專利名稱：閥口密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封領(lǐng)域，主要是閥門中閥口和閥瓣、閘板等等間的相對應(yīng)用塑性、可塑性接觸實現(xiàn)高壓、耐久密封的方法。
公知，根據(jù)一九八五年十月機械工業(yè)出版社北京第一版機械工業(yè)部編《閥門產(chǎn)品樣本》，閥口、閥瓣等相對間密封，大多是硬度值相近的金屬對金屬的硬、硬接觸，少部分采用硬度值差異較大的硬、軟(金屬對塑料等)或軟、軟(塑、塑等)接觸實施的。
經(jīng)分析硬、硬方式，其材料，加工精度和難度、閥蓋結(jié)構(gòu)強度，與密封介質(zhì)壓力的高低成正比;硬、軟除球閥外包括軟、軟方式，絕大部分在低壓區(qū)域。
一只少則數(shù)十元，多則上萬元的閥門，除閥桿的密封外，主要是閥口，值得提出的，基本上閥口都采用硬、硬的方式處理，尤其高壓閥口特別明顯，而此恰恰是導(dǎo)致閥口難以耐久的重要原因。
從而，因閥口損壞影響閥體甚至整個閥門報廢的現(xiàn)象能不能改變？塑性高分子材料及可塑性軟金屬等材料，能否介入硬、硬方式構(gòu)成高壓、耐久密封？包括已采用硬、軟和軟、軟方式的球閥等能否再予以提高并廣泛應(yīng)用？本發(fā)明即為針對上述問題，提出一種設(shè)置在閥口或閥瓣等上的，塑性、可塑性密封圈及簡單的重要的保護性封閉條件結(jié)構(gòu)，利用外作用力使其獲得反彈應(yīng)力，從而實現(xiàn)耐壓、耐久并便于更換和簡省結(jié)構(gòu)強度的目的。
為實現(xiàn)該目的，并便于說明，詳見附圖。


圖1為宏觀抗壓強度、壓縮強度和彈性示意剖面圖2為微觀閥口密封面分析示意圖3為一種閘閥閥口密封結(jié)構(gòu)剖面圖4為一種球閥密封圈封閉結(jié)構(gòu)剖面圖5為截止閥等閥口密封結(jié)構(gòu)剖面圖1-5中，各數(shù)字代表如下[1]為壓塊，[2]為汽球，[3]為活塞，[4]為容器，[5]為接觸密封水平面，[6]為實際密封面，[7]為硬質(zhì)材料，[8]為塑性、可塑性材料，[9]為硬質(zhì)內(nèi)槽閥座，[10]為外漲彈性密封圈，[11]為可塑性閘板，[12]為內(nèi)縮彈性密封圈，[13]為硬質(zhì)外槽閥座，[14]為介質(zhì)方向，[15]為閥體，[16]為左球夾，[17]為封閉圈，[18]為彈性密封圈，[19]為球蕊，[20]為右球夾，[21]為槽式閥瓣，[22]為密封圈，[23]為凸式閥口，[24]為罩式閥瓣，[25]為凸槽式閥口，[26]為可塑性密封圈，[27]為可塑性彈性結(jié)合式密封圈。
本發(fā)明結(jié)合附圖敘述如下如圖壓塊[1]擱在汽球[2]上，由于重力作用汽球[2]因此形變、壓塊[1]位置下降;當(dāng)同一汽球[2]在容器[4]和活塞[3]的封閉作用下，由于其形變受到控制，壓塊[1]的重力作用則不能達到前述的結(jié)果。同是汽球，后者上升為抗壓縮強度，從而;抗壓縮強度及其反彈應(yīng)力＞抗壓強度及其反彈應(yīng)力，并且前者反彈應(yīng)力隨壓力增大而增大。
如圖2，任何宏觀平面，如接觸密封水平面[5]在微觀看來，僅僅是曲面上眾多凸出點同一水平的連貫線，如實際密封面[6]。因此，由相互作用構(gòu)成的密封，實際存在著兩條曲面線屈服、吻合的問題，相對于硬質(zhì)材料、[7]相互作用，硬質(zhì)材料[7]和塑性、可塑性材料[8]的相互作用，顯而易見，后者屈服、吻合容易得多。而且，區(qū)別于硬、硬的雙雙犧牲的吻合，硬、軟相間卻是一種適應(yīng)，至少能保護硬的一方。
據(jù)此，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的選擇相對便于屈服和吻合的塑性、可塑性材料，制成一定形狀的密封圈，經(jīng)結(jié)構(gòu)封閉處理而控制形變和增強反彈應(yīng)力，實現(xiàn)高壓、耐久閥口密封。
本發(fā)明的優(yōu)點在于一、提出并解決了塑性、可塑性材料用于耐高壓的問題。
現(xiàn)有技術(shù)，特別是在球閥上，應(yīng)用塑性材料取得較大成功，實現(xiàn)了320公斤/平方厘米的突破，并且，通過對夾方法，強化了彈性模量、使之持久補給;在某些閥門上，如WJ61W-6P(214頁)、J45J-6(219頁)、J41N-40(273頁)，J11B-25Z(289頁)等等，亦相似本方法圖5-A，在閥瓣[21]上設(shè)置槽安置塑性密封圈[22]和閥口[23]接觸吻合。
然而，值得惋惜之處，在塑性、可塑性的基礎(chǔ)上，給流變留了下余地，沒有能進展到如圖5-A，閥瓣[21]上設(shè)置的槽溝和閥口凸圈[23]的動配合尺寸基本一致，或如圖4在密封圈[18]外圍加設(shè)封閉圈[17]，從而構(gòu)成密封圈[22]、[18]達到壓縮強度的境界。
根據(jù)閥口密封公式P＝F+F1+F2其中P為密封力，F(xiàn)為兩接觸面單位壓強力，F(xiàn)1為閥桿的動密封摩擦力，F(xiàn)2為介質(zhì)作用于閥瓣接觸面積的力。實質(zhì)構(gòu)成密封的是F。所謂F，為上述兩面的屈服、吻合力，因而如本方法特定條件下吻合，經(jīng)控制形變施加壓縮力，很容易產(chǎn)生作用在吻合面上大于介質(zhì)滲透力的反彈應(yīng)力。
