專利名稱：偏心圓撐開閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及閥門，特別涉及球閥或蝶閥或旋塞閥的密封結構和啟閉結構。
背景技術：
采用強制式密封，是克服預緊式密封的球閥或蝶閥或旋塞閥密封面間易磨損、閥座易抱死閥芯、啟閉扭矩特大等缺陷的有效方法。撐開式強制密封的球閥或蝶閥或旋塞閥，均已具有密封面間磨損少、密封好、啟閉輕、閥芯不會被閥座抱死，適應硬密封副、耐高溫高壓等優點。ORBIT美國軌道閥門國際公司制造的軌道球閥，為整體球單向撐開式強制密封結構。該結構雖然克服了預緊式密封球閥的主要缺陷，但是與其配套的啟閉機構，即升、降加旋轉的啟閉機構很復雜，所以制造困難，特別是閥桿上的螺旋軌道既不易加工，又易被軌道槽中的滾動銷卡阻、咬死，而且結構高、啟閉慢。ZL00115137. I《斜槽插板升降撐攏式閥門》， 為組合球雙向撐攏式強制密封結構。該結構也同樣存在軌道球閥的缺陷。ZL99124153. 3《滾動球球閥密封結構》，及ZL00111674. 6《閥桿旋轉角度啟閉的撐攏式閥門密封結構》，都是需要給合ZL99124192. 4《盤形雙軌道式旋轉加撐攏的閥門啟閉結構》，才能設計成完整的產品。雖然沒有了支架和升、降式閥桿，閥桿旋轉角度即可啟閉閥門，但是均為雙向密封的組合閥芯結構。而且，《盤形雙軌道式旋轉加撐攏的閥門啟閉結構》中，旋轉盤上“撐攏”功能的軌道槽不易用機床加工成形，軌道槽與槽中間的限位銷為點或線接觸配合，即傳遞扭矩的受力處為點或線接觸配合，受力不好，容易磨損，閥芯密封面復位效果也差。
發明內容
本發明的目的是提供一種“偏心圓撐開閥”結構。該結構適用整體閥芯，即單密封副的球閥、蝶閥、旋塞閥。該結構閥桿無升、降，閥桿平轉即可啟閉閥門。該結構的旋轉軌道采用機床加工成形。該結構受力處為弧形面配合接觸。偏心圓撐開閥，由上裝式或側裝式閥體與閥蓋或帶閥座式閥蓋組成閥腔，閥腔內置有整體式閥芯，即球體或蝶板或旋塞。滾動式或擺動式密封的閥芯，在閥芯橫向的一側設有密封面，與閥腔一側的固定式或浮動式閥座組成密封副。在閥芯豎向的上端設有限位銷、固定盤和旋轉盤，固定盤上設有固定軌道，旋轉盤上設有旋轉軌道。旋轉盤與閥腔外插入的閥桿下端連接或與閥桿連為一體，并與閥桿同步順、逆時針平行旋轉。在閥芯豎向的下端設有與閥桿軸向同心的定芯座，定芯座上段與閥芯下端以萬向球或圓軸或扁圓軸與圓孔套或扁圓孔或加鉸支銷連接，定芯座下段插入閥腔底端的孔內定位。固定軌道為90度圓弧連直線的軌道，限位銷連同閥芯受閥桿下端旋轉軌道的聯動，按固定軌道的軌跡運行。平行移動式密封的閥芯，下端也設有旋轉軌道，或設固定盤和限位銷，上、下旋轉軌道采用長閥桿或弧形片或球體閥芯中間的小球芯連接、聯動、傳遞扭矩。其特征是，閥桿下端的旋轉軌道為圓形軌道，圓形旋轉軌道的軸向中心線與閥桿的軸向中心線相互平行，相互之間不同心，有一段偏心距離；圓形旋轉軌道為閥桿下端的一段偏心圓柱，或為閥桿下端端面上制成的一圈凸圓環，或為一圈凹圓槽，或為多圈同心的凸圓環，或為多圈同心的凹圓槽。閥芯豎向的上端或上、下端制有一個或多個與閥桿軸向平行的圓直孔，圓直孔內或設有襯套，圓直孔內或襯套內插入圓柱形旋轉銷的一端，圓柱形旋轉銷與圓直孔或與襯套或圓直孔與襯套之間為動配合；圓柱形旋轉銷的另一端在軸向上制成一處弧形面，或在圓柱形旋轉銷另一端的端面上制成弧形凸鍵，或制成弧形凹槽，弧形面或弧形凸鍵或弧形凹槽的圓中心與閥桿下端偏心的圓形旋轉軌道軸向圓中心同心；弧形面與圓柱形旋轉軌道作動配合，或弧形凸鍵與凹圓槽旋轉軌道作動配合，或弧形凹槽與凸圓環旋轉軌道作動配合。