CN104235395A - 复合式压力密封阀座 - Google Patents

Abstract

一种复合式压力密封阀座包含：一本体，形成一流道；一阀盘，配置以转动方式开启或关闭该本体的流道；一固定环，设于该流道的一外侧缘；一阀座环，藉由该固定环而固定于该流道的一内侧缘，并在该阀盘关闭该本体的流道时，该阀座环配置于该固定环与该阀盘之间；以及一盘形弹簧，设置于该阀座环与该固定环之间，适时地施予一弹力作用于该阀座环。

Description

复合式压力密封阀座

技术领域

本发明是关于一种密封阀座，具体言之，特别是有关于一种藉由固定环与本体夹紧以及盘形弹簧与阀座环紧密接合，以使阀座环与阀盘形成一干涉变形接触面的复合式压力密封阀座。

背景技术

在习知技术中，是利用阀座与关闭件接触以关闭流道，其中阀座一般是被固定安装于阀体上，当阀关断时，阀关断件关闭面与阀座产生干涉现象，藉由阀座的变形量来产生压力，使其具有密封效果。当阀座变形预力弹性疲乏、阀关闭件产生压力挠曲变形及加工组装累积公差造成干涉量不足等问题，足以大大降低阀座的密封效果而导致流体泄漏。

在美国公告号第4,905,966号专利中，J字状阀座安装在阀体上具有可移动性，依据流道的两相反压力方向做实时反应并移动。J字长端为可挠性固定板而横向端为流道关断时的倾斜滑动接触面，其关闭件与阀座环的倾斜关闭面形成一渐缩楔型构造以密封止漏，阀座环被流体压力紧密的施压于关闭件上，压力愈大的话，其密封效果就愈好。由于阀座的倾斜直线式关闭面类似U字支撑件结构厚实，阀关断时须产生干涉弹性变形以止漏，相对的变形量大压力也大。阀座会因为被压迫的时间拉长而使得寿命减少，亦即阀座材料的弹性会因为使用久了而变得愈来愈差。

一般如蝶阀若阀盘轻薄会导致受压力时将产生巨大变形量，尤其是压力源来自固定环相反方向时，压迫于阀座的干涉量就会加大，将会导致阀盘厚重化或者阀座扭力加大。

在美国公告号第4,241,895号、第4,410,163号、第5,249,774号、第5,865,422号等专利中，使用的薄板式密封座密封面接触仅为线性密封，因此密封的面积小而压力大，此种密封效果差且扭力大，是其缺失。

在美国公告号第4,293,116号、第4,487,216号等专利中，其是适用于高低温及耐火的环境，但由于其结构较为复杂且高温密封面为线性密封的方式，因此密封效果差且扭力大，是其缺失。

上述的习知技术仍存有许多缺失，而有待改进。

发明内容

本发明是适用于各种如蝶阀、球阀等的阀座结构的改善，藉由透过复合式阀座的结构，以盘形弹簧的优异弹性特点来弥补阀座环材料的不足。

本发明的目的在于提供一种复合式压力密封阀座，阀座结构弹性化使得阀盘可以极轻薄，而不用担心受压变形量，仍可保持良好的密封效果。本发明的目的在使阀盘与阀座环接触干涉的密封面长度加大时，是有助于增进密封效果。

本发明的另一目的在于提供一种复合式压力密封阀座，其可适用于任何高低压环境、加工组装简单与容易维修并且可以自动弥补加工组装误差。

本发明的又一目的在于提供一种复合式压力密封阀座，可将阀座密封压力产生的开关扭力降到最低。

本发明的再一目的在于提供一种复合式压力密封阀座，使密封面长度加大与平均面压下降，以减少开关过程中的摩擦损耗，而增加使用寿命。

达到上述目的的复合式压力密封阀座，包含：一本体，形成一流道；一阀盘，配置以转动方式开启或关闭该本体的流道；一固定环，设于该流道的一外侧缘；一阀座环，藉由该固定环而固定于该流道的一内侧缘，并在该阀盘关闭该本体的流道时，该阀座环配置于该固定环与该阀盘之间；以及一盘形弹簧，设置于该阀座环与该固定环之间，适时地施予一弹力作用于该阀座环。

