專利名稱：新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥的制作方法
新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種間閥，更具體地說，涉及一種壽命更長、密封更可靠的帶新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥。背景技術(shù)：
現(xiàn)有的管線閥門通常包括三種蝶閥、球閥和閘閥。其中蝶閥的管道流阻小，且 90°開關(guān)、操作迅速，但只能應(yīng)用在常壓或低壓管線中，并且密封面容易磨損；球閥的管線流阻更小且同樣90°開關(guān)、操作迅速，雖然能夠耐高壓但其制造成本高，并且同樣存在密封面容易磨損的問題；閘閥能應(yīng)用于高壓管線中，且制造成本低，但也存在密封面磨損的問題。在實際應(yīng)用過程中，綜合考慮成本和應(yīng)用范圍的時候，閘閥具有一定的優(yōu)勢，因此閘閥在三類管線閥門中應(yīng)用量是最大的。
閘閥通常包括閥體、閥板、閥桿和手柄，其中閥體內(nèi)設(shè)有閥腔，閥體上設(shè)有與閥腔連通的進口管和出口管，進口管與閥腔的連通處為閥腔的進口，出口管與閥腔的連通處為閥腔的出口 ；閥板在閥腔內(nèi)可上下滑動并能密封住閥腔的進口和出口，從而阻隔進口管和出口管；閥桿與閥體上設(shè)置的螺紋孔螺紋連接且一端與閥腔內(nèi)的閥板轉(zhuǎn)動連接而另一端與閥體上方的手柄固定連接。當轉(zhuǎn)動手輪時，閥桿相對于閥體轉(zhuǎn)動從而產(chǎn)生升降，進而帶動閥腔內(nèi)的閥板升降，進而打開或關(guān)閉閥腔的進口和出口之間的連通，實現(xiàn)閥門的開關(guān)。
現(xiàn)有的閘閥中為了保證閥板能夠可靠密封進口和出口，通常在閥板與閥體內(nèi)腔進口 /出口的密封面處設(shè)置密封環(huán)(金屬的)，達到更好密封的效果；并且通常將閥板和閥體內(nèi)腔進出口之間的密封面設(shè)置為錐面，使得閥板由上而下插入閥腔底部時，使閥板壓緊在密封環(huán)上，形成硬密封。另外，也可以直接在閥板上套設(shè)一個橡膠的閥板套，通常通過將鑄造出的閥板放在橡膠模內(nèi)，在包膠機上包膠形成，形成軟密封。但是，當閥板在閥腔進出口處上下滑動時，由于摩擦力的作用使得橡膠閥板套各部分的位移有所差異，尤其是靠近閥板一側(cè)的位移和靠近閥腔進出口一側(cè)的位移差異更大，這使得橡膠閥板套內(nèi)部存在剪切力，使得橡膠閥板套很容易被撕裂而損壞，使用壽命變短，進而造成密封失效，形成泄漏。對于硬密封的閥板而言，密封面處的摩擦力容易造成密封面快速磨損而失效，形成泄漏。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中閘閥的密封結(jié)構(gòu)存在壽命短、容易失效的缺陷，提供一種新型密封結(jié)構(gòu)的間閥，其密封處不存在摩擦，壽命更長、密封更可靠。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥，包括閥體、閥桿、閥板和手柄，閥體內(nèi)設(shè)有帶進口和出口的閥腔，所述閥腔包括底部的密封腔體和供所述閥板滑動的滑動腔體；所述閥板的軸向側(cè)面和閥腔的進出口之間設(shè)有相互配合的密封凸臺，所述閥板徑向側(cè)面的下部設(shè)置為與所述閥腔密封腔的底部相配合的形狀；在所述閥板阻隔閥腔進出口時，所述閥板密封凸臺的下表面正好壓緊在所述閥腔進出口密封凸臺的上表面，同時閥板徑向側(cè)面的下部壓緊在閥腔密封腔體的底部。
在本發(fā)明所述的閘閥中，所述密封凸臺設(shè)置為弧形，且所述閥板密封凸臺的長度大于所述閥腔進出口密封凸臺的長度；所述閥板凸臺的兩端延伸至閥板軸向側(cè)面。
在本發(fā)明所述的閘閥中，所述密封凸臺優(yōu)選設(shè)置為圓弧形，其弧度小于π。
在本發(fā)明所述的閘閥中，所述閥腔進出口密封凸臺的內(nèi)徑與所述閥腔進出口的內(nèi)徑相等。
在本發(fā)明所述的進出口中，所述閥板徑向側(cè)面的下部包括中間段和位于中間段兩旁的過渡段，其過渡段設(shè)置為向下傾斜，使得中間段在垂直于閥桿的水平面上的投影長度小于閥板徑向側(cè)面的下部的投影長度。
