閥門裝置的制作方法

專利名稱：閥門裝置的制作方法
本專利涉及一種按照在權利要求1的前序所述特征的閥門裝置。
美國專利US4930748公開了一種這樣的被設計為閉鎖龍頭和調節龍頭的閥門裝置。一種被設計為龍頭芯形閉鎖部件，被與一根軸桿旋轉固定聯接，并被可轉動地安裝在一個外殼內，這里為了密封軸桿，在外殼蓋的范圍內提供了兩個密封部件。第一個密封部件被支撐在外殼內部、外殼蓋下面的一個墊圈上，而第二個密封部件被分配給外殼外部，并且能夠在需要時從外面調整。根據作為雛雞的閉鎖部件設計，軸桿的軸向位置根據制造公差、磨損、外力或同類因素改變。借助于內部的第一個密封部件在墊圈上的支撐，實現與軸桿的軸向位置無關的，性能可靠的密封。這滿足了已提高了安全和環保規則，并且為泄漏率要求的極限值被維持較長使用期。這種閥門裝置被設計用于特殊的使用場合和應用領域，而且需要一筆并非微不足道的加工費。
今天首先在化學工業，帶有塑料，確切地說特別是帶有聚四氟乙烯，氟乙烯丙烯或全氟烷氧基襯里或涂層的配件得到使用。加工費用和成本，尤其對于用來生產外殼和軸桿塑料襯里的工具來說，是很高的。如果對現有設備提高安全要求，那么必須定期用滿足這些要求的新配件更換配件。對于制造商和經營商來說，倉庫管理費用在這種情況下是很高的。
德國的實用新型專利DE8910895U1公開了一種被設計為球式龍頭的閥門裝置。外殼同樣還有球式龍頭配備了塑料涂層。在可轉動地被布置在外殼內的球體上，單獨成型一根軸桿，它被從外殼向外導出，并且被一個特殊的止擋外殼包圍。在止擋外殼內安裝了一個密封部件，它借助于一根彈簧被加荷。這個附加的止擋外殼被局部安裝在閥門裝置的外殼的外面，而它的另一部分朝上述外殼內部突出直到球體。關系到閥門裝置的止擋外殼性能可靠的附加密封措施是必需的。此外止擋外殼也配備了塑料涂層，因此這決定了很高的加工費用。最后，止擋外殼在前面提到的彈簧的范圍內，有朝外的洞口，密封部件受損時，流經閥門裝置的介質經此溢出。
此外，德國的實用新型專利DE8431238U1公開了一種能用于重新改裝的雙重止擋裝置，用于球式龍頭。它是一般被提供有一塊底板、一根管道和一塊上安裝板的延長體，這時在上述相對較長的管道內安裝了一段主軸延長部分。管道和兩塊平板通過焊縫相互聯接。此外，這種配置沒有襯里和涂層，并且不能輕而易舉在適用于在較高安全要求下的使用。
最后，德國專利說明書DE4016541C2公開了一種止擋密封墊，它在一個座中有主動和被動密封圈。被動的止擋密封圈被設計用來傳遞軸向力，并交替地以它的徑向內表面緊貼在軸桿上，或者以它的徑向外表面緊貼在用于止擋密封圈的吸收壁上。未提供襯里或涂層。
以此可出發點，本發明以下述任務為基礎，對上述方式的密封配置，以少量的結構費用，作如下述意見的進一步改進，即泄漏率能夠被減小到最低限度，并且滿足尤其按照“TA-空氣(TA-Luft)”的較高安全要求。這種閥門裝置應具有較高的性能可靠性和較長的使用壽命。而且部件的互換或替代應該能夠毫無問題地實現。這種閥門裝置應該在傳導介質的范圍內部加襯里，確切地說是塑料襯里，并且能夠按照對關于氣密性和從內部到外部的泄漏率不同要求的需要。
該任務的解決按照權利要求1的指定特征進行。