配合面上不設置滾柱或滾針為滑動配合，配合面上設置多根滾柱或滾針為滾動配合。所述圓柱形旋轉銷部份或全部替代限位銷的功能，圓柱形旋轉銷或限位銷在固定軌道的90度圓弧軌道中進入直線軌道，或從直線軌道再回到90度圓弧軌道，是靠旋轉盤上設置的凹凸面離合機構輔助實現的。所述球閥或旋塞閥的殼體和閥腔內的閥芯，即球體或旋塞上設置的介質流通孔，分為直通式二通孔，和“L”形或“T”形或“Y”形三通孔，及四通孔。
所述球閥閥腔的介質進口端內孔靠閥腔處，增設旋啟式止回閥閥瓣和配對密封的閥座，閥瓣向閥腔內旋翻，具有止回功能。所述球閥閥腔中球體流通孔的介質出口端處，增設旋啟式止回閥閥瓣，并在球體流通孔的介質出口端處設制配對密封的閥座，閥瓣在閥腔內旋翻，具有止回功能。本發明的優點是(I)閥桿受操縱連同下段或下端面上的旋轉軌道作順、逆時針平行旋轉，旋轉軌道上偏心圓柱或凸圓環或凹圓槽，不但能強行推動或拉動圓柱形旋轉銷和閥芯改變至閥座或閥桿軸向中心之間的直線距離，達到收攏閥芯靠向閥桿軸向中心，或撐開閥芯壓向閥座的啟閉閥門的目的，而且還能強行推動或拉動圓柱形旋轉銷在閥芯的圓直孔內旋轉，不斷保持圓柱形旋轉銷上的弧形面或弧形凸鍵或弧形凹槽，與閥桿下段或下端面旋轉軌道上偏心圓柱或凸圓環或凹圓槽之間的滑動或滾動配合，有較大的受力表面積。(2)比較軌道球閥和斜槽插板升降撐攏式閥門，減少了支架、螺旋軌道、梯形螺紋、閥桿螺母等零件及復雜機構。既節省了材料，又降低了成本，還減少了加工難度；既降低了閥門高度，又加快了閥門啟閉速度，還消除了螺旋軌道易被滾動銷卡阻、咬死的嚴重質量事故風險。(3)比較盤形雙軌道式旋轉加撐攏的結構啟閉的閥門，雖然都是閥桿旋轉角度即可啟閉的閥門結構，但是以“偏心圓柱或凸圓環或凹圓槽”與“圓柱形旋轉銷上弧形面或弧形凸鍵或弧形凹槽”上“弧形面”的滑動或滾動配合，替換現有“角度”或“弧度”或“角度連弧度”的“撐攏”軌道槽與“限位銷”上點或線的接觸配合。不但傳遞扭矩處受力好、耐磨損、壽命長，質量得到提高，而且完全用機床加工成形，既減少了加工費，又提高了零件精度，還克服了現有閥芯密封面復位精度較差的缺陷。具體實施方法圖I、單閥座、整球體、單向滾動密封球閥，為全開啟位置的結構示意圖。圖2、為圖I所示單閥座、整球體、單向滾動密封球閥結構的工作原理圖。如圖I、圖2所示閥桿I受操縱連同旋轉軌道盤2、旋轉銷3、限位銷5、閥芯6、定芯座7、鉸支銷8及扁圓孔加圓孔9，按固定盤4上90度圓弧軌道，順時針平行旋轉90度，閥芯6上的密封面與閥座密封面相對；閥桿I連同旋轉盤2繼續順時針平行旋轉，旋轉盤2上的偏心凹圓槽軌道2a，推動旋轉銷3及上端弧形凸鍵3a旋轉角度保持較大弧形面的配合，并強行推動旋轉銷3、限位銷5和閥芯6及密封面，按固定盤4上與90度圓弧軌道相連的直線軌道，同時按閥芯6 下端的扁圓孔加圓孔9、定芯座7及鉸支銷8組成的滾動軌道，向閥座密封面滾動壓緊，形成強制密封力。
權利要求