较佳地，该阀座环具有一第一区段与一第二区段，该固定环将该阀座环的第一区段夹持于该流道的该内侧缘，而该盘形弹簧与该阀座环的该第二区段紧密接合。

较佳地，该阀盘关闭该本体的流道时，该阀盘与该阀座环的第一区段与第二区段的中间形成一干涉变形接触面。

较佳地，该第一区段为一固定板，该固定板介于该本体与该固定环之间，该第一区段的下方具有一未接触部，该未接触部为一可挠性板。

较佳地，该阀座环具有一拱形结构，该拱形结构是作为该阀盘与该阀座环间干涉配合的支撑之用。

较佳地，该盘形弹簧与该阀座环的第二区段之间是面接合。

较佳地，该阀座环抵接该阀盘的面形成一干涉变形接触面，藉以密封且关断该本体的流道。

较佳地，该盘形弹簧施予该弹力的方向与该流道的流向实质上平行。

较佳地，进一步包含一第一法兰垫片，设于该固定环的外侧面且与该固定环相接合；以及一第二法兰垫片，设于该本体的外侧面且与该本体相接合。

较佳地，该阀座环的材质是铁弗龙，该盘形弹簧的材质是下列不锈钢编号301、6150的任一者。

附图说明

图1A是显示本发明第一实施例的复合式压力密封阀座的分解图。

图1B是显示本发明第一实施例的复合式压力密封阀座的组合图。

图1C是显示本发明第一实施例的复合式压力密封阀座的分解剖面图。

图1D是显示本发明第一实施例的复合式压力密封阀座的组合剖面图。

图1E是显示图1D矩形A的放大图。

图1F是显示图1E椭圆形B的放大图。

图1G是显示图1B的横向剖面图。

图1H是显示图1G圆形C的放大图。

图2A是显示本发明第二实施例的复合式压力密封阀座的分解图。

图2B是显示本发明第二实施例的复合式压力密封阀座的组合图。

图2C是显示本发明第二实施例的复合式压力密封阀座的分解剖面图。

图2D是显示本发明第二实施例的复合式压力密封阀座的组合剖面图。

图2E是显示图2D矩形D的放大图。

图2F是显示图2E椭圆形E的放大图。

图2G是显示图2B的横向剖面图。

图2H是显示图2G圆形F的放大图。

图3A是显示本发明第三实施例的复合式压力密封阀座的分解图。

图3B是显示本发明第三实施例的复合式压力密封阀座的组合图。

图3C是显示本发明第三实施例的复合式压力密封阀座的分解剖面图。

图3D是显示本发明第三实施例的复合式压力密封阀座的组合剖面图。

图3E是显示图3D矩形G的放大图。

图3F是显示图3E椭圆形H的放大图。

图3G是显示图3B的横向剖面图。

图3H是显示图3G圆形I的放大图。

具体实施方式

虽然本发明将参阅含有本发明较佳实施例及所附图式予以充分描述，但在此描述之前应了解熟悉本领域之人士可修改本文中所描述的发明，同时获致本发明的功效。因此，须了解以下的描述对熟悉本领域技艺之人士而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本发明。

请参阅图1A、图1B、图1C、图1D，是分别显示本发明第一实施例的复合式压力密封阀座的分解图、组合图、分解剖面图、组合剖面图，并且配合参阅图1E是显示图1D矩形A的放大图、图1F是显示图1E椭圆形B的放大图、图1G是显示图1B的横向剖面图以及图1H是显示图1G圆形C的放大图。本发明第一实施例的复合式压力密封阀座1包含：一本体2，该本体2中间具有一容置空间以形成一流道20，以供流体通过；一阀盘3，连接于该本体2且设于该本体2的左侧，该阀盘3是配置以转动方式开启或关闭该本体2的流道20，使流体在该流道20中得以流通或者被关断；一固定环5，设于该流道20的一外侧缘；一阀座环4，藉由该固定环5而固定于该流道20的一内侧缘，并在该阀盘3关闭该本体2的流道20时，该阀座环4配置于该固定环5与该阀盘3之间；以及一盘形弹簧6，设置于该阀座环4与该固定环5之间，而施予一弹力作用于该阀座环4。