被推薦的閥門裝置以一種簡單的、而且仍然具有合適功能的結構為特色。按照要求，這種閥門裝置配備了單一的、或者雙重的軸桿密封，雙重軸桿密封使得泄漏控制或壓力疊加適宜于對外部或大氣已提高的密封性要求。對大氣密封性的不同使用條件和要求，基本設計一致的、合適的密封系統得到應用。尤其外殼和軸桿對于兩種實施形式是相同的，并且用于外殼和軸桿的、相當昂貴的襯里涂覆工具的雙重部分可以取消。此外還有獨特的優點，即已完成安裝的閥門裝置事后還能夠在用戶那里被改裝。具有雙重密封系統的實施形式，在它的結構高度方面與具有單一密封系統的實施形式相比，僅僅有微小的增加。傳動裝配和同類物的結合尺寸保持不變，所以互相協調的裝配零件，如橋和聯軸器以及操縱機構，如手柄和同類物，對于兩種實施形式都得到應用。除此之外，操作和同類物的調整一樣，對于兩種實施方式來說是相同的。
在一種特殊的布置中，閑鎖部件和軸桿各自被設計為單獨的構件，它們借助于聯接中介被旋轉固定地互相聯接。閑鎖部件被完整地裝備了襯里或涂層，同樣還有軸桿，這里的聯接中介也適宜于被裝備襯里或涂層。在另一種布置中，給軸桿配置了延長體，這里通過這個延長體，借助于一個操作部件，尤其是采用手柄的形式，在軸桿上并且最后在閉鎖部件上進行旋轉運動。
單一或雙重密封部件被直接布置在外殼，準確地說在筒體內，而且它們的徑向外表面直接緊貼在外殼或筒體的襯里上。筒體襯里的內徑以與用于密封部件的外殼孔洞襯里的內徑相同大小為宜。
按照本發明的閥門裝置，后面將借助于一個球式龍頭詳細解釋，然而不會出現對本發明的限制。所以這種閥門裝置可以被設計為帶有錐形龍頭芯的龍頭，被設計為旋轉錐形閥或帶有折動圓盤的罩閥或其它。對于閥門裝置的所有實施形式來說，關鍵在于密封系統有選擇地對不同要求得到應用，同樣剩下的構件，確定地說首先是帶塑料襯里的外殼以及帶塑料外殼的軸桿，相應得到應用。
本發明的其它構造和特殊布置在下面的權利要求中說明。
接下來借助于一個在附圖中表現的特殊實施例詳細解釋本發明。圖示為

圖1是帶有雙重軸桿密封的球式龍頭的軸向剖面；圖2是在按照圖1的視線方向II上，球式龍頭的局部剖面與局部軸向視圖；圖3是放大按照圖1的球式龍頭軸桿范圍；圖4是球式龍頭的俯視圖；圖5是按照圖1，僅有單一軸桿密封的球式龍頭的實施形式；圖6是按照圖5的球式龍頭在視線方向IV上的局部剖面和局部軸向視圖。
在圖1中表示的球式龍頭具有一個被分開的外殼，還有兩個外殼部件2和4，它們借助于螺釘6被互相聯接。軸桿10被與閑鎖部件8轉動固定聯接，按照附圖，閉鎖部件有在上方的一個凹槽9，并在這里被設計為球體。軸桿10擁有一個在凹槽內咬合的凸出部11，它被設計得與凹槽9相一致。凹槽9和凸出部11這樣就組成了用于傳遞扭矩的聯接手段。凹槽9宜于被設計為狹槽，軸桿的優選平板狀凸出部11嵌入槽中。借助于一根與軸桿10旋轉固定聯接手柄12，能夠把后面為簡便起見用球體來標注的閉鎖部件8，移動到要求的、相對于軸桿10的旋轉軸14的轉動位置上。還可以在本專利的范圍內提供另一種操縱機構，代替手柄12，這里，這里僅示范性地指明電傳動和氣壓傳動，或者用于人工操作的手輪。
外殼部件2，4各有一個凸緣16和18用于連接在一根這里沒有繼續表示的導管上。外殼部件2和4在內部，同樣在凸緣16、18的區域內，也就是說在介質被引導區域內，配備襯里20、21，它尤其由塑料，如聚四氟乙烯(PTFE)、氟乙烯丙烯(FEP)或全氟烷氧基(PFA)組成。此外，閉鎖部件8配備相應的涂層22。最后，軸桿10也具有這種涂層24。因此，被推薦的閥門裝置宜采用被涂覆襯里或涂層的實施形式，所以即使在高溫和高壓下，對于腐蝕性和侵蝕性流體介質來說，這種閥門裝置仍符合安全要求。為了在閑鎖部件，準確地說在球體8和外殼部件2，4之間密封，用已公開的方式提供密封環26，28。
