彈性蓄能密封閥座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種彈性蓄能密封閥座，軟密封浮動(dòng)球閥具有閥體、閥蓋、球形閥芯和閥座，所述閥座固定于閥體的流道口與球形閥芯之間，閥座由非金屬聚合材料密封圈和V型金屬圈構(gòu)成，V型金屬圈嵌于所述非金屬聚合材料密封圈的V型槽中，本發(fā)明的彈性蓄能密封閥座具有良好的彈性變形，既滿足了密封所需要的必須比壓，也滿足了材料本身的許用比壓，保證閥門達(dá)到“零泄漏”的密封要求，此結(jié)構(gòu)閥座在超低溫下，也能保證“零泄漏”的密封要求，而且扭矩比以往的球閥減輕25%，壽命比以往結(jié)構(gòu)的軟密封閥座球閥增加了一倍。
【專利說(shuō)明】彈性蓄能密封閥座【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彈性蓄能密封閥座結(jié)構(gòu)，具體地說(shuō)是涉及一種改進(jìn)的鑲嵌V型金屬圈的彈性密封閥座，用作球閥密封件，既能適用于常溫，也能夠用于低溫(-110°c以下)和超低溫(-110°c~-200°c)的環(huán)境下。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外軟密封浮動(dòng)球閥多采用整體聚合材料制作成密封閥座，僅靠本身的塑性變形提供最小密封比壓，以及補(bǔ)償長(zhǎng)期開關(guān)磨損。
[0003]軟密封浮動(dòng)球閥的特點(diǎn)是:在預(yù)緊力或流體壓力作用下，利用聚合材料固有的彈性特性與球體壓緊，并產(chǎn)生一定的彈性塑性變形而達(dá)到密封，其密封效果取決于介質(zhì)對(duì)球體的推力，以及軟密封材料本身壓縮變形所產(chǎn)生的彈力，補(bǔ)償球體的不圓度和表面微觀不平的程度。當(dāng)球閥裝配調(diào)試好后，密封面上的預(yù)緊力就固定了。軟密封浮動(dòng)球閥的缺點(diǎn)主要是:當(dāng)球閥使用一段時(shí)間后，由于閥座的磨損，以及塑性殘余變形，緊密貼合的閥座和球體將逐漸的松弛，密封比壓也將逐漸降低而發(fā)生滲漏。
[0004]軟密封浮動(dòng)球閥在低溫工況下，如-196 °C，聚合密封材料閥座易收縮變形，閥座擠壓變形量減小，預(yù)緊力減小，導(dǎo)致閥門泄漏。
[0005]硬密封浮動(dòng)球閥的特點(diǎn)是:閥體、球體和閥座都是用金屬材料制造，閥座為金屬堆焊或噴涂硬質(zhì)合金。此類閥門一般多用于高溫或介質(zhì)含有固體顆粒等易破壞軟密封材料的工況下使用。而且對(duì)泄漏要求也沒(méi)有軟密封材料做密封副的要求高。硬密封球閥一般扭矩大，加工成本高，壽命短。金屬球體與金屬閥座之間的密封摩擦也易產(chǎn)生靜電。因此在某些工況下不能完全代替軟密封球閥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種彈性蓄能密封閥座，本發(fā)明的彈性蓄能密封閥座具有良好的彈性變形，既滿足了密封所需要的必須比壓，也滿足了材料本身的許用比壓，保證閥門達(dá)到“零泄漏”的密封要求，此結(jié)構(gòu)閥座在超低溫下，也能保證“零泄漏”的密封要求，而且扭矩比以往的球閥減輕25%，壽命比以往結(jié)構(gòu)的軟密封閥座球閥增加了一倍。