在本發(fā)明所述的閘閥中，所述閥板密封凸臺的下表面包括與所述閥腔進出口密封凸臺配合的密封段和位于密封段兩端的過渡段；所述閥板密封凸臺的兩端延伸至所述閥板徑向側(cè)面下部的過渡段，使得閥板密封凸臺的上表面與所述閥板徑向側(cè)面下部的過渡段連接，而閥板密封凸臺下表面的過渡段延伸至所述閥板徑向側(cè)面下部的中間段或過渡段的中部。
在本發(fā)明所述的閘閥中，所述閥板徑向側(cè)面下部的中間段設(shè)置為弧形面而過渡段設(shè)置為斜面。
在本發(fā)明所述的閘閥中，所述閥腔的滑動腔體徑向側(cè)面和所述閥板徑向側(cè)面之間設(shè)有相互配合的滑軌和滑槽。
在本發(fā)明所述的閘閥中，所述閥腔進出口密封凸臺的端面與所述閥板軸向側(cè)面相配合，使得閥板沿閥腔進出口密封凸臺的端面之間上下滑動。
實施本發(fā)明的閘閥，具有以下有益效果閥門的閥腔進出口通常設(shè)置在閥體相對的兩側(cè)面上，使得閥腔進出口位于閥腔的軸向側(cè)面上。通過在閥板軸向側(cè)面和閥腔進出口之間設(shè)置相互配合的密封凸臺，當閥板在閥腔密封腔體內(nèi)向下滑動時，閥板密封凸臺的下表面壓緊在閥腔進出口密封凸臺的上表面，在閥板上部和閥腔進出口之間形成密封結(jié)構(gòu)； 由于通過設(shè)置相互配合密封凸臺形成面密封，閥板移動方向與密封凸臺配合面的移動方向相同，閥板密封凸臺和進出口密封凸臺之間不會產(chǎn)生與密封面平行的位移，對于閥板而言不存在內(nèi)部剪切力，則密封面不會產(chǎn)生摩擦。同時，通過設(shè)置閥板徑向側(cè)面的下部與閥腔密封腔體的底部相匹配，當閥板在閥腔密封腔體內(nèi)向下滑動時，閥板徑向側(cè)面的下部壓緊在閥腔密封腔體的底部，在閥板底部和閥腔底部形成密封結(jié)構(gòu)；由于通過設(shè)置閥板徑向側(cè)面的下部和閥腔密封腔體的底部相接觸形成面密封；同樣，由于閥板移動方向與閥腔密封腔體底部相垂直，閥板徑向側(cè)面的下部和閥腔密封腔體壁之間不會產(chǎn)生與接觸面相平行的位移，對于閥板而言同樣不存在內(nèi)部剪切力，同樣該密封面不會產(chǎn)生摩擦。
這樣閥板上部和下部的密封組合，形成了整體的密封，能夠有效阻隔閥腔的閥腔進出口。其密封結(jié)構(gòu)均為面密封，密封面之間無摩擦或輕微摩擦，密封面只承受壓緊力，不承受摩擦力；對于金屬閥板而言，密封面之間的密封為硬密封，密封面之間不會因摩擦而產(chǎn)生磨損；對于帶橡膠閥板套的閥板而言，密封面之間的密封為軟密封，閥板套不承受摩擦力，只承受壓緊力，就不容易被撕裂，使得閥板的壽命大大增長，且其密封更可靠，不容易產(chǎn)生泄漏。在各種管道中，如果均采用這種新型密封結(jié)構(gòu)的間閥，能夠大大降低管道的維護成本。
更進一步地，通過設(shè)置閥板徑向側(cè)面的下部包括中間段和位于中間段兩旁的過渡段，其過渡段設(shè)置為向下傾斜，使得中間段在垂直于閥桿的水平面上的投影長度小于閥板徑向側(cè)面的下部的投影長度。這樣，使得閥板和閥腔之間的下密封包括中間段和過渡段，其中過渡段朝下傾斜，能夠壓緊在閥腔密封腔體壁上，形成可靠密封；避免了因中間段與閥板徑向側(cè)面的上部連接時，存在豎直或朝上傾斜的表面，這種表面在閥板向下移動時不承受壓力反而會形成對密封表面造成磨損的摩擦力。
下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥的立體圖2所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥的爆炸圖3a所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥的立體半剖視圖北所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥的另一立體半剖視圖3c所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥位于閥板凸臺位置處的立體剖視圖如所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥處于半開狀態(tài)下的立體剖視圖4b所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥處于全開狀態(tài)下的立體剖視圖fe所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥中閥體本體的剖視圖恥所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥中閥體本體的立體剖視圖6a所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥中閥板的立體圖6b所示為本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥中閥板的主視圖。
具體實施方式
在本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥中，主要包括閥體10、閥桿20、閥板30和手柄 40。其中，閥體10內(nèi)設(shè)有帶進口 51a和出口 51b的閥腔50，閥腔50包括底部的密封腔體 50a和供閥板30滑動的滑動腔體50b ；閥板30的軸向側(cè)面30a和閥腔的閥腔進出口 51a、 51b之間設(shè)有相互配合的密封凸臺52、32，兩密封凸臺的配合面形成閥板和閥腔之間的上密封面；閥板徑向側(cè)面30b的下部設(shè)置為與閥腔密封腔體50a的底部相配合的形狀，使得閥板徑向側(cè)面的下部與密封腔體底部形成下密封面；在閥板30阻隔閥腔進出口 51a、51b時， 閥板密封凸臺32的下表面3 正好壓緊在閥腔進出口密封凸臺52的上表面52b，同時閥板徑向側(cè)面30b的下部壓緊在閥腔密封腔體50a的底部。
如圖1、2所示，在本發(fā)明所述新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥的優(yōu)選實施例中，優(yōu)選設(shè)置閥體10包括閥體本體11和閥蓋12兩個部分，閥腔50由閥體本體11和閥蓋12組合形成，以方便加工和裝配。閥體10相對的兩側(cè)設(shè)有進口管13和出口管14，閥體10內(nèi)設(shè)有閥腔50， 進口管13與閥腔50的連通處為閥腔的進口 51a，出口管14與閥腔50的連通處為閥腔的出口 51b。閥板30位于閥腔50內(nèi)可上下滑動；閥桿20與閥蓋上設(shè)置的螺紋孔15螺紋配合， 閥桿20的一端與閥板30轉(zhuǎn)動連接而另一端與閥體上方的手柄40固定連接。當轉(zhuǎn)動手柄 40時，閥桿20相對于閥體10轉(zhuǎn)動從而產(chǎn)生相對于閥體10的上下位移，進而帶動閥板30沿閥腔的滑動腔體50b升降。當閥板30位于閥腔50底部時，閥板的軸向側(cè)面30a能夠分別與閥腔進出口 51a、51b形成密封配合，從而阻隔閥腔進出口 51a、51b，使得閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當閥板30脫離閥腔50底部時，閥板的軸向側(cè)面30a脫離閥腔進出口 51a、51b，從而將閥腔進出口 51a、51b通過閥腔50連通，使得閘閥處于打開狀態(tài)。
如圖3a、;3b、3C、3d所示，閥板軸向側(cè)面30a和閥腔的閥腔進出口 51a、51b之間設(shè)有相互配合的密封凸臺52、32，形成閥板上部的密封結(jié)構(gòu)；閥板徑向側(cè)面30b的下部與閥腔密封腔體50a的底部相配合，形成閥板下部的密封結(jié)構(gòu)。
如圖6a、6b所示，閥腔50包括密封腔體50a和滑動腔體50b，閥腔閥腔進出口 51a、 51b處設(shè)有密封凸臺52，該密封凸臺52由密封腔體壁向閥板30延伸而成。閥腔進出口密封凸臺52的形狀與閥板密封凸臺32的形狀相匹配，使得閥板30在阻隔閥腔進出口 51a、 51b時，閥板密封凸臺的下表面3 正好壓緊在閥腔進出口密封凸臺的上表面52b。