軸桿10被插在第一個外殼部件2的空腔或孔30內，孔30也配備了襯里20。在凹槽或孔30內提供了第一個密封部件32，它緊貼在軸桿10，準確地說是軸桿10的涂層24上。借助于這個第一密封部件32，在軸桿導管的區域內向外實現簡單的、根本性密封。第一密封部件32宜被設計為一個標準密封墊，尤其是作為聚四氟乙烯密封墊。第一個密封部件32位于第一個外殼部件2的連接管34的內部，確定地說是在一個被放大的環形空腔內，它存在于軸桿10的中間圓柱部分和連接管34之間。密封部件32徑向外側直接緊貼在外殼2的凹槽或孔30以及連接管34的襯里20上。上述環形空腔在朝閉鎖部件8的方向上終止于臺階36，第一個密封部件32即支撐于此。
在連接管34的軸向端面上連接了筒體38，它的內表面同樣與連接管34的內表面一樣，配備一層襯里40。襯里40在它的軸向長度和/或筒體38的全部長度范圍內，宜具有一致的內徑41。內徑41基本與連接管34襯里20的內徑相同。在筒體38的內表面之間，準備地說在它的內部襯里之間，在環形空腔內布置了第二個密封部件42。第二個密封部件42徑向外側直接緊貼在內部襯里40內表面上，而另一方面在徑向內側緊貼在軸桿10上，準確地說在軸桿10的涂層24上。
連接管34的端面和筒體38的沿軸向位于對面的貼合面，具有同軸的、互相對應的臺階或環形槽44、46，以致筒體38被與轉動軸14同軸固定。借助于被布置在筒體38區域內的第二個密封部件42與第一個密封部件32組合產生符合被改善和提高了的安全條件的軸桿10的密封。借助于從外側附屬于第二密封部件的套筒48。便于實現兩個在作用方向上一個接一個地被相接的密封部件32，42的共同壓緊和預張，在密封件32和42之間，在軸向上優選提供環49。為了預定和限制手柄12的轉動，提供一個止動裝置50，它被固定在筒體38上。筒體38擁有一個用于止動裝置50的臺階52，它的設計與連接管34的臺階44相一致。
與連接管34軸向連通并延長了連接管的筒體38，此外還有一個側孔54，它能夠借助于螺釘56在外側緊密地關閉。孔54向內首先通向在兩個密封部件32，34之間的環49的區域內，使得密封功能的控制或檢驗成為可能。只要確定，在中間空隙，也就是沿壓力方向在第一個密封部件32后面有升高的壓力或有介質，就要等侯采取糾正措施。借助于第二個密封部件42將保證，同樣在這種情況下，考慮到已被提高的安全條件，阻止流動介質溢流到外部。
圖2以局部軸向視圖和局部剖面的形式展示了帶有筒體38和套管48的球式龍頭，48被設計為止擋套管環，用于在兩個密封部件32和42上產生軸向預應力。借助于螺栓58，套管或止擋套管環48被固定在第一個外殼部件2的連接管34內。螺桿58有一個被優先設計為六角形的止動裝置60，它一方面使得螺釘56擰入連接管34成為可能，另一方面保證了筒體38與外殼部件2有關的已經闡明的固定。螺桿58的上側端頭穿過止擋套管環48的孔，因此它借助于可調螺母62在轉動軸14的方向上能夠調整。止擋套管環48用一個微小的環形間隙包圍軸桿10的延長部分64。在這個環形間隙中，優選布置一個內部套管，這還要在后面進行解釋。延長部分64有一個從止擋套管環48的上方突出來的凸緣66，它被特別設計為四角形，并被設計用于與前述的手柄或操縱機構旋轉固定聯接。凸緣66與優選配備了四角形68的凸緣相一致，凸緣68嵌入在延長體的一個相一致的凹槽70中。因此，通過延長體64，借助于操縱機構或手柄導入的旋轉運動被傳遞給軸桿10，并因此被傳遞給閉鎖部件。
