CN103582772A - 用于工业闸阀的密封系统和包括该系统的闸阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及特别地用于工业安全阀，更特别地用于工业闸阀的密封系统。因此本发明的对象是适合于在闸阀上使用的密封系统（1）和包括这样的密封系统（1）的闸阀两者。根据本发明的系统允许结合在用于制造设置有传统密封系统的闸阀的简化和高效益成本方面的优点，以及另外在高工作压力和低工作压力下的性能和减少处理平板所需的扭矩方面的优点，还确保了具有即使在特定的和苛求的工作条件下随着时间不变的密封性能的阀本身的操作。

Description

用于工业闸阀的密封系统和包括该系统的闸阀

描述

本发明涉及一种特别是用于工业安全阀的密封系统，更特别的是用于工业闸阀的密封系统。

安全阀，特别是闸阀，是包括多个组件的复杂系统并且一般借助于机械驱动器是可操作的。

此外，它们一般包括至少一个主体、至少一个阀座或密封座，以及至少一个平板（slab）。

在本领域已知的某些类型的闸阀中，阀座在平板上密封借助于金属-金属接触来获得。

然而，这种类型的密封没有摆脱禁忌，主要由于阀座和平板之间的金属与金属接触能够导致阀的最后卡住，往往具有不可修复的损害，并且这既是由于从阀座释放到平板上的高压力，并且又是由于碎片的可能渗入或在任何情况下阀座和平板之间的污垢。

为了部分地释放施加在阀座和平板之间的压力以及为了避免可能导致阀卡住的金属-金属密封，如上面提到的，市场上已知的闸阀是其中由热塑性材料制成的构件在阀座和平板之间运作，热塑性材料制成的构件适合于确保阀的密封同时适合于允许实现阀本身的打开和关闭所需的阀座和平板之间的相对运动。

如本领域已知的，所述密封构件一般包含由热塑性材料制成、组装到称为密封阀座的金属零件并且适合于密封地封闭阀主体和平板的插入物，如上面提到的。

虽然设置有由热塑性材料制成的与密封阀座相关联的插入物的这种类型的闸阀在市场上是非常普遍的，但是这个技术解决方案确实具有一些缺点。

在这些缺点中，例如，如果只留下热塑性材料组装到金属密封阀座则密封不是最优的。事实上，为了获得良好的密封，热塑性材料应接触特征在于几乎没有表面凹凸不平的表面的平板。因为这个原因，平板的金属表面应精确地加工，特别是它应该被搭接，这涉及生产成本的显著增加。

在制造零件的步骤中需要提供这样的机械加工和公差控制涉及生产成本的显著增加，从而使配置有由热塑性材料制成的密封构件的阀更昂贵并且从而暴露于制造缺陷影响阀本身的良好密封的风险中。

再次，当阀密封只留下由热塑性材料制成的插入物存在时，这由于在阀座和平板之间随之发生的不对准例如由于阀打开与关闭操作而受到磨损和变形。

影响已知类型的设置有由热塑性材料制成的密封插入物的闸阀的非最后的缺点在于，由于高的流体压力值使得它们是不可靠的，高的压力甚至意味着超过55bar的压力值。这是由于被由热塑性材料制成的插入物实现的密封不是最优的事实，尤其因为上述的磨损。

解决方案在市场上是已知的以改善即使在较高的流体压力值的阀密封，该解决方案包括本身作为主要的密封构件、可能包括由热塑性材料制成且直接适合于平板的密封构件的金属阀座。使用的材料的例子是聚四氟乙烯（具有不同的合成物）、尼龙、聚醚醚酮和具有高硬度的相似的热塑性聚合物。

