CN103899783A - 弹性蓄能密封阀座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性蓄能密封阀座，软密封浮动球阀具有阀体、阀盖、球形阀芯和阀座，所述阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，阀座由非金属聚合材料密封圈和V型金属圈构成，V型金属圈嵌于所述非金属聚合材料密封圈的V型槽中，本发明的弹性蓄能密封阀座具有良好的弹性变形，既满足了密封所需要的必须比压，也满足了材料本身的许用比压，保证阀门达到“零泄漏”的密封要求，此结构阀座在超低温下，也能保证“零泄漏”的密封要求，而且扭矩比以往的球阀减轻25%，寿命比以往结构的软密封阀座球阀增加了一倍。

Description

弹性蓄能密封阀座

技术领域

本发明涉及一种弹性蓄能密封阀座结构，具体地说是涉及一种改进的镶嵌V型金属圈的弹性密封阀座，用作球阀密封件，既能适用于常温，也能够用于低温（-110℃以下）和超低温（-110℃～-200℃）的环境下。

背景技术

目前国内外软密封浮动球阀多采用整体聚合材料制作成密封阀座，仅靠本身的塑性变形提供最小密封比压，以及补偿长期开关磨损。

软密封浮动球阀的特点是：在预紧力或流体压力作用下，利用聚合材料固有的弹性特性与球体压紧，并产生一定的弹性塑性变形而达到密封，其密封效果取决于介质对球体的推力，以及软密封材料本身压缩变形所产生的弹力，补偿球体的不圆度和表面微观不平的程度。当球阀装配调试好后，密封面上的预紧力就固定了。软密封浮动球阀的缺点主要是：当球阀使用一段时间后，由于阀座的磨损，以及塑性残余变形，紧密贴合的阀座和球体将逐渐的松弛，密封比压也将逐渐降低而发生渗漏。

软密封浮动球阀在低温工况下，如-196℃，聚合密封材料阀座易收缩变形，阀座挤压变形量减小，预紧力减小，导致阀门泄漏。

硬密封浮动球阀的特点是：阀体、球体和阀座都是用金属材料制造，阀座为金属堆焊或喷涂硬质合金。此类阀门一般多用于高温或介质含有固体颗粒等易破坏软密封材料的工况下使用。而且对泄漏要求也没有软密封材料做密封副的要求高。硬密封球阀一般扭矩大，加工成本高，寿命短。金属球体与金属阀座之间的密封摩擦也易产生静电。因此在某些工况下不能完全代替软密封球阀。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种弹性蓄能密封阀座，本发明的弹性蓄能密封阀座具有良好的弹性变形，既满足了密封所需要的必须比压，也满足了材料本身的许用比压，保证阀门达到“零泄漏”的密封要求，此结构阀座在超低温下，也能保证“零泄漏”的密封要求，而且扭矩比以往的球阀减轻25%，寿命比以往结构的软密封阀座球阀增加了一倍。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种弹性蓄能密封阀座，软密封浮动球阀具有阀体、阀盖、球形阀芯和阀座，所述阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，所述阀座由非金属聚合材料密封圈和V型金属圈构成，所述非金属聚合材料密封圈具有截面为V形的V型槽，且所述V型槽的开口端位于所述非金属聚合材料密封圈的外圆，所述V型金属圈的截面为V形，所述V型金属圈嵌于所述非金属聚合材料密封圈的V型槽中，且所述V型金属圈的开口朝向所述非金属聚合材料密封圈的外圆，所述V型金属圈抵顶所述非金属聚合材料密封圈的V型槽槽壁，所述非金属聚合材料密封圈具有与所述球形阀芯接触的密封唇口，且所述密封唇口位于所述V型槽的一侧。

本发明为了解决其技术问题所采用的进一步技术方案是：

较佳地是，所述非金属聚合材料密封圈的外圆高出于所述V型金属圈的外圆。

较佳地是，所述V型金属圈的厚度均匀且内外表面皆光滑。

较佳地是，所述密封唇口具有与所述球形阀芯接触的锥形密封面。

较佳地是，所述V型金属圈为不锈钢V型金属圈。

较佳地是，所述非金属聚合材料密封圈是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经机械加工制成的密封圈。

较佳地是，所述V型金属圈的中心线垂直于水平线或平行于所述锥形密封面。

本发明的有益效果是：本发明采用非金属聚合材料密封圈内镶嵌V型金属圈的阀座结构，以V型金属圈为骨架，提供弹性蓄能，使阀座具有良好的弹性变形，不仅能够产生足够的密封比压预紧力，确保了球形阀芯与阀座之间以及阀座与阀盖之间可靠的密封性，而且V型金属圈的弹力与介质压力的辅助，为球形阀芯与阀座长期摩擦损失提供了补偿，也为低温下软密封材料收缩导致压缩量减小提供了补偿，在温度变化较大的情况下，V型金属圈的弹性空间保证了球形阀芯与阀座不会产生抱死现象，阀门启闭容易，成本低。