[0007]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種彈性蓄能密封閥座，軟密封浮動(dòng)球閥具有閥體、閥蓋、球形閥芯和閥座，所述閥座固定于閥體的流道口與球形閥芯之間，所述閥座由非金屬聚合材料密封圈和V型金屬圈構(gòu)成，所述非金屬聚合材料密封圈具有截面為V形的V型槽，且所述V型槽的開口端位于所述非金屬聚合材料密封圈的外圓，所述V型金屬圈的截面為V形，所述V型金屬圈嵌于所述非金屬聚合材料密封圈的V型槽中，且所述V型金屬圈的開口朝向所述非金屬聚合材料密封圈的外圓，所述V型金屬圈抵 頂所述非金屬聚合材料密封圈的V型槽槽壁，所述非金屬聚合材料密封圈具有與所述球形閥芯接觸的密封唇口，且所述密封唇口位于所述V型槽的一側(cè)。[0009]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的進(jìn)一步技術(shù)方案是:
[0010]較佳地是，所述非金屬聚合材料密封圈的外圓高出于所述V型金屬圈的外圓。
[0011 ] 較佳地是，所述V型金屬圈的厚度均勻且內(nèi)外表面皆光滑。
[0012]較佳地是，所述密封唇口具有與所述球形閥芯接觸的錐形密封面。
[0013]較佳地是，所述V型金屬圈為不銹鋼V型金屬圈。
[0014]較佳地是，所述非金屬聚合材料密封圈是PTFE(聚四氟乙烯)密封圈、填充PTFE(填充聚四氟乙烯)密封圈、PEEK (聚醚醚酮)密封圈、填充PEEK (填充聚醚醚酮)密封圈、PVDF(聚偏氟乙烯)密封圈、PPS (聚苯硫醚)密封圈或由其它高性能的聚合材料經(jīng)機(jī)械加工制成的密封圈。
[0015]較佳地是，所述V型金屬圈的中心線垂直于水平線或平行于所述錐形密封面。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用非金屬聚合材料密封圈內(nèi)鑲嵌V型金屬圈的閥座結(jié)構(gòu)，以V型金屬圈為骨架，提供彈性蓄能，使閥座具有良好的彈性變形，不僅能夠產(chǎn)生足夠的密封比壓預(yù)緊力，確保了球形閥芯與閥座之間以及閥座與閥蓋之間可靠的密封性，而且V型金屬圈的彈力與介質(zhì)壓力的輔助，為球形閥芯與閥座長(zhǎng)期摩擦損失提供了補(bǔ)償，也為低溫下軟密封材料收縮導(dǎo)致壓縮量減小提供了補(bǔ)償，在溫度變化較大的情況下，V型金屬圈的彈性空間保證了球形閥芯與閥座不會(huì)產(chǎn)生抱死現(xiàn)象，閥門啟閉容易，成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明半剖圖；
[0018]圖2為圖1的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及功效。本發(fā)明也可由其他不同的方式予以實(shí)施，即在不悖離本發(fā)明所揭示的范疇下，能進(jìn)行不同的修飾與改變。
[0020]實(shí)施例:一種彈性蓄能密封閥座，軟密封浮動(dòng)球閥具有閥體1、閥蓋2、球形閥芯3和閥座，所述閥座固定于閥體的流道口與球形閥芯之間，所述閥座由非金屬聚合材料密封圈6和V型金屬圈5構(gòu)成，所述非金屬聚合材料密封圈具有截面為V形的V型槽，且所述V型槽的開口端位于所述非金屬聚合材料密封圈的外圓，所述V型金屬圈的截面為V形，所述V型金屬圈嵌于所述非金屬聚合材料密封圈的V型槽中，且所述V型金屬圈的開口朝向所述非金屬聚合材料密封圈的外圓，所述V型金屬圈抵頂所述非金屬聚合材料密封圈的V型槽槽壁，所述非金屬聚合材料密封圈具有與所述球形閥芯接觸的密封唇口，且所述密封唇口位于所述V型槽的一側(cè)，所述密封唇口具有與所述球形閥芯接觸的錐形密封面。錐形密封面和閥座底平面加工較高的光潔度。所述V型金屬圈的中心線垂直于水平線或平行于所述錐形密封面。
[0021]所述非金屬聚合材料密封圈的外圓高出于所述V型金屬圈的外圓。
[0022]所述V型金屬圈為耐腐蝕的不銹鋼V型金屬圈。V型金屬圈為薄鋼板成型并經(jīng)過(guò)熱處理及精密機(jī)械加工，內(nèi)、外表面光滑且形狀規(guī)則、厚度均勻、尺寸精度高，無(wú)論是低溫還是常溫環(huán)境下，都可以提供均勻的彈力，并且在低溫環(huán)境下的變形量均勻，在非金屬材料無(wú)缺陷的情況下，可使非金屬材料與V型金屬圈外壁緊密均勻接觸。