即使这个解决方案在高压下的密封方面有所改善，面对上述缺点不完全令人满意。

此外，由于诸如硬化阀座上和平板上两者的表面上的填充材料同时结合阀座和平板两者的加重的表面加工的原因导致的高制造成本，为新的解决方案的研究创造了条件。

因此，已经示出了本领域已知的制造闸板中密封在平板上的阀座的解决方案如何被限制其利用领域的缺点所影响。

因此，本发明的主要任务是为工业闸阀提供解决了已知类型的系统留下的尚未解决的上述问题的密封系统。

在这项任务的范围内，本发明的目标是提供能够确保即使对于超过55bar，直到150bar以及超过更高工作压力的高工作压力的密封，同时保持制造成本低的密封系统。

本发明的另一个目标是提供摆脱由一般在流体中存在杂质和污垢所衍生的问题的密封系统，该问题长期危害阀的正确操作和球体上的阀座的密封。

本发明的目标还提供适合于高压力同时保持制造系统本身和包括这样的系统的阀的低成本的密封系统。

不是最后，本发明的目标提供相对于高压下的密封件确保打开/关闭阀所必需的扭矩值的减少，伴随随之发生的能够使用更小功率的驱动器的优点，从而导致节约进一步的操作和制造的密封系统。

该任务和这些以及其它的目标依据以非限制性的说明的方式在这里给定的本发明的详细描述将变得更加明显，且通过用于工业闸阀类型的密封系统实现，该密封系统包括适合于插入闸阀的容纳主体（containing body）中的至少一个阀座、和适合于实现在所述阀的所述阀座和平板之间的流体密封的由弹性材料制成的至少一个密封构件，其特征在于该密封系统还包括在所述阀座的意在面向所述平板的表面上的至少另外的橡胶密封构件。

本发明的另外的特征和优点，将从以非限制性的例子给定的且在附图中说明的下面的详细描述变得更明显，其中：

图1示出了在第一构造中且根据第一种实施方式的根据本发明的系统的图；

图2示出了根据图1中的构造在第二种实施方式中的根据本发明的系统的图；

图3示出了根据第二种实施方式且在第一构造中的根据本发明的系统的图；

图4示出了根据图3中的构造在第二种实施方式中的根据本发明的系统的图。

特别地，参考图1，根据本发明的密封系统1包括用于在平板30上密封且适合于与阀主体10协作的阀座20。如本领域的技术水平所已知的，阀座20与阀主体10协作，因此例如螺旋弹簧40和O形环密封件50可有利地设置在所述阀座20和所述阀主体10之间。

上述安全阀的操作是已知的。由作用在阀座20的外部零件上的流体施加的压力推动阀座本身使之靠着平板30，同时密封系统的操作因而提供了，在阀座和阀主体之间起作用的弹簧40确保了对于低压力值的密封，并且随着压力上升，流体本身发挥了按压阀座抵靠平板的作用，这确保了阀的密封。

如图1中所示，根据本发明的阀座在平板上的密封通过在阀座上定位并朝平板30突出的密封构件60a和也定位在阀座20上所存在的特定壳体中并且能够实现平板30上密封的构件70a实现，密封构件60a优选地外形是环形的并由热塑性材料制成，也称为热塑性插入物，构件70a由弹性材料制成，优选橡胶O形环。

本发明的第二构造在图2中示出，其中弹性密封构件70b包含三角形环，这样称呼是因为能回想起三角形符号的特定三角形轮廓的横截面，如图2中精确地看到的。

在这个第二构造中，密封构件或热塑性插入物60b在弹性密封构件（三角形环）70b旁边定位，使得两个构件使其横截面的边缘相互接触，如图2再次示出的。因此，容纳构件60b和70b的壳体的特征可在于更宽的端口，其特别有助于三角形环插入到它的壳体中。事实上，将弹性构件插入阀座中并不简单，并且将O形环插入到阀座上存在的壳体中需要特别的小心和专用的机械装置的使用，尤其在具有环形横截面的O形环用作弹性密封构件的第一种实施方式的情况下。

示出的第二构造因而在结构简化方面被优选。

再次，根据图3中示出的本发明的另外的实施方式，除了由热塑性材料制成的密封构件60a和由弹性材料制成的O形环密封构件70a之外，阀座上的另外的构件80的插入可被设置，只要构件80总是向平板30突出，构件80也优选地设计为由热塑性材料制成的称为刮油环的环，并被放置以保护和防护在此之前所公开的密封系统。

特别地，该保护构件（刮油环）也插到阀座20上，在阀座20和平板30之间放置，相对于密封构件60a、60b和70a、70b靠近中心流体流动管道。

因此，刮油环构件80同时起到保护密封构件60a和70a远离流体中存在的任何杂质并且防止特别在高压情况下的阀座和球体之间的金属-金属接触的作用，因此有助于减少作用在阀座和平板之间的压力，同时有助于由热塑性插入物60a和弹性插入物70a实现的密封功能。