二、對閥口密封的耐久性，發(fā)揮了積極的作用由于采用硬、軟方式，和有效避開及自然保護閥口的特定結(jié)構(gòu)，如圖5-A、B，限定了傷害對象只能是密封圈[22]而這種密封圈是可以經(jīng)常更換的;其次，硬、硬方式的接觸表面互相傷害是妨礙耐久的根本因素，而硬、軟方式的結(jié)果將是軟質(zhì)材料接觸表面是周而復(fù)始的塑性、可塑性應(yīng)變。
三、減少了加力結(jié)構(gòu)的強度硬、軟方式，密封力從抗壓強度轉(zhuǎn)變?yōu)檐涃|(zhì)材料的表面屈服、吻合變形強度，以及必要的密封壓縮強度，相對減弱了硬、硬方式所必需的加力結(jié)構(gòu)強度。
四、適用范圍較廣如圖3，一種閘閥閥口結(jié)構(gòu)，在內(nèi)槽閥座[9]上裝外漲彈性密封圈[10]，外槽閥座[13]上裝內(nèi)縮彈性密封圈[12]，兩圈面適度高出閥座面;經(jīng)可塑性閘板[11]插漲，密封圈[10]、[12]壓縮至閥座[9]、[13]平面，在介質(zhì)[14]的作用下，組合構(gòu)成密封圈[10]、[12]封閉壓縮產(chǎn)生彈性。
如圖4，球閥對夾式結(jié)構(gòu)，彈性密封圈[18]外設(shè)置和球芯[19]吻合的封閉圈[17]，通過左、右球夾[16]、[17]對夾及介質(zhì)壓力作用，構(gòu)成密封圈[18]的彈性壓縮。
如圖5-A、B，截止閥結(jié)構(gòu)，槽式閥瓣[21]和凸式閥口[23]，罩式閥瓣[24]和凸槽式閥口[25]對密封圈[22]進行凸凹式封閉彈性壓縮。
綜上所述，本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合封閉概念，對閥口密封性能、閥口并延及閥體和閥門的耐久性得出了客觀的積極效果，因而發(fā)展、發(fā)揮了塑性和可塑性在密封中的應(yīng)有作用。
實施例根據(jù)圖5-A，在閥瓣[21]槽內(nèi)設(shè)置5×5高壓聚乙烯密封圈[22]，槽口內(nèi)外加工成2×45°錐體，便于閥口[23]導(dǎo)入;反之，如圖5-B，閥瓣[24]改成罩狀，密封圈[22]嵌裝進凸槽式閥口[25]，其閥口頂部加工成3×45°便于罩狀閥瓣[24]導(dǎo)入;考慮高溫，如圖5-C密封圈[26]采用了鑄鋁等軟金屬材料;考慮高速介質(zhì)沖刷，如5-D，采用薄型可塑性密封圈[27]保護塑性密封圈[22]的結(jié)合式。
以上形式裝配在J11H-16型截止閥上，實驗表明，無論A、B、C、D，都能達到超出600KC/cm2試壓泵極限以上的效果。
權(quán)利要求
1.閥口密封方法，包括密封面[5]上硬質(zhì)材料[7]和可塑性材料[8]的吻合機理。其特征在于活塞[3]和容器[4]組成的對汽球[2]封閉壓縮的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，閥口密封方法，其特征在于閥瓣[21]為密封圈[22]設(shè)置的凹槽，和閥口[23]的凸頸內(nèi)外徑尺寸一致，凹槽口內(nèi)外均應(yīng)有錐度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之閥口密封方法，其特征在于罩式閥瓣[24]的罩圈口面和凸槽式閥口[25]上為密封圈[22]設(shè)置的凹槽，其內(nèi)外徑尺寸一致;凸槽式閥口[25]的凸頸外圈帶有錐度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之閥口密封方法，其特征在于設(shè)置在密封圈[18]外側(cè)的封閉圈[17]和球面[19]吻合，密封圈[18]高度大于封閉圈[17]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，閥口密封方法，其特征在于閥座[9]、[13]分別為內(nèi)槽式和外槽式，密封圈[10]、[12]適度高出閥座平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5所述，閥口密封方法，其特征在于密封圈[10]、[12]、[17]、[22]為塑性材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4所述，閥口密封方法，其特征在于密封圈[26]、組合密封圈[27]、封閉圈[17]，為可塑性材料。
全文摘要
閥口密封方法，適用于閥門中主要是解決閥口耐壓和耐久的問題。本方法，選擇相對便于屈服、吻合的塑性，可塑性材料根據(jù)需要制成密封圈，設(shè)置在閥口或閥瓣上等。并經(jīng)特定的結(jié)構(gòu)封閉處理而控制形變和增強反彈應(yīng)力，實現(xiàn)耐壓、耐久問題的解決。由于本方法簡單明了，可廣泛用于閥門生產(chǎn)、修復(fù)和改造。
文檔編號F16K3/22GK1045165SQ9010562
公開日1990年9月5日 申請日期1990年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月20日
發(fā)明者鄭亞華 申請人:鄭亞華