[0023]所述非金屬聚合材料密封圈是PTFE (聚四氟乙烯)密封圈、填充PTFE (填充聚四氟乙烯)密封圈、PEEK (聚醚醚酮)密封圈、填充PEEK (填充聚醚醚酮)密封圈、PVDF (聚偏氟乙烯)密封圈或PPS (聚苯硫醚)密封圈或由其它高性能的聚合材料經(jīng)機(jī)械加工制成的密封圈。
[0024]本發(fā)明利用非金屬聚合材料密封圈和耐腐蝕的不銹鋼V型金屬圈組成彈簧蓄能閥座。V型金屬圈受壓，形成向外的張力，促使密封唇口緊貼球形閥芯，由于V型金屬圈永久給密封唇口提供彈力，能彌補(bǔ)閥座的密封磨損和配合零件的偏心。另外系統(tǒng)壓力會(huì)輔助V型金屬圈蓄能，壓力越大，密封唇口與球形閥芯貼合的越充分，由此形成高壓密封。材料決定了彈性蓄能密封閥座適用于從-200°c到+300°C溫度范圍內(nèi)，密封幾乎所有的液體、化學(xué)制品和氣體。并且可以無(wú)限貯存，不存在老化問(wèn)題。
[0025]本發(fā)明的鑲嵌金屬V型圈的彈性蓄能密封閥座與球形閥芯壓緊，產(chǎn)生足夠的密封比壓預(yù)緊力，確保了可靠地密封性能。介質(zhì)推力將球形閥芯推向閥座，同時(shí)介質(zhì)充滿V型金屬圈內(nèi)，介質(zhì)壓力將V型金屬圈撐開，增加V型金屬圈的彈力，壓迫包覆的非金屬聚合材料密封圈緊貼球形閥芯的球面，確保球形閥芯與閥座的良好密封，也保證了閥座與閥蓋之間的良好密封。V型金屬圈的彈力與介質(zhì)壓力的輔助，為球形閥芯與閥座長(zhǎng)期摩擦損失提供了補(bǔ)償，也為低溫下軟密封材料收縮導(dǎo)致壓縮量減小提供了補(bǔ)償。在溫度變化較大的情況下，V型金屬圈的彈性空間保證了球形閥芯與閥座不會(huì)產(chǎn)生抱死現(xiàn)象。閥門啟閉容易，成本低。
【權(quán)利要求】
1.一種彈性蓄能密封閥座，軟密封浮動(dòng)球閥具有閥體(1)、閥蓋(2)、球形閥芯(3)和閥座，所述閥座固定于閥體的流道口與球形閥芯之間，其特征在于:所述閥座由非金屬聚合材料密封圈(6)和V型金屬圈(5)構(gòu)成，所述非金屬聚合材料密封圈具有截面為V形的V型槽，且所述V型槽的開口端位于所述非金屬聚合材料密封圈的外圓，所述V型金屬圈的截面為V形，所述V型金屬圈嵌于所述非金屬聚合材料密封圈的V型槽中，且所述V型金屬圈的開口朝向所述非金屬聚合材料密封圈的外圓，所述V型金屬圈抵頂所述非金屬聚合材料密封圈的V型槽槽壁，所述非金屬聚合材料密封圈具有與所述球形閥芯接觸的密封唇口，且所述密封唇口位于所述V型槽的一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的彈性蓄能密封閥座，其特征在于:所述非金屬聚合材料密封圈的外圓高出于所述V型金屬圈的外圓。
3.如權(quán)利要求1所述的彈性蓄能密封閥座，其特征在于:所述V型金屬圈厚度均勻且內(nèi)外表面皆光滑。
4.如權(quán)利要求1所述的彈性蓄能密封閥座，其特征在于:所述密封唇口具有與所述球形閥芯接觸的錐形密封面。
5.如權(quán)利要求1所述的彈性蓄能密封閥座，其特征在于:所述V型金屬圈為不銹鋼V型金屬圈。
6.如權(quán)利要求1所述的彈性蓄 能密封閥座，其特征在于:所述非金屬聚合材料密封圈是PTFE密封圈、填充PTFE密封圈、PEEK密封圈、填充PEEK密封圈、PVDF密封圈或PPS密封圈。
7.如權(quán)利要求4所述的彈性蓄能密封閥座，其特征在于:所述V型金屬圈的中心線垂直于水平線或平行于所述錐形密封面。
【文檔編號(hào)】F16K5/20GK103899783SQ201210569934
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日
【發(fā)明者】張建偉, 鄒寧, 謝挺, 李建國(guó) 申請(qǐng)人:沃泰工業(yè)閥門（中國(guó)）有限公司