閉鎖部件8的凹槽9，以及相一致地設計的、并且嵌入到凹槽9內的軸桿10的附加部分11，很容易被辨認出來。縫狀凹槽9與流出孔71的軸交叉地延伸。流出孔71的軸，按照附圖垂直于繪圖平面，被垂直于縫狀凹槽9以及板狀凸出部分11地布置。極寬，準確地說是凸出部分11的寬度同樣還有凹槽9的寬度大于軸桿10的直徑。要強調堅持的是，帶有凸出部分11的軸桿10配備有涂層24。該涂層特別適宜于在徑向上至少被向外延伸到這樣的程度，即第二個密封部42也緊貼在涂層24上。因此可靠而持久地避免了軸桿外表面的損壞，而且另一方面也適宜于把第二個密封部件42的磨損減少到最小。
如果取代直到現在解釋的閉鎖部件和軸桿的兩部分式設計，它們也可以被設計為一個整體。在一體化設計時，延長體64具有完全獨特的意義，目的是下面借助于圖5和6解釋的實施形式，僅用一個單獨的密封部件就能夠實現。軸桿具有對于兩種實施形式一致的長度。但同樣對于到現在解釋的閉鎖部件和軸桿的兩部分設計，軸桿10的一致的設計和預定長度具有特別的意義，尤其因為僅需要一個單獨的工具用于在軸桿10上制備和布置涂層24。另一方面在本發明的范圍內還有采用兩種不同長度軸桿的構造。較長的軸桿在這種情況下具有按照圖2的軸桿和延長體的總長度。對于僅采用一個密封部件的實施形式則相反僅有按照圖2的短軸桿得到應用。
圖3放大展示了閥門裝置的上半部分，它位于軸桿10、延長體64和手柄12局部的區域內。圓盤，準確地說是附加部分11的厚度宜小于圓柱形軸桿10的直徑。圖中未繪的閉鎖部件的相一致的凹槽也具有小于軸桿直徑的厚度。在上面已提到的位于延長體64和套管48之間的環形間隙內，有一個內套管72。該套管72宜用于延長體64的徑向導引，這樣就避免了在軸桿10和/或圖中未繪的閉鎖部件上的非期望作用力。內套管72在其他專利的范圍內用作套管48的襯里。內套管72此外還有一個擴大部分73，它緊貼在第二密封部件42上。通過這個擴大部分73，軸向調整力準確地說是預應力被從止擋套管環48傳遞到密封部件42和32。圖中很好識別，軸桿涂層24在徑向上延伸到第二個密封部件42的區域內。涂層24終止于軸桿10的環形槽77。環形槽77的外徑優選基本上與涂層24的外徑相同大小。如圖所示，第二個密封部件42部分緊貼在涂層24上，還有部分在環形槽77上，這里的密封部件42在軸向上全部范圍具有相同的直徑。
最后，涂層24具有一個徑向凸緣78，它的外徑比位于已解釋過的密封部件32和42區域內的涂層外徑，大一個規定值。凸緣78的按照附圖的上表面緊貼在外殼2的襯里20或它的臺階36上。為了特別宜于保證軸桿10的凸緣64的軸向保護，在凸緣78的內部，按照需要軸桿10可以同樣有一個凸緣。由于涂層24的凸緣78同襯里20一樣優選由塑料組成，磨損被減少到最小。
