高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥的制作方法
【專利摘要】高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥，是由閥體、設在閥體內部的閥座、蓋設于閥體兩端的閥蓋、設在閥座內的球體及設在閥體上側壁的閥桿組成，其特征在于：閥蓋數量為兩個分別蓋設在閥體的左右兩端，并通過螺柱及螺母固定在閥體上；閥體與閥蓋的連接處設有閥體密封墊片及槽墊密封結構；閥體密封墊片為微觀鋸齒環密封對接結構，閥桿倒密封處為球形結構；本實用新型由于采用三角套密封、閥桿密封墊片及微觀鋸齒環密封對接結構，使得密封體積小，效率高，密封性能更加可靠；另外鎖緊平臺與驅動器安裝平臺采用三片式內外螺紋連接，這將大大降低閥門的制造成本。
【專利說明】高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于機械工程配件【技術領域】，具體涉及的是一種高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥。
【背景技術】
[0002]閥門是流體輸送與控制的開關，凡閥門都有一個開關裝置，如球閥中的球，閘閥中的閘板，截止閥中的閥瓣；閥門開關裝置設置在閥體的流體通道中，有一個允許流體穿過的開通位置和一個阻止流體穿過的關閉位置，其從開到關和從關到開的運動是通過閥桿來實現的；閥桿都是在體外通過手柄或氣動頭或電動頭操縱的；閥桿從閥體或閥蓋內伸到體夕卜，需要嚴格的密封，開關裝置的關閉結構或通道的連接或固定也需要嚴格的密封。
[0003]因現有閥門的密封結構存在密封不理想，密封安全隱患一直是人們急需解決的問題，本案由此而生。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是針對以上技術的不足，提供一種簡單而有效的溫度補償密封結構，用作流體容納件的高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥。
[0005]因考慮到密封的任務是填平補齊對接表面的凸凹不平，密封對接表面一般都是由車鏜工藝加工而成的，因此，密封的任務是填平補齊車鏜加工引起的表面幾何誤差；機械加工表面幾何誤差有表面粗糙度、表面波紋和表面形狀誤差三種；表面粗糙度是由切削刃跡構成的輪廓元寬度較窄(或波長較短)的表面微觀幾何誤差，其輪廓元(寬度XS/高度Zt)<50 ;表面波紋度是加工振動所致的輪廓元寬度稍寬(或波長稍長)的表面微觀幾何誤差，其輪廓元(寬度XS/高度Zt )=50-1000 ;表面形狀誤差是機床導軌或工件安裝夾緊所致的輪廓元寬度較寬(或波長較長)表面宏觀幾何誤差，其輪廓元(寬度XS/高度Zt) >1000 ;密封面寬度遠小于機床導軌平行度與垂直度引起的表面形狀誤差波長，反映在對封面上的表面形狀誤差可忽略不計，工件安裝夾緊所致的表面形狀誤差應當而且可以避免；普通車鏜加工手段屬稍精細的機械加工范疇，需要使用稍高的主軸轉速和稍細的進給速度，振動所致的表面波紋度的波長較短，刃跡構成的粗糙度的波長更短；因此密封要填平補齊的是對接表面上較細膩的微觀表面波紋度和粗糙度量級的凸凹不平。
[0006]由于常用密封材料在某個常溫范圍，其它材料在某個高溫范圍，幾乎都是晶體區與非晶體區相互不停轉換與共存的粘彈材料，而晶體區致材料顯固相特性、有強度和剛性，非晶體區致材料顯液相特性、有粘性和彈性；液相成分的流動性可導致密封墊的壓力傳遞各向同性，無論介質作用面與密封面是平行還是垂直，都有可能將墊表面壓強全數轉換為密封面的密封壓力；液相成分的體積不可壓縮性可導致密閉壓縮中的密封墊，象油缸中的液壓油一樣，有超強的抗壓能力一只要擠出間隙足夠小，就決不會被擠破；液相成分的粘性可導致密封墊應變滯后應力，或導致墊密封應力松弛或導致密封墊冷流，引起密封失效；液相成分的粘性還可導致密封墊的壓力傳遞高度遞減；固相成分的穩固性可導致密封墊的壓縮應力，至多只能按泊松比和虎克定律，減半地轉換成其正交方向上的延伸應力(因為常用密封材料的泊松系小于0.5)，因此，有可能只能將自密封墊的表面壓強，按投影轉換成其它方向、按泊松比轉換成正交方向的密封應力；所以，質地較軟的彈性橡膠墊幾乎可按液體傳遞壓力，質地硬的墊幾乎只能按固體泊松比和矢量傳遞壓力，質地軟硬中等的聚四氟乙烯墊可在屈服前在微觀上按液相、宏觀上按固相傳遞壓力，可在屈服后在宏觀上按液相傳遞壓力。
