用于工業閘閥的密封系統和包括該系統的閘閥的制作方法
【專利摘要】本發明涉及特別地用于工業安全閥，更特別地用于工業閘閥的密封系統。因此本發明的對象是適合于在閘閥上使用的密封系統（1）和包括這樣的密封系統（1）的閘閥兩者。根據本發明的系統允許結合在用于制造設置有傳統密封系統的閘閥的簡化和高效益成本方面的優點，以及另外在高工作壓力和低工作壓力下的性能和減少處理平板所需的扭矩方面的優點，還確保了具有即使在特定的和苛求的工作條件下隨著時間不變的密封性能的閥本身的操作。
【專利說明】用于工業閘閥的密封系統和包括該系統的閘閥
[0001]描述
[0002]本發明涉及一種特別是用于工業安全閥的密封系統，更特別的是用于工業閘閥的密封系統。
[0003]安全閥，特別是閘閥，是包括多個組件的復雜系統并且一般借助于機械驅動器是可操作的。
[0004]此外，它們一般包括至少一個主體、至少一個閥座或密封座，以及至少一個平板(slab)。
[0005]在本領域已知的某些類型的閘閥中，閥座在平板上密封借助于金屬-金屬接觸來獲得。
[0006]然而，這種類型的密封沒有擺脫禁忌，主要由于閥座和平板之間的金屬與金屬接觸能夠導致閥的最后卡住，往往具有不可修復的損害，并且這既是由于從閥座釋放到平板上的高壓力，并且又是由于碎片的可能滲入或在任何情況下閥座和平板之間的污垢。
[0007]為了部分地釋放施加在閥座和平板之間的壓力以及為了避免可能導致閥卡住的金屬-金屬密封，如上面提到的，市場上已知的閘閥是其中由熱塑性材料制成的構件在閥座和平板之間運作，熱塑性材料制成的構件適合于確保閥的密封同時適合于允許實現閥本身的打開和關閉所需的閥座和平板之間的相對運動。
[0008]如本領域已知的，所述密封構件一般包含由熱塑性材料制成、組裝到稱為密封閥座的金屬零件并且適合于密封地封閉閥主體和平板的插入物，如上面提到的。
[0009]雖然設置有由熱塑性材料制成的與密封閥座相關聯的插入物的這種類型的閘閥在市場上是非常普遍的，但是這個技術解決方案確實具有一些缺點。
[0010]在這些缺點中，例如，如果只留下熱塑性材料組裝到金屬密封閥座則密封不是最優的。事實上，為了獲得良好的密封，熱塑性材料應接觸特征在于幾乎沒有表面凹凸不平的表面的平板。因為這個原因，平板的金屬表面應精確地加工，特別是它應該被搭接，這涉及生產成本的顯著增加。
[0011]在制造零件的步驟中需要提供這樣的機械加工和公差控制涉及生產成本的顯著增加，從而使配置有由熱塑性材料制成的密封構件的閥更昂貴并且從而暴露于制造缺陷影響閥本身的良好密封的風險中。
[0012]再次，當閥密封只留下由熱塑性材料制成的插入物存在時，這由于在閥座和平板之間隨之發生的不對準例如由于閥打開與關閉操作而受到磨損和變形。
[0013]影響已知類型的設置有由熱塑性材料制成的密封插入物的閘閥的非最后的缺點在于，由于高的流體壓力值使得它們是不可靠的，高的壓力甚至意味著超過55bar的壓力值。這是由于被由熱塑性材料制成的插入物實現的密封不是最優的事實，尤其因為上述的磨損。
[0014]解決方案在市場上是已知的以改善即使在較高的流體壓力值的閥密封，該解決方案包括本身作為主要的密封構件、可能包括由熱塑性材料制成且直接適合于平板的密封構件的金屬閥座。使用的材料的例子是聚四氟乙烯(具有不同的合成物)、尼龍、聚醚醚酮和具有高硬度的相似的熱塑性聚合物。
[0015]即使這個解決方案在高壓下的密封方面有所改善，面對上述缺點不完全令人滿意。
[0016]此外，由于諸如硬化閥座上和平板上兩者的表面上的填充材料同時結合閥座和平板兩者的加重的表面加工的原因導致的高制造成本，為新的解決方案的研究創造了條件。
[0017]因此，已經示出了本領域已知的制造閘板中密封在平板上的閥座的解決方案如何被限制其利用領域的缺點所影響。
[0018]因此，本發明的主要任務是為工業閘閥提供解決了已知類型的系統留下的尚未解決的上述問題的密封系統。
[0019]在這項任務的范圍內，本發明的目標是提供能夠確保即使對于超過55bar，直到150bar以及超過更高工作壓力的高工作壓力的密封，同時保持制造成本低的密封系統。