值得一提的是，该阀座环4具有一第一区段41与一第二区段42，该固定环5将该阀座环4的第一区段41夹持于该流道20的该内侧缘，而该盘形弹簧6与该阀座环4的该第二区段42紧密接合。该阀盘3关闭该本体2的流道20时，该阀盘3与该阀座环4的第一区段41与第二区段42的中间形成干涉配合，亦即，该阀座环4的一曲面43紧密抵接于该阀盘3的一曲面31进而形成一干涉变形接触面，其中该干涉变形接触面可以密封且关断该本体2的流道20。该盘形弹簧6施予该弹力的方向与该流道20的流向实质上平行。较佳地，该第一区段41为一固定板，该固定板介于该本体2与该固定环5之间，该第一区段41与该干涉变形接触面之间形成一未接触部411，该未接触部411为一可挠性板。该阀座环4具有一拱形结构44，该拱形结构44是作为该阀盘3与该阀座环4间干涉配合的支撑之用。该盘形弹簧6的右侧面与该阀座环4的第二区段42相接合以形成一接触面61。该固定环5与该盘形弹簧6形成一个接触面51，该固定环5具有一止挡面52，该止挡面52用以止挡该阀座环4的位移。该阀座环4位于该拱形结构44的左侧具有一水平面45，该水平面45与该固定环5形成一接触面。

本发明复合式压力密封阀座1进一步包含一第一法兰垫片7，该第一法兰垫片7设于该固定环5的左侧面且与该固定环5相接合；以及进一步包含一第二法兰垫片8，该第二法兰垫片8设于该本体2的右侧面且与该本体2相接合。值得一提的是，该阀座环4的材质是铁弗龙。该盘形弹簧6的材质是下列不锈钢编号301、6150的任一者。

请参阅图2A、图2B、图2C、图2D，是分别显示本发明第二实施例的复合式压力密封阀座的分解图、组合图、分解剖面图、组合剖面图，并且配合参阅图2E是显示图2D矩形D的放大图、图2F是显示图2E椭圆形E的放大图、图2G是显示图2B的横向剖面图以及图2H是显示图2G圆形F的放大图。本发明第二实施例的复合式压力密封阀座11与第一实施例的复合式压力密封阀座1大致相同，唯一的不同处在于：第二实施例的复合式压力密封阀座11的阀座环14的形状结构与第一实施例的复合式压力密封阀座1的阀座环4的形状结构不相同。至于其它组件的连接方式和配置都与第一实施例大致相同，故在此将不再赘述。值得一提的是，在第二实施例中，请参阅图2E与图2F，该盘形弹簧6的下侧面与该阀座环14的第二区段142的上侧面相接合以形成一接触面62，其与第一实施例的配置方式不同，可同时比较参阅图2F与图1F，即可明了，而该盘形弹簧6的上侧面与该固定环5相接合以形成一接触面51。该阀座环14的一曲面143紧密抵接于该阀盘3的一曲面31进而形成一干涉变形接触面，藉以密封且关断该本体2的流道20。

请参阅图3A、图3B、图3C、图3D，是分别显示本发明第三实施例的复合式压力密封阀座的分解图、组合图、分解剖面图、组合剖面图，并且配合参阅图3E是显示图3D矩形G的放大图、图3F是显示图3E椭圆形H的放大图图3G是显示图3B的横向剖面图以及图3H是显示图3G圆形I的放大图。本发明第三实施例的复合式压力密封阀座21与第一实施例的复合式压力密封阀座1大致相同，唯一的不同处在于：第三实施例的复合式压力密封阀座21的阀座环24的形状结构与第一实施例的复合式压力密封阀座1的阀座环4的形状结构不相同。至于其它组件的连接方式和配置都与第一实施例大致相同，故在此将不再赘述。值得一提的是，在第三实施例中，请参阅图3E与图3F，该盘形弹簧6的右侧面与该阀座环24的第二区段242的向上延伸的一垂直段245相接合以形成一接触面63，其与第一实施例与第二实施例的配置方式皆不同，可同时比较参阅图3F、图2F与图1F，即可明了，而该盘形弹簧6的上侧面与该固定环5相接合以形成一接触面51。该阀座环24的一曲面243紧密抵接于该阀盘3的一曲面31进而形成一干涉变形接触面，藉以密封且关断该本体2的流道20。

现在以本发明第一实施例的复合式压力密封阀座1作为说明：当上游端在该固定环5侧时，流体压力会作用在该阀盘3、该盘形弹簧6、该阀座环4的第二区段42以及该拱形结构44的内外侧(内侧指的是该拱形结构44的内圆弧曲面，而外侧指的是该曲面43)，由于该阀座环4的可挠性板(即该未接触部411、1411、2411)的移动量较该阀盘3大，而其结果则是将该拱形结构44内侧的关闭面(即曲面43)与该阀盘3的关闭面(即曲面31)加压密接，同时该阀座环4、该阀盘3密封倾斜滑动面(即曲面43与曲面31)、该拱形结构44外侧(即水平面45)与该固定环5内侧滑动面(即接触面51)形成一渐缩楔型构造，以达到压力愈大密封效果就会愈好。