[0007]密封的結構原理是，無介質壓力時，結構實現初始密封所必須的最小名義應力y應當足夠小，小至有介質壓力時，結構的密封維持系數或抗干擾系數m (=結構的密封作用力FS/介質去密封作用力Fu)有意義，即小至有介質壓力時,結構的密封性是由m決定的:m=l時，結構的密封作用力(FS)=介質密封作用力(Fu)，結構處于密封與非密封臨界狀態，m稍大于I時，結構進行密封維持狀態，m比I越大，結構維持密封的能力越強，可靠性越高；也就是說密封結構設計在于首先使其無介質壓力時的y值小至有介質壓力時的m有意義，然后使其m>l。
[0008]如前所述，如果使用墊而不用鋸齒環對接，則由于墊比對接金屬軟，因此，一般都可通過承受極限工作壓力的那份預緊固力實現初始密封；所以，任何密封對接結構，只要恰當應用微觀鋸齒環和軟墊，都可按密封維持系數或抗干擾系數m (=結構的密封作用力FS/密封面上的介質去密封作用力Fu)大于I設計和考核。
[0009]基本槽墊密封結構，用作墊密封的非金屬材料比對接金屬表面材軟，易于消除對接金屬表面的原始泄漏，但卻又帶給對接新的泄漏一沿墊材內微隙的穿透泄漏；無論是動密封還是靜密封，有效阻止介質沿密封表面通道泄漏的關鍵在于給墊密封面予足夠接觸壓應力以使墊材充分填平補齊對接表面的凸凹不平，有效阻止介質沿墊材內通道泄漏的關鍵在于同時給墊各向予足夠壓應力以充分關閉墊材內微隙口，并不在乎擠壓力來自對接面還是壓力介質；由于力在粘性液體材料中的傳遞是遞減的，力在彈性固體材料中的傳遞是縱橫有別的，因此，對常溫下固相和液相共存的密封墊的開放壓縮不可能使墊在其各向表面同時受到相同程度的擠壓而有效關閉各路泄漏通道，或者說，只有封閉壓縮密封墊才有可能使墊在其各向表面同時受到相同程度的擠矸而有效同時關閉介質沿密封面的泄漏通道和介質穿透墊材的泄漏通道；加之，封閉壓縮中的密封材料，就像液壓缸中的液壓油一樣，只要擠出間足夠小，就決不會被擠破，因此，可以說，最理想的墊密封結構，無論是通過安裝機械力還是通過介質壓力壓縮，都應當是墊受封閉壓縮的槽墊密封結構。
[0010]本實用新型是通過以下技術方案實現的:高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥，是由閥體、設在閥體內部的閥座、蓋設于閥體兩端的閥蓋、設在閥座內的球體及設在閥體上側壁的閥桿組成。
[0011]所述閥桿倒密封處為球形結構。
[0012]所述閥蓋數量為兩個分別蓋設在閥體的左右兩端，并通過螺柱及螺母固定在閥體上；閥體與閥蓋的連接處設有閥體密封墊片及槽墊密封結構。
[0013]所述的閥桿的一端是貫穿閥體的上側壁并延伸至球體上與球體相連接起來；該閥桿與閥體的連接處依次設有閥桿密封墊片、三角套、密封壓套進行完全密封，同時還設有防靜電裝置；閥桿密封墊片具體設在閥桿與閥體內側壁的連接處，三角套具體設在閥桿與閥體外側壁的連接處；由于三角套直接受徑向壓力而又高度均勻對稱，因此，具有密封效率高、補償調節靈敏，耐磨持久等特點。
[0014]所述的閥桿密封墊片為斜面楔狀結構。
[0015]所述的閥體密封墊片為微觀鋸齒環密封對接結構，由于微觀鋸齒環密封對接結構的初始接觸為線接觸，材料越硬，接觸面積越逼近零，因此，可以說，無論材料多強多硬，對接結構通過線接觸實現初始密封所需的作用力都象軟材料一樣，都可小至忽略不計；也就是說，無論材料硬還是軟，只要適時應用微觀鋸齒環密封結構，任何對接結構為實現初始密封所需的那份力均可做到忽略不計，或無介質壓力時任何對接結構實現密封所必須的最低密封應力y均可做到忽略不計。
[0016]所述的閥座截面的基準結構為等邊三角形。
[0017]本實用新型的有益效果體現在于:與現有技術相比，本實用新型由于采用三角套密封、閥桿密封墊片及微觀鋸齒環密封對接結構，使得密封體積小，效率高，密封性能更加可靠；另外鎖緊平臺與驅動器安裝平臺采用三片式內外螺紋連接，這將大大降低閥門的制造成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖對本實用新型進行詳細的說明。