延長體64有一個中心孔74，螺釘76經此穿入，底端被擰入到軸桿10，準確地說是它的軸頸68的內螺紋中。借助于這個螺釘76，手柄12以及延長體64與軸桿10的旋轉固定聯接得以實現。如已解釋過的，借助于套管48的軸向調整，兩個在作用方向上串接的密封部件32和42的預應力被按定義預定。
圖4展示了帶有兩個外殼部件2，4和筒體38的球式龍頭的俯視圖，筒體38通過兩個螺釘58與外殼部件2的連接管聯接。止擋難套管環48借助于螺母62被調整用于預置已解過的密封部件的預應力。手柄12擁有兩個與止動裝置50相一致的凸出部79，80，因此能夠在箭頭82的方向內轉動，這時球體8被從圖1中所示的敞開位置，轉動到閉鎖位置。
圖5和6展示了一種球式龍頭的實施形式，它符合按照圖1和2的球式龍頭。外殼部件2，4，同樣還有軸桿10被設計得與前面解釋的實施形式相同，第一個密封部件32同樣在外殼部件2的連接管34內。可以看出在圖5中，兩個外殼部件2，4與圖1相比，被繪制在位于旋轉軸14轉動180°的位置上。手柄12在這種實施形式中，被與軸桿10直接聯接，這里曾解釋過的延長體、筒體和第二個密封部件被取消。套管，準確地說是止擋套管環48又與在第一種實施形式時相同，然而被與外殼直接聯接。環形槽77在這種構造中，局部突出到止擋套管環內。另一方面，涂層24同樣從內部延伸到止擋套管環內。所以保證了軸桿10性能可靠的徑向導引。
兩個外殼部件2，4的襯里20，21的制做，同樣使用與用于第一種實施形式的兩個外殼部件的相同工具得以進行。止動裝置54在連接管34的臺階44上被限定在它的轉動位置內，這里的臺階44被設計和布置得與借助于圖1解釋的，并用于圖1中提供的筒體的臺階相同。借助于圖5和6解釋的實施形式擁有采用第一個密封部件32的形式的單獨的軸密封，當然基本組成部分，例如尤其是外殼部件2、4、軸桿10、此外還有第一個密封部件32、止擋套管環48、止動裝置50以及手柄12，被設計得與第一種實施形式相一致。
標準圖注2，4 外殼部件6螺釘8閉鎖部球體9凹槽10 軸桿11 附加部分12 手柄14 旋轉軸16，18 凸緣20，21 2，4的襯里22 8的涂層24 10的涂層26，28 密封環30 孔32 第一個密封部件34 2的連接管36 臺階38 筒體40 38的襯里41 40的內徑42 第二個密封部件44，46 臺階/環形槽48 套筒/止擋套管環49 環50 止動裝置52 38的臺階54 38內的孔56 螺釘58 螺栓60 止動裝置
62螺母64延長體66凸緣/64的四角形68凸緣/10的四角形7064內的凹槽71流出孔72內部套筒7448內的中心孔76螺釘77環形槽78凸緣79，80凸出部82箭頭
權利要求
1.帶有一個最好包括兩個外殼部件(2，4)的外殼，帶有一個可轉動地布置在外殼內的閉鎖部件(8)、帶有一根與閉鎖部件轉動聯接的并且借助于密封部件(32)被密封地向外導引的軸桿閥門裝置，其特征在于，第一個密封部件(32)被直接布置在軸桿(10)和外殼之間的環形空腔內；第二個密封部件(42)被有選擇地、至少是局部地安裝在一個與外殼(2)聯接的筒體(38)內；借助于一個能夠在軸桿(10)的旋轉軸(14)的方向上移動的止擋套管環(48)，第一個密封部件(32)以及按照需要的第二個密封部件(42)能夠被預緊；以及外殼(2，4)擁有最好由塑料制成的襯里(20)，它至少延伸到第一個密封部件(32)，而且第一個密封部件緊貼在襯里上。