在此参考图3中的实施方式所传达的相同考虑可参考图4中的实施方式被重复，在图4的实施方式中，另外的刮油环构件80与由热塑性材料制成的密封构件60b相关联以及与由弹性材料制成的由于其横截面的大体三角形轮廓而被称为三角形环的密封构件70b相关联。

因而已经示出了根据本发明的用于工业闸阀的密封系统如何实现所提议的目标和目的。

特别地，已经公开了本发明的系统对象即使在超过设置有传统的密封系统的阀可获得的标准值的高工作压力时如何允许获得最佳的密封。

设置有所述系统的阀的可靠性的改善是根据本发明的系统实现的另外的目标。事实上，已经示出了在非常高的工作压力和管道中存在污垢的情况下如何避免损害平板或最坏的情况下阀本身卡住的风险。

再次，对于粘住现象即在长期没有操作阀的情况下阀座粘合在平板上的抑制或至少显著减少是根据本发明的系统实现的另外的目标，并且这是由于检验下的系统在压力推动下显著减少了阀座和平板之间的应力，因而阻止了这两个构件之间的金属接触的事实。

根据本发明的系统所实现的非最后的目标是使用相对于本领域技术水平已知的类型的并且具有相同的使用压力范围的阀来说更小功率的驱动器用于处理平板的能力。

再次，根据本发明的系统所实现的目标是提供实施起来更有成本效益、工作压力相同的闸阀。

可不脱离本发明的保护范围由本领域的技术人员进行若干修改。

因此，权利要求的保护范围不应该被以举例的方式在描述中示出的公开内容或优选实施方式限制，而是权利要求应包括从本发明推断的专利新颖性的所有特征，包括将被本领域的技术人员视为等同的所有特征。

Claims (9)

1.一种用于工业阀的密封系统（1），所述密封系统（1）特别是用于闸阀类型，所述密封系统（1）包括适于插入闸阀的容纳主体（10）中的至少一个阀座（20）、和适于通过密封地接触所述阀座（20）而封闭所述阀的一个平板（30），以及由热塑性材料制成的、放置在所述阀座（20）的意在面向所述平板（30）的表面处并适于实现在所述阀的所述阀座（20）和所述平板（30）之间的流体密封的一个密封构件（60a、60b），所述密封系统（1）还包括在所述阀座（20）的意在面向所述平板（30）的表面处的由弹性材料制成的至少另外的构件（70a、70b），其特征在于由热塑性材料制成的所述构件（60a、60b）是环形的并具有多边形横截面。

2.根据权利要求1所述的密封系统（1），其特征在于由弹性材料制成的所述构件（70a、70b）是环形的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的密封系统（1），其特征在于由弹性材料制成的所述密封构件包含具有圆形横截面的O形环（70a）。

4.根据权利要求1到2中任一项所述的密封系统（1），其特征在于由弹性材料构成的所述密封构件包含具有三角形横截面的环（70b）。

5.根据前述权利要求中一项或多项所述的密封系统（1），其特征在于所述阀座（20）包括适于在其面向所述平板（30）的表面上容纳所述热塑性构件（60a、60b）的至少一个壳体和适于在其面向所述平板（30）的表面上容纳所述弹性构件（70a、70b）的至少一个壳体。

6.根据前一权利要求所述的密封系统（1），其特征在于所述热塑性构件（60a、60b）的所述壳体和所述弹性构件（70a、70b）的所述壳体被连接在一起以形成单一的壳体。

7.根据权利要求1到8中任一项所述的密封系统（1），其特征在于所述密封系统（1）还包括在所述阀座（20）和所述平板（30）之间插到所述阀座（20）上的至少一个热塑性安全构件（80）。

8.根据前一权利要求所述的密封系统（1），其特征在于所述安全构件（80）相对于所述密封构件（60a、60b；70a、70b）靠近中心流体流动管道定位。

9.一种闸阀，包括根据前述权利要求中一项或多项所述的密封系统。

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