如圖5ajb所示，閥板30的兩個軸向側(cè)面均設(shè)有密封凸臺32，閥板密封凸臺32 由閥板軸向側(cè)面30a向閥腔進出口 51a、51b延伸而成。優(yōu)選設(shè)置閥板徑向側(cè)面30b的下部設(shè)置為與閥腔密封腔體50a相匹配的形狀，優(yōu)選設(shè)置閥板徑向側(cè)面30b的下部包括中間段 30b 1和過渡段3(Λ2，過渡段3(Λ2設(shè)置在中間段30bl的兩旁，其過渡段3(Λ2設(shè)置為向下傾斜，即中間段30bl在垂直于閥板的水平面上的投影長度小于閥板徑向側(cè)面30b的下部的投影長度；這樣當閥板30向下壓時，可以使得閥板徑向側(cè)面的中間段30bl壓緊在閥腔密封腔體50a底部而其過渡段3(Λ2壓緊在密封腔體50a壁上，使得密封更為可靠，并能耐高壓。 具體地，可設(shè)置閥板徑向側(cè)面下部的中間段30bl為弧形而過渡段3(Λ2為斜面。其中斜面的傾斜角度可根據(jù)閘閥所需要承受的壓力等參數(shù)進行設(shè)計，當額定壓力較大時，可將該過渡段3(Λ2的傾斜角度設(shè)置為較大，這使得該過渡段3(Λ2的耐壓能力更強。
優(yōu)選設(shè)置密封凸臺52、32的形狀為弧形，且閥板密封凸臺32的長度大于閥腔進出口密封凸臺52的長度，這樣閥板密封凸臺32在壓緊在閥腔進出口密封凸臺52的上表面時還能向兩端延伸至閥板徑向側(cè)面30b的下部，從而形成完整的密封，防止在過渡段3(Λ2產(chǎn)生泄漏。最好將閥板密封凸臺32和閥腔進出口密封凸臺52都設(shè)置為圓弧形，其弧度小于 JI。最好設(shè)置閥腔進出口密封凸臺52的內(nèi)徑與所述閥腔進出口 51b的內(nèi)徑相等，即閥腔進出口密封凸臺的下表面52a與閥腔進出口管13、14的管壁連續(xù)。
在上述實施例中，閥板密封凸臺32的兩端延伸至閥板徑向側(cè)面下部的過渡段 3(Λ2，優(yōu)選設(shè)置閥板密封凸臺的下表面3 包括密封段32al和過渡段32a2，其密封段32al 與閥腔進出口密封凸臺52相配合，其過渡段32a2位于密封段32al的兩端，并且閥板密封凸臺下表面的過渡段32a2延伸至閥板徑向側(cè)面下部的中間段30bl或過渡段3(Λ2的中部。 這樣閥板密封凸臺的上表面32b和下表面3 之間在閥腔50內(nèi)無法直接連通，從而形成完整密封。
通過設(shè)置閥板密封凸臺的下表面包括與閥腔進出口密封凸臺配合的密封段和位于密封段兩端的過渡段；閥板密封凸臺的兩端延伸至閥板徑向側(cè)面下部的過渡段，使得閥板密封凸臺的上表面與閥板徑向側(cè)面下部的過渡段連接，而閥板密封凸臺下表面的過渡段延伸至閥板徑向側(cè)面下部的中間段或過渡段的中部。這樣閥板和閥腔之間上密封面和下密封面在過渡段存在交叉重疊部分，使得閥板的下密封面能夠過渡到上密封面，防止在過渡處產(chǎn)生泄漏，即閥板密封凸臺的上表面32b和下表面3 之間在閥腔50內(nèi)無法直接連通。
在上述實施例中，閥腔滑動腔體的徑向側(cè)面54b和所述閥板徑向側(cè)面30b之間設(shè)有相互配合的滑軌53和滑槽33，以方便閥板30在閥腔50內(nèi)上下滑動。優(yōu)選將滑軌53設(shè)置在閥腔滑動腔體壁上，將滑槽33設(shè)置在閥板徑向側(cè)面的過渡段3(Λ2?？稍O(shè)置閥腔進出口密封凸臺的端面52c與閥板的軸向側(cè)面30a相配合，使得閥板30沿閥腔進出口密封凸臺的端面52c之間可上下滑動，進而可以縮短滑軌53的長度，在進行閥腔50的加工時增大了刀具的工作空間，使得加工更方便。
如圖3a、3b、3c所示，當閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)時，閥板30位于閥腔密封腔體50a內(nèi)， 此時閥板密封凸臺32壓緊在閥腔進出口密封凸臺52上，并且閥板30下部壓緊在密封腔體 50a的底部，使得閥板30和閥腔進出口 51a、51b之間形成完整密封；同時閥板30被軸向定位在閥腔進出口密封凸臺的端面52c之間。如圖如所示，當轉(zhuǎn)動手柄40通過閥桿20帶動閥板30向上移動時，閥板的軸向側(cè)面30a沿閥腔進出口密封凸臺的端面52c向上滑動，此時閥板的滑槽33位于滑軌53的下方并未與滑軌53相配合，閘閥處于半開狀態(tài)。如圖4b 所示，當進一步轉(zhuǎn)動手柄40時，閥板的滑槽33滑至滑軌53下端并與滑軌53相配合，此時閥板的軸向側(cè)面30a仍與閥腔進出口密封凸臺的端面52c相配合，但其相互之間的接觸面積變??