2.如權利要求1所述的閥門裝置，其特征在于，筒體(38)至少在第二個密封部件(42)的區域內有特別由塑料制成的襯里(40)，而且/或者筒體(38)的襯里(40)的內徑(41)至少接近于與在外殼(2)的孔(30)內的襯里(20)的內徑。
3.如權利要求1和2所述的閥門裝置，其特征在于，延長體(64)能夠與軸桿(10)旋轉固定地聯接在一起，通過延長體，旋轉運動能夠施加到軸桿(10)，并且因此加到閉鎖部件(8)。
4.如權利要求1至3之一所述的閥門裝置，其特征在于，軸桿(10)擁有特別由塑料制成的涂層(24)，涂層在旋轉軸(14)的方向內，連續地以外殼內部延伸到第二個密封部件(42)。
5.尤其如權利要求1至4之一所述的閥門裝置，其特征在于，筒體(38)在閉鎖部件(8)的旋轉軸(14)的方向上，被軸向朝外地連接安裝在外殼(2)的連接管(34)上，而且/或者筒體(38)的襯里(40)被軸向連接到布置在外殼(2)連接管(34)內部的襯里(20)上。
6.如權利要求1至5之一所述的閥門裝置，其特征在于，筒體(38)有孔(54)，孔沿徑向在內部終止于兩個密封部件(32，34)之間的區域內，孔從外部優先借助于一個螺釘(56)緊密地鎖閉，而且/或者筒體(38)的襯里(40)在整個長度范圍內擁有并不十分恒定內徑(41)。
7.如權利要求3至6之一所述的閥門裝置，其特征在于，延長體(64)有一個凹槽(70)，軸桿(10)的一個設計一致的凸緣(68)嵌接在凹槽內，而且延長體(64)在上端，特別為了與手柄(12)旋轉固定聯接，有另一個凸緣(66)，它按照軸桿(10)的凸緣(68)設計。
8.如權利要求1至7之一所述的閥門裝置，其特征在于，兩個密封部件(32，44)被設計得至少接近于一致，并且/或者被設計為密封墊，尤其是設計為聚四氟乙烯密封墊。
9.如權利要求1至8之一所述的閥門裝置，其特征在于，它在第一種實施形式中具有單獨的軸桿密封，包括第一個密封部件(32)，在第二種實施形式中具有雙重的軸桿密封，包括第一個密封部件(32)和第二個密封部件(42)。
10.如權利要求1至9之一所述的閥門裝置，其特征在于，第一個密封部件(32)被直接布置在外殼(2)，準確地說是在它的連接管(34)的內部，第二個密封部件(42)被布置在筒體(38)的內部，并且/或者環(49)被軸向布置在第一個密封部件(32)和第二個密封部件(42)之間。
全文摘要
一種閥門裝置包括一個外殼(2)和一個能夠轉動地布置在外殼內的閉鎖部件(8),軸桿(10)被與閉鎖部件(8)可轉動聯接,軸桿(10)經外殼(2)的導引,借助于密封部件(32)被密封。閥門裝置做如下改進,即在內部優選配備襯里(20,21)。本發明推薦,給布置在軸桿(10)和外殼(2)之間的環形空腔內的第一個密封部件(32),有選擇地至少局部在與外殼(2)聯接的筒體(38)的內部,添加布置第二個密封部件(42)。外殼(2)的襯里(20)至少延伸到第一個密封部件(32),它緊貼在襯里(20)上,這時借助于一個能夠在軸桿(10)的轉軸(14)方向上移動的止擋套管環(48),第一個密封部件(32)以及按照需要的第二個密封部件(42)能被預緊。
文檔編號F16K41/00GK1177689SQ9711129
公開日1998年4月1日 申請日期1997年5月22日 優先權日1996年5月22日
發明者W·岡西爾 申請人:埃克索莫克斯國際股份有限公司