1.偏心圓撐開閥，由上裝式或側裝式閥體與閥蓋或帶閥座式閥蓋組成閥腔，閥腔內置有整體式閥芯，即球體或蝶板或旋塞；滾動式或擺動式密封的閥芯，在閥芯橫向的一側設有密封面，與閥腔一側的固定式或浮動式閥座組成密封副；在閥芯豎向的上端設有限位銷、固定盤和旋轉盤，固定盤上設有固定軌道，旋轉盤上設有旋轉軌道；旋轉盤與閥腔外插入的閥桿下端連接或與閥桿連為一體，并與閥桿同步順、逆時針平行旋轉；在閥芯豎向的下端設有與閥桿軸向同心的定芯座，定芯座上段與閥芯下端以萬向球或圓軸或扁圓軸與圓孔套或扁圓孔或加鉸支銷連接，定芯座下段插入閥腔底端的孔內定位；固定軌道為90度圓弧連直線的軌道，限位銷連同閥芯受閥桿下端旋轉軌道的聯動，按固定軌道的軌跡運行；平行移動式密封的閥芯，下端也設有旋轉軌道盤，或設固定盤和限位銷，上、下旋轉軌道采用長閥桿或弧形片或球體閥芯中間的小球芯連接、聯動、傳遞扭矩；其特征是，閥桿下端的旋轉軌道為圓形軌道，圓形旋轉軌道的軸向中心線與閥桿的軸向中心線相互平行，相互之間不同心，有一段偏心距離；圓形旋轉軌道為閥桿下端的一段偏心圓柱，或為閥桿下端端面上制成的一圈凸圓環，或為一圈凹圓槽，或為多圈同心的凸圓環，或為多圈同心的凹圓槽；閥芯豎向的上端或上、下端制有一個或多個與閥桿軸向平行的圓直孔，圓直孔內或設有襯套，圓直孔內或襯套內插入圓柱形旋轉銷的一端，圓柱形旋轉銷與圓直孔或與襯套或圓直孔與襯套之間為動配合；圓柱形旋轉銷的另一端在軸向上制成一處弧形面，或在圓柱形旋轉銷另一端的 端面上制成弧形凸鍵，或制成弧形凹槽，弧形面或弧形凸鍵或弧形凹槽的圓中心與閥桿下端偏心的圓形旋轉軌道軸向圓中心同心；弧形面與圓柱形旋轉軌道作動配合，或弧形凸鍵與凹圓槽旋轉軌道作動配合，或弧形凹槽與凸圓環旋轉軌道作動配合；配合面上不設置滾柱或滾針為滑動配合，配合面上設置多根滾柱或滾針為滾動配合。
2.根據權利要求I所述的旋轉銷或限位銷、固定盤、旋轉盤，其特征在于圓柱形旋轉銷部份或全部替代限位銷的功能，圓柱形旋轉銷或限位銷在固定軌道的90度圓弧軌道中進入直線軌道，或從直線軌道再回到90度圓弧軌道，是靠旋轉盤上設置的凹凸面離合機構輔助實現的。
3.根據權利要求I所述的球閥或旋塞閥的殼體和閥腔內的閥芯，其特征在于球閥或旋塞閥的殼體和閥腔內的閥芯，即球體或旋塞上設置的介質流通孔，分為直通式二通孔，和“L”形或“T”形或“Y”形三通孔，及四通孔。
4.根據權利要求I所述的球閥閥腔的介質進口端內孔靠閥腔處，其特征在于球閥閥腔的介質進口端內孔靠閥腔處，設旋啟式止回閥閥瓣和配對密封的閥座，閥瓣向閥腔內旋翻，具有止回功能。
5.根據權利要求I所述的球閥閥腔中球體流通孔的介質出口端，其特征在于球閥閥腔中球體流通孔的介質出口端處，設旋啟式止回閥閥瓣，并在球體流通孔的介質出口端處設制配對密封的閥座，閥瓣在閥腔內旋翻，具有止回功能。
全文摘要
偏心圓撐開閥，閥桿(1)受操縱連同旋轉盤(2)、旋轉銷(3)、限位銷(5)、閥芯(6)、定芯座(7)、鉸支銷(8)及扁圓孔加圓孔(9)，按固定盤(4)上90度圓弧軌道，順時針平行旋轉90度，閥芯(6)上的密封面與閥座密封面相對；閥桿(1)連同旋轉盤(2)繼續順時針平行旋轉，旋轉盤(2)上的偏心凹圓槽軌道(2a)，推動旋轉銷(3)及上端弧形凸鍵(3a)旋轉角度保持較大弧形面的配合，并強行推動旋轉銷(3)、限位銷(5)和閥芯(6)及密封面，按固定盤(4)上與90度圓弧軌道相連的直線軌道，同時按閥芯(6)下端的扁圓孔加圓孔(9)、定芯座(7)及鉸支銷(8)組成的滾動軌道，向閥座密封面滾動壓緊，形成強制密封力。
文檔編號F16K31/52GK102966788SQ20111041186
公開日2013年3月13日 申請日期2011年12月4日 優先權日2011年8月29日
發明者王加新, 王姝 申請人:王姝