[0019]圖1為本實用新型截面結構示意圖。
[0020]下列是圖中各標識的具體名稱:1閥座、2閥體密封墊片、3閥體、4閥桿密封墊片、5三角套、6閥桿、7密封壓套、8防靜電裝置、9球體、10閥蓋。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥，是由閥體3、設在閥體3內部的閥座1、蓋設于閥體3兩端的閥蓋10、設在閥座I內的球體9及設在閥體3上側壁的閥桿6組成；閥桿6倒密封處為球形結構。
[0022]閥蓋10數量為兩個分別蓋設在閥體3的左右兩端，并通過螺柱及螺母固定在閥體3上；閥體3與閥蓋10的連接處設有閥體密封墊片2及槽墊密封結構。
[0023]所述的閥桿6的一端是貫穿閥體3的上側壁并延伸至球體9上與球體9相連接起來；該閥桿6與閥體3的連接處依次設有閥桿密封墊片4、三角套5、密封壓套7進行完全密封，同時還設有防靜電裝置8 ;閥桿密封墊片4具體設在閥桿6與閥體3內側壁的連接處，三角套5具體設在閥桿6與閥體3外側壁的連接處；由于三角套5直接受徑向壓力而又高度均勻對稱，因此，具有密封效率高、補償調節靈敏，耐磨持久等特點。
[0024]閥桿密封墊片4設為斜面楔狀結構。
[0025]閥體密封墊片2為微觀鋸齒環密封對接結構；該微觀鋸齒環密封對接結構可適合用作各種表面，如平面與平面，錐面與錐面或球面，球面與球面或錐面等的對接密封結構；實際上，只要在稍凸起的有對接鋸齒環結構的面上，由機床導軌平行度和垂直度以及工件裝夾變形所致的表面形狀誤差輪廓波高度，不大于切削振動所致的表面波紋度輪廓元高度和不大于切削刃跡所致的表面粗糙度輪廓元高度，那么，一切表面對接都可靠齒高稍大的微觀鋸齒環實現對接密封。
[0026]所述的閥座I截面的基準結構為等邊三角形，閥座I的任務是完成開關球體9與閥體3的斜角對接，因此，閥座I至少三個互成角度的表面:一個對開關球體的密封面、一個對閥體的密封面和一個求閥體的力平衡支承面；該等邊三角截面閥座其三面相等受力和不等受力面積(因回轉半徑差異)正好理想地滿中各面不等應力的需求，應力稍大的球密封面正好滿足其對球的動密封，應力稍小的體密封面正好滿足其對體的靜密封，應力再稍小的支承面正好滿足其在支承環上的滑動；再者，只有等邊三角截面才能避免閥座I出現小于60度的弱尖角；因此，閥座I必須滿足等邊三角形為截面。
【權利要求】
1.高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥，是由閥體、設在閥體內部的閥座、蓋設于閥體兩端的閥蓋、設在閥座內的球體及設在閥體上側壁的閥桿組成，其特征在于:閥蓋數量為兩個分別蓋設在閥體的左右兩端，并通過螺柱及螺母固定在閥體上；閥體與閥蓋的連接處設有閥體密封墊片及槽墊密封結構；閥體密封墊片為微觀鋸齒環密封對接結構，閥桿倒密封處為球形結構。
2.根據權利要求1所述的高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥，其特征在于:閥桿的一端是貫穿閥體的上側壁并延伸至球體上與球體相連接起來；該閥桿與閥體的連接處依次設有閥桿密封墊片、三角套、密封壓套進行完全密封，同時還設有防靜電裝置；閥桿密封墊片具體設在閥桿與閥體內側壁的連接處，三角套具體設在閥桿與閥體外側壁的連接處。
3.根據權利要求1所述的高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥，其特征在于:閥桿密封墊片為斜面楔狀結構。
4.根據權利要求1所述的高平臺三片式對焊連接鑄鋼浮動球閥，其特征在于:閥座截面的基準結構為等邊三角形。
【文檔編號】F16K5/06GK203374857SQ201320375319
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月27日 優先權日:2013年6月27日
【發明者】陳占基, 楊銘 申請人:浙江華夏閥門有限公司