然而当上游端在相反方向时，流体压力直接加压在该阀盘3与该阀座环4的可挠性板(即该未接触部411、1411、2411)上同步移动，由于该可挠性板的移动量不可能较该阀盘3大，虽然该阀座环4、该阀盘3密封倾斜滑动面(即曲面43与曲面31)、该拱形结构44外侧(即水平面45)与该固定环5内侧滑动面(即接触面51)形成一反渐缩楔型构造。但因为该阀座环4的第二区段42、该盘形弹簧6与该固定环5相互接合，因此力量会由该固定环5向该盘形弹簧6、该阀座环4反推回该阀座环4的关闭面(即曲面43)及该阀盘3的关闭面(即曲面31)而加压密接。

本发明的优点在于：利用阀座环的拱形结构、阀盘与盘形弹簧组装加压以形成一干涉变形接触面，干涉变形量小并由盘形弹簧吸收掉阀盘及阀座环变形量，而维持稳定的干涉回弹量，阀关断瞬间扭力轻、操作性能稳定。密封面长、压力小，磨耗减少且延长使用寿命以及阀座结构简单适用于高低温环境下。加工组装简单，扭力小即装配的减速齿轮箱及驱动器变小，可达到产品轻薄短小、兼具环保、低成本却高效能的目标。本发明复合式压力密封阀座可以应用在开关频率极高的自动阀产品上，尤其是加装汽动驱动器的自动阀。

在详细说明本发明的较佳实施例之后，熟悉该项技术人士可清楚的了解，在不脱离下述申请专利范围与精神下可进行各种变化与改变，且本发明亦不受限于说明书中所举实施例的实施方式。

【符号说明】

1、11、21 复合式压力密封阀座

2 本体

3 阀盘

4、14、24 阀座环

5 固定环

6 盘形弹簧

7 第一法兰垫片

8 第二法兰垫片

20 流道

31、43、143、243 曲面

45 水平面

51、61、62、63接触面

52 止挡面

41、141、242 第一区段

42、142、242 第二区段

44 拱形结构

245 垂直段

411、1411、2411 未接触部

Claims (10)

1.一种复合式压力密封阀座，包含：

一本体，形成一流道；

一阀盘，配置以转动方式开启或关闭该本体的流道；

一固定环，设于该流道的一外侧缘；

一阀座环，藉由该固定环而固定于该流道的一内侧缘，并在该阀盘关闭该本体的流道时，该阀座环配置于该固定环与该阀盘之间；以及

一盘形弹簧，设置于该阀座环与该固定环之间，而施予一弹力作用于该阀座环。

2.根据权利要求1所述的复合式压力密封阀座，其中该阀座环具有一第一区段与一第二区段，该固定环将该阀座环的第一区段夹持于该流道的该内侧缘，而该盘形弹簧与该阀座环的该第二区段紧密接合。

3.根据权利要求2所述的复合式压力密封阀座，其中该阀盘关闭该本体的流道时，该阀盘与该阀座环的第一区段与第二区段的中间形成一干涉配合。

4.根据权利要求2所述的复合式压力密封阀座，其中该第一区段为一固定板，该固定板介于该本体与该固定环之间，该第一区段的下方具有一未接触部，该未接触部为一可挠性板。

5.根据权利要求2所述的复合式压力密封阀座，其中该阀座环具有一拱形结构，该拱形结构是作为该阀盘与该阀座环间干涉配合的支撑之用。

6.根据权利要求2所述的复合式压力密封阀座，其中该盘形弹簧与该阀座环的第二区段之间是面接合。

7.根据权利要求1所述的复合式压力密封阀座，其中该阀座环抵接该阀盘的面形成一干涉变形接触面，藉以密封且关断该本体的流道。

8.根据权利要求1所述的复合式压力密封阀座，其中该盘形弹簧施予该弹力的方向与该流道的流向实质上平行。

9.根据权利要求1所述的复合式压力密封阀座，进一步包含一第一法兰垫片，设于该固定环的外侧面且与该固定环相接合；以及一第二法兰垫片，设于该本体的外侧面且与该本体相接合。

10.根据权利要求1所述的复合式压力密封阀座，其中该阀座环的材质是铁弗龙，该盘形弹簧的材质是下列不锈钢编号301、6150的任一者。