[0020]本發明的另一個目標是提供擺脫由一般在流體中存在雜質和污垢所衍生的問題的密封系統，該問題長期危害閥的正確操作和球體上的閥座的密封。
[0021]本發明的目標還提供適合于高壓力同時保持制造系統本身和包括這樣的系統的閥的低成本的密封系統。
[0022]不是最后，本發明的目標提供相對于高壓下的密封件確保打開/關閉閥所必需的扭矩值的減少，伴隨隨之發生的能夠使用更小功率的驅動器的優點，從而導致節約進一步的操作和制造的密封系統。
[0023]該任務和這些以及其它的目標依據以非限制性的說明的方式在這里給定的本發明的詳細描述將變得更加明顯，且通過用于工業閘閥類型的密封系統實現，該密封系統包括適合于插入閘閥的容納主體(containing body)中的至少一個閥座、和適合于實現在所述閥的所述閥座和平板之間的流體密封的由彈性材料制成的至少一個密封構件，其特征在于該密封系統還包括在所述閥座的意在面向所述平板的表面上的至少另外的橡膠密封構件。
[0024]本發明的另外的特征和優點，將從以非限制性的例子給定的且在附圖中說明的下面的詳細描述變得更明顯，其中:
[0025]圖1示出了在第一構造中且根據第一種實施方式的根據本發明的系統的圖；
[0026]圖2示出了根據圖1中的構造在第二種實施方式中的根據本發明的系統的圖；
[0027]圖3示出了根據第二種實施方式且在第一構造中的根據本發明的系統的圖；
[0028]圖4示出了根據圖3中的構造在第二種實施方式中的根據本發明的系統的圖。
[0029]特別地，參考圖1，根據本發明的密封系統I包括用于在平板30上密封且適合于與閥主體10協作的閥座20。如本領域的技術水平所已知的，閥座20與閥主體10協作，因此例如螺旋彈簧40和O形環密封件50可有利地設置在所述閥座20和所述閥主體10之間。
[0030]上述安全閥的操作是已知的。由作用在閥座20的外部零件上的流體施加的壓力推動閥座本身使之靠著平板30，同時密封系統的操作因而提供了，在閥座和閥主體之間起作用的彈簧40確保了對于低壓力值的密封，并且隨著壓力上升，流體本身發揮了按壓閥座抵靠平板的作用，這確保了閥的密封。
[0031]如圖1中所示，根據本發明的閥座在平板上的密封通過在閥座上定位并朝平板30突出的密封構件60a和也定位在閥座20上所存在的特定殼體中并且能夠實現平板30上密封的構件70a實現，密封構件60a優選地外形是環形的并由熱塑性材料制成，也稱為熱塑性插入物，構件70a由彈性材料制成，優選橡膠O形環。
[0032]本發明的第二構造在圖2中示出，其中彈性密封構件70b包含三角形環，這樣稱呼是因為能回想起三角形符號的特定三角形輪廓的橫截面，如圖2中精確地看到的。
[0033]在這個第二構造中，密封構件或熱塑性插入物60b在彈性密封構件(三角形環)70b旁邊定位，使得兩個構件使其橫截面的邊緣相互接觸，如圖2再次示出的。因此，容納構件60b和70b的殼體的特征可在于更寬的端口，其特別有助于三角形環插入到它的殼體中。事實上，將彈性構件插入閥座中并不簡單，并且將O形環插入到閥座上存在的殼體中需要特別的小心和專用的機械裝置的使用，尤其在具有環形橫截面的O形環用作彈性密封構件的第一種實施方式的情況下。
[0034]示出的第二構造因而在結構簡化方面被優選。
[0035]再次，根據圖3中示出的本發明的另外的實施方式，除了由熱塑性材料制成的密封構件60a和由彈性材料制成的O形環密封構件70a之外，閥座上的另外的構件80的插入可被設置，只要構件80總是向平板30突出，構件80也優選地設計為由熱塑性材料制成的稱為刮油環的環，并被放置以保護和防護在此之前所公開的密封系統。
[0036]特別地，該保護構件(刮油環)也插到閥座20上，在閥座20和平板30之間放置，相對于密封構件60a、60b和70a、70b靠近中心流體流動管道。
[0037]因此，刮油環構件80同時起到保護密封構件60a和70a遠離流體中存在的任何雜質并且防止特別在高壓情況下的閥座和球體之間的金屬-金屬接觸的作用，因此有助于減少作用在閥座和平板之間的壓力，同時有助于由熱塑性插入物60a和彈性插入物70a實現的密封功能。