附图说明

图1为本发明半剖图；

图2为图1的局部放大图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域普通技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可由其他不同的方式予以实施，即在不悖离本发明所揭示的范畴下，能进行不同的修饰与改变。

实施例：一种弹性蓄能密封阀座，软密封浮动球阀具有阀体1、阀盖2、球形阀芯3和阀座，所述阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，所述阀座由非金属聚合材料密封圈6和V型金属圈5构成，所述非金属聚合材料密封圈具有截面为V形的V型槽，且所述V型槽的开口端位于所述非金属聚合材料密封圈的外圆，所述V型金属圈的截面为V形，所述V型金属圈嵌于所述非金属聚合材料密封圈的V型槽中，且所述V型金属圈的开口朝向所述非金属聚合材料密封圈的外圆，所述V型金属圈抵顶所述非金属聚合材料密封圈的V型槽槽壁，所述非金属聚合材料密封圈具有与所述球形阀芯接触的密封唇口，且所述密封唇口位于所述V型槽的一侧，所述密封唇口具有与所述球形阀芯接触的锥形密封面。锥形密封面和阀座底平面加工较高的光洁度。所述V型金属圈的中心线垂直于水平线或平行于所述锥形密封面。

所述非金属聚合材料密封圈的外圆高出于所述V型金属圈的外圆。

所述V型金属圈为耐腐蚀的不锈钢V型金属圈。V型金属圈为薄钢板成型并经过热处理及精密机械加工，内、外表面光滑且形状规则、厚度均匀、尺寸精度高，无论是低温还是常温环境下，都可以提供均匀的弹力，并且在低温环境下的变形量均匀，在非金属材料无缺陷的情况下，可使非金属材料与V型金属圈外壁紧密均匀接触。

所述非金属聚合材料密封圈是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经机械加工制成的密封圈。

本发明利用非金属聚合材料密封圈和耐腐蚀的不锈钢V型金属圈组成弹簧蓄能阀座。V型金属圈受压，形成向外的张力，促使密封唇口紧贴球形阀芯，由于V型金属圈永久给密封唇口提供弹力，能弥补阀座的密封磨损和配合零件的偏心。另外系统压力会辅助V型金属圈蓄能，压力越大，密封唇口与球形阀芯贴合的越充分，由此形成高压密封。材料决定了弹性蓄能密封阀座适用于从-200℃到+300℃温度范围内，密封几乎所有的液体、化学制品和气体。并且可以无限贮存，不存在老化问题。

本发明的镶嵌金属V型圈的弹性蓄能密封阀座与球形阀芯压紧，产生足够的密封比压预紧力，确保了可靠地密封性能。介质推力将球形阀芯推向阀座，同时介质充满V型金属圈内，介质压力将V型金属圈撑开，增加V型金属圈的弹力，压迫包覆的非金属聚合材料密封圈紧贴球形阀芯的球面，确保球形阀芯与阀座的良好密封，也保证了阀座与阀盖之间的良好密封。V型金属圈的弹力与介质压力的辅助，为球形阀芯与阀座长期摩擦损失提供了补偿，也为低温下软密封材料收缩导致压缩量减小提供了补偿。在温度变化较大的情况下，V型金属圈的弹性空间保证了球形阀芯与阀座不会产生抱死现象。阀门启闭容易，成本低。

Claims (7)

1.一种弹性蓄能密封阀座，软密封浮动球阀具有阀体（1）、阀盖（2）、球形阀芯（3）和阀座，所述阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，其特征在于：所述阀座由非金属聚合材料密封圈（6）和V型金属圈（5）构成，所述非金属聚合材料密封圈具有截面为V形的V型槽，且所述V型槽的开口端位于所述非金属聚合材料密封圈的外圆，所述V型金属圈的截面为V形，所述V型金属圈嵌于所述非金属聚合材料密封圈的V型槽中，且所述V型金属圈的开口朝向所述非金属聚合材料密封圈的外圆，所述V型金属圈抵顶所述非金属聚合材料密封圈的V型槽槽壁，所述非金属聚合材料密封圈具有与所述球形阀芯接触的密封唇口，且所述密封唇口位于所述V型槽的一侧。

2.如权利要求1所述的弹性蓄能密封阀座，其特征在于： 所述非金属聚合材料密封圈的外圆高出于所述V型金属圈的外圆。

3.如权利要求1所述的弹性蓄能密封阀座，其特征在于：所述V型金属圈厚度均匀且内外表面皆光滑。

4.如权利要求1所述的弹性蓄能密封阀座，其特征在于：所述密封唇口具有与所述球形阀芯接触的锥形密封面。

5.如权利要求1所述的弹性蓄能密封阀座，其特征在于：所述V型金属圈为不锈钢V型金属圈。

6.如权利要求1所述的弹性蓄能密封阀座，其特征在于：所述非金属聚合材料密封圈是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.如权利要求4所述的弹性蓄能密封阀座，其特征在于：所述V型金属圈的中心线垂直于水平线或平行于所述锥形密封面。

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