；通過滑軌53和滑槽33的定位，使得閥板30在閥腔50內(nèi)的滑動更為可靠，此時閘閥處于全開狀態(tài)。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥，包括閥體、閥桿、閥板和手柄，閥體內(nèi)設(shè)有帶進口和出口的閥腔，其特征在于，所述閥腔包括底部的密封腔體和供所述閥板滑動的滑動腔體；所述閥板的軸向側(cè)面和閥腔的閥腔進出口之間設(shè)有相互配合的密封凸臺，所述閥板徑向側(cè)面的下部設(shè)置為與所述閥腔密封腔體的底部相配合的形狀；在所述閥板阻隔閥腔進出口時，所述閥板密封凸臺的下表面正好壓緊在所述閥腔進出口密封凸臺的上表面，同時閥板徑向側(cè)面的下部壓緊在閥腔密封腔體的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述閘閥，其特征在于，所述密封凸臺設(shè)置為弧形，且所述閥板密封凸臺的長度大于所述閥腔進出口密封凸臺的長度；所述閥板凸臺的兩端延伸至閥板軸向側(cè)而。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述閘閥，其特征在于，所述密封凸臺優(yōu)選設(shè)置為圓弧形，其弧度小于τι ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述閘閥，其特征在于，所述閥腔進出口密封凸臺的內(nèi)徑與所述閥腔進出口的內(nèi)徑相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述閘閥，其特征在于，所述閥板徑向側(cè)面的下部包括中間段和位于中間段兩旁的過渡段，其過渡段設(shè)置為向下傾斜，使得中間段在垂直于閥桿的水平面上的投影長度小于閥板徑向側(cè)面的下部的投影長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述閘閥，其特征在于，所述閥板密封凸臺的下表面包括與所述閥腔進出口密封凸臺配合的密封段和位于密封段兩端的過渡段；所述閥板密封凸臺的兩端延伸至所述閥板徑向側(cè)面下部的過渡段，使得閥板密封凸臺的上表面與所述閥板徑向側(cè)面下部的過渡段連接，而閥板密封凸臺下表面的過渡段延伸至所述閥板徑向側(cè)面下部的中間段或過渡段的中部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述閘閥，其特征在于，所述閥板徑向側(cè)面下部的中間段設(shè)置為弧形面而過渡段設(shè)置為斜面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的閘閥，其特征在于，所述閥腔的滑動腔體徑向側(cè)面和所述閥板徑向側(cè)面之間設(shè)有相互配合的滑軌和滑槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的閘閥，其特征在于，所述閥腔進出口密封凸臺的端面與所述閥板軸向側(cè)面相配合，使得閥板沿閥腔進出口密封凸臺的端面之間上下滑動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型密封結(jié)構(gòu)的閘閥，包括閥體、閥桿、閥板和手柄，閥體內(nèi)設(shè)有帶進口和出口的閥腔，閥腔包括底部的密封腔體和供閥板滑動的滑動腔體；閥板的軸向側(cè)面和閥腔的閥腔進出口之間設(shè)有相互配合的密封凸臺，閥板徑向側(cè)面的下部設(shè)置為與閥腔密封腔體的底部相配合的形狀；在閥板阻隔閥腔進出口時，閥板密封凸臺的下表面正好壓緊在閥腔進出口密封凸臺的上表面，同時閥板徑向側(cè)面的下部壓緊在閥腔密封腔體的底部。通過在閥板和閥腔進出口之間設(shè)置相互配合的密封凸臺，提高了密封的可靠性，避免了閥板密封面產(chǎn)生摩擦力，大幅提高了閘閥閘板的使用壽命。
文檔編號F16K3/316GK102494150SQ201110403028
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者黃虹賓 申請人:深圳大學(xué)