[0038]在此參考圖3中的實施方式所傳達的相同考慮可參考圖4中的實施方式被重復，在圖4的實施方式中，另外的刮油環構件80與由熱塑性材料制成的密封構件60b相關聯以及與由彈性材料制成的由于其橫截面的大體三角形輪廓而被稱為三角形環的密封構件70b相關聯。
[0039]因而已經示出了根據本發明的用于工業閘閥的密封系統如何實現所提議的目標和目的。
[0040]特別地，已經公開了本發明的系統對象即使在超過設置有傳統的密封系統的閥可獲得的標準值的高工作壓力時如何允許獲得最佳的密封。
[0041]設置有所述系統的閥的可靠性的改善是根據本發明的系統實現的另外的目標。事實上，已經示出了在非常高的工作壓力和管道中存在污垢的情況下如何避免損害平板或最壞的情況下閥本身卡住的風險。
[0042]再次，對于粘住現象即在長期沒有操作閥的情況下閥座粘合在平板上的抑制或至少顯著減少是根據本發明的系統實現的另外的目標，并且這是由于檢驗下的系統在壓力推動下顯著減少了閥座和平板之間的應力，因而阻止了這兩個構件之間的金屬接觸的事實。
[0043]根據本發明的系統所實現的非最后的目標是使用相對于本領域技術水平已知的類型的并且具有相同的使用壓力范圍的閥來說更小功率的驅動器用于處理平板的能力。
[0044]再次，根據本發明的系統所實現的目標是提供實施起來更有成本效益、工作壓力相同的閘閥。[0045]可不脫離本發明的保護范圍由本領域的技術人員進行若干修改。
[0046]因此，權利要求的保護范圍不應該被以舉例的方式在描述中示出的公開內容或優選實施方式限制，而是權利要求應包括從本發明推斷的專利新穎性的所有特征，包括將被本領域的技術人員視為等同的所有特征。
【權利要求】
1.一種用于工業閥的密封系統(1)，所述密封系統(I)特別是用于閘閥類型，所述密封系統(I)包括適于插入閘閥的容納主體(10)中的至少一個閥座(20)、和適于通過密封地接觸所述閥座(20)而封閉所述閥的一個平板(30)，以及由熱塑性材料制成的、放置在所述閥座(20 )的意在面向所述平板(30 )的表面處并適于實現在所述閥的所述閥座(20 )和所述平板(30)之間的流體密封的一個密封構件(60a、60b)，所述密封系統(I)還包括在所述閥座(20)的意在面向所述平板(30)的表面處的由彈性材料制成的至少另外的構件(70a、70b)，其特征在于由熱塑性材料制成的所述構件(60a、60b)是環形的并具有多邊形橫截面。
2.根據權利要求1所述的密封系統(1)，其特征在于由彈性材料制成的所述構件(70a、70b)是環形的。
3.根據前述權利要求中任一項所述的密封系統(1)，其特征在于由彈性材料制成的所述密封構件包含具有圓形橫截面的O形環(70a)。
4.根據權利要求1到2中任一項所述的密封系統(1)，其特征在于由彈性材料構成的所述密封構件包含具有三角形橫截面的環(70b )。
5.根據前述權利要求中一項或多項所述的密封系統(1)，其特征在于所述閥座(20)包括適于在其面向所述平板(30)的表面上容納所述熱塑性構件(60a、60b)的至少一個殼體和適于在其面向所述平板(30)的表面上容納所述彈性構件(70a、70b)的至少一個殼體。
6.根據前一權利要求所述的密封系統(1)，其特征在于所述熱塑性構件(60a、60b)的所述殼體和所述彈性構件(70a、70b)的所述殼體被連接在一起以形成單一的殼體。
7.根據權利要求1到8中任一項所述的密封系統(I)，其特征在于所述密封系統(I)還包括在所述閥座(20)和所述平板(30)之間插到所述閥座(20)上的至少一個熱塑性安全構件(80)。
8.根據前一權利要求所述的密封系統(1)，其特征在于所述安全構件(80)相對于所述密封構件(60a、60b ;70a、70b)靠近中心流體流動管道定位。
9.一種閘閥，包括根據前述權利要求中一項或多項所述的密封系統。
【文檔編號】F16J15/34GK103582772SQ201180070051
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2011年4月12日 優先權日:2011年4月12日
【發明者】羅伯托·斯卡蒂尼 申請人:加斯凱特國際股份公司