′與動片2上的扇形是完全吻合的(位置大小完全一樣)，而扇狀面abcd的面積遠大于扇形a′od′，該扇形孔的這種異形結構體若逐層橫剖的每一剖面的扇形面積皆大于定片1的右側面——R平面上的扇形面積，當水流入a′od′扇形孔從abcd的扇面流出時，與水流方向垂直的每一扇形面積皆大于或等于定片1的R平面上的扇形面積，這樣，即確保定片1的流量不小于動片2上的流量，唯采用這種結構，才得以盡量加大動片2的扇形孔的圓弧段直徑(顯然應使其一側的定片和另一例的瓷環在此圓弧段上保持重合)，如此在不增加瓷片外徑的前提下便最大限度地提高了流量。
由此構筑的本實用新型是將已有的由二瓷片的閥芯增加一個瓷環，而將三瓷片的閥芯以瓷環取代其中一只定片的優化結構的閥芯，而不管動片2的具體結構如何，配合成相應的芯殼或閥體即可組成各種優質的陶瓷片類的閥門。考慮到本實用新型的通用性，作為實施例，在上述閥芯的定片1和瓷環3側分別設置一只定片墊圈4和環墊圈5，并將其包容固定在左芯殼8與右芯殼9內以其臺肩H1和H2及相應的密封件為O形圈狀的左墊圈6與右墊圈7進行密封，再用撥柄10插入動片2中的盲孔S1中便組成通用閥芯。進而考慮到一側承受水流的水壓較高的情況下，可將上述閥芯的定片1側的定片墊圈4及左芯殼8的通水孔M設計為與定片1的三個扇形孔中心線重合的、且面積略大的三個扇形孔，以承受來自左側水流的較高的水壓，即比左芯殼8為圓孔狀的通水孔時定片1上的壓力約減少一半，這樣以減小轉動力矩使手感輕松，以利于實現自動控制。
上述動片2的定位聯動結構根據撥柄10各種方式的配合需要，可以是動片2側周或平面上的盲孔S1或凸爪(后者圖略)，如圖9，
圖10。從圖中還可明顯看出本實用新型的瓷環3可以使多種形式的撥柄10從內中穿過而插入動片2平面上的盲孔S1或凹槽S2中，從而可以做成各種不同用途的閥門。
上述兩片一環的閥芯結構中，由于動片在與瓷環相吻合處，其平面度和光潔度與另一側面一樣都達到很高的精度，即在動片(2)的兩側面皆為高平面度和光潔度時，那么，在某些要求不很高的情況下，為降低成本，瓷環亦可用其他材料代替，如聚四氟乙烯等。特別在如
圖11的角通式閥芯中，瓷環亦可省去。
綜上所述，本實用新型的優點是顯而易見的。本實用新型構筑的閥芯或利用本實用新型配合以相應閥體組成的各種陶瓷片閥門，圓滿完善地解決了流量與密封，可靠性之間的矛盾以及開關轉矩與密封之間的矛盾，也合理地解決了陶瓷片閥芯上密封泄露的難題，延長了整體閥門的使用壽命和相同尺度下獲得最大流量的可能，因此開辟了陶瓷密封閥芯技術及其應用的新天地。
權利要求1．一種優化陶瓷密封閥芯，它包括定片(1)和可與撥柄(10)相交連的帶聯動結構的動片(2)，其特征是它還包括一只與動片(2)相貼合的帶圓錐狀孔的瓷環(3)，且瓷環(3)內圓錐狀孔的大徑一側的圓環面和動片(2)互相高精度平滑貼合。
2．根據權利要求1所述的閥芯，其特征是上述定片(1)一側為凹面的異形結構體，即將與動片(2)的貼合面的扇形ao′d′逐漸擴之為另一側的扇面狀的abcd。
3．根據權利要求1或2所述的閥芯，其特征是在動片(2)的兩例面皆為高平面度和光潔度時上述瓷環(3)可以用聚四氟乙烯環替代或省去。
4．根據權利要求1所述的閥芯，其特征是上述動片(2)上的定位聯動結構可以是動片(2)上的盲孔S1、凹槽S2或凸爪。
5．根據權利要求1所述的閥芯，其特征是在上述閥芯的定片(1)和瓷環(3)側分別設置一只定片墊圈(4)和環墊圈(5)，并將其包容固定在左芯殼(8)與右芯殼(9)內以其臺肩H1和H2及相應的密封件為0形圈狀的左墊圈(6)與右墊圈(7)進行密封，再用撥柄(10)插入動片(2)中的盲孔S1中組成通用閥芯。
6．根據權利要求1或4所述的閥芯，其特征是在上述閥芯的定片(1)側的定片墊圈(4)及左芯殼(8)的通水孔R皆為與定片(1)的三個扇形孔中心線重合的、且面積略大的三個扇形孔。
專利摘要一種優化陶瓷密封閥芯,它是將二瓷片或者三瓷片陶瓷片皆以動片、定片和瓷環的優化結構替代,進而將其定片與墊圈相貼合的一側方設計成一凹面異形結構體,這種優化結構可廣泛應用于所有陶瓷片閥門。它極大地提高了閥門的壽命,有效地解決了陶瓷閥芯上密封泄漏的難題,并合理地克服了流量和可靠性以及密封與開關轉矩之間的矛盾,若是所組成的是直通閥則雙向皆可使用。
文檔編號F16K3/314GK2439576SQ0021583
公開日2001年7月18日 申請日期2000年8月7日 優先權日2000年8月7日
發明者崔源湘, 崔荀 申請人:崔荀, 崔源湘, 左力剛