CN1081768C - 阀门装置 - Google Patents

Abstract

一种阀门装置包括一个外壳(2)和一个能够转动地布置在外壳内的闭锁部件(8)，轴杆(10)被与闭锁部件(8)可转动联接，轴杆(10)经外壳(2)的导引，借助于密封部件(32)被密封。阀门装置做如下改进，即在内部优选配备衬里(20，21)。本发明推荐，给布置在轴杆(10)和外壳(2)之间的环形空腔内的第一个密封部件(32)，有选择地至少局部在与外壳(2)联接的筒体(38)的内部，添加布置第二个密封部件(42)。外壳(2)的衬里(20)至少延伸到第一个密封部件(32)，它紧贴在衬里(20)上，这时借助于一个能够在轴杆(10)的转轴(14)方向上移动的止挡套管环(48)，第一个密封部件(32)以及按照需要的第二个密封部件(42)能被预紧。

Description

阀门装置

本发明涉及一种阀门装置。

美国专利US 4930748公开了一种这样的被设计为闭锁龙头和调节龙头的阀门装置。一种被设计为龙头芯形闭锁部件，被与一根轴杆旋转固定联接，并被可转动地安装在一个外壳内，这里为了密封轴杆，在外壳盖的范围内提供了两个密封部件。第一个密封部件被支撑在外壳内部、外壳盖下面的一个垫圈上，而第二个密封部件被分配给外壳外部，并且能够在需要时从外面调整。根据作为雏鸡的闭锁部件设计，轴杆的轴向位置根据制造公差、磨损、外力或同类因素改变。借助于内部的第一个密封部件在垫圈上的支撑，实现与轴杆的轴向位置无关的，性能可靠的密封。这满足了已提高了安全和环保规则，并且为泄漏率要求的极限值被维持较长使用期。这种阀门装置被设计用于特殊的使用场合和应用领域，而且需要一笔并非微不足道的加工费。

今天首先在化学工业，带有塑料，确切地说特别是带有聚四氟乙烯，氟乙烯丙烯或全氟烷氧基衬里或涂层的配件得到使用。加工费用和成本，尤其对于用来生产外壳和轴杆塑料衬里的工具来说，是很高的。如果对现有设备提高安全要求，那么必须定期用满足这些要求的新配件更换配件。对于制造商和经营商来说，仓库管理费用在这种情况下是很高的。

德国的实用新型专利DE 89 10895U公开了一种被设计为球式龙头的阀门装置。外壳同样还有球式龙头配备了塑料涂层。在可转动地被布置在外壳内的球体上，单独成型一根轴杆，它被从外壳向外导出，并且被一个特殊的止挡外壳包围。在止挡外壳内安装了一个密封部件，它借助于一根弹簧被加荷。这个附加的止挡外壳被局部安装在阀门装置的外壳的外面，而它的另一部分朝上述外壳内部突出直到球体。关系到阀门装置的止挡外壳性能可靠的附加密封措施是必需的。此外止挡外壳也配备了塑料涂层，因此这决定了很高的加工费用。最后，止挡外壳在前面提到的弹簧的范围内，有朝外的洞口，密封部件受损时，流经阀门装置的介质经此溢出。

此外，德国的实用新型专利DE 84 31 238U公开了一种能用于重新改装的双重止挡装置，用于球式龙头。它是一般被提供有一块底板、一根管道和一块上安装板的延长体，这时在上述相对较长的管道内安装了一段主轴延长部分。管道和两块平板通过焊缝相互联接。此外，这种配置没有衬里和涂层，并且不能轻而易举在适用于在较高安全要求下的使用。

最后，德国专利说明书DE 40 16 541 C2公开了一种止挡密封垫，它在一个座中有主动和被动密封圈。被动的止挡密封圈被设计用来传递轴向力，并交替地以它的径向内表面紧贴在轴杆上，或者以它的径向外表面紧贴在用于止挡密封圈的吸收壁上。未提供衬里或涂层。

以此可出发点，本发明以下述任务为基础，对上述方式的密封配置，以少量的结构费用，作如下述意见的进一步改进，即泄漏率能够被减小到最低限度，并且满足尤其按照“TA-空气(TA-Luft)”的较高安全要求。这种阀门装置应具有较高的性能可靠性和较长的使用寿命。而且部件的互换或替代应该能够毫无问题地实现。这种阀门装置应该在传导介质的范围内部加衬里，确切地说是塑料衬里，并且能够按照对关于气密性和从内部到外部的泄漏率不同要求的需要。

针对该任务，本发明提供一种带有一个最好包括两个外壳部件的外壳，带有一个可转动地布置在外壳内的闭锁部件、带有一根与闭锁部件转动联接的并且借助于密封部件被密封地向外导引的轴杆阀门装置，其中，第一个密封部件被直接布置在轴杆和外壳之间的环形空腔内；第二个密封部件被有选择地、至少是局部地安装在一个与外壳联接的筒体内；借助于一个能够在轴杆的旋转轴的方向上移动的止挡套管环，第一个密封部件以及按照需要的第二个密封部件能够被预紧；以及外壳拥有最好由塑料制成的衬里，它至少延伸到第一个密封部件，而且第一个密封部件紧贴在衬里上。

被推荐的阀门装置以一种简单的、而且仍然具有合适功能的结构为特色。按照要求，这种阀门装置配备了单一的、或者双重的轴杆密封，双重轴杆密封使得泄漏控制或压力叠加适宜于对外部或大气已提高的密封性要求。对大气密封性的不同使用条件和要求，基本设计一致的、合适的密封系统得到应用。尤其外壳和轴杆对于两种实施形式是相同的，并且用于外壳和轴杆的、相当昂贵的衬里涂覆工具的双重部分可以取消。此外还有独特的优点，即已完成安装的阀门装置事后还能够在用户那里被改装。具有双重密封系统的实施形式，在它的结构高度方面与具有单一密封系统的实施形式相比，仅仅有微小的增加。传动装配和同类物的结合尺寸保持不变，所以互相协调的装配零件，如桥和联轴器以及操纵机构，如手柄和同类物，对于两种实施形式都得到应用。除此之外，操作和同类物的调整一样，对于两种实施方式来说是相同的。

在一种特殊的布置中，闭锁部件和轴杆各自被设计为单独的构件，它们借助于联接中介被旋转固定地互相联接。闭锁部件被完整地装备了衬里或涂层，同样还有轴杆，这里的联接中介也适宜于被装备衬里或涂层。在另一种布置中，给轴杆配置了延长体，这里通过这个延长体，借助于一个操作部件，尤其是采用手柄的形式，在轴杆上并且最后在闭锁部件上进行旋转运动。

单一或双重密封部件被直接布置在外壳，准确地说在筒体内，而且它们的径向外表面直接紧贴在外壳或筒体的衬里上。筒体衬里的内径以与用于密封部件的外壳孔洞衬里的内径相同大小为宜。

按照本发明的阀门装置，后面将借助于一个球式龙头详细解释，然而不会出现对本发明的限制。所以这种阀门装置可以被设计为带有锥形龙头芯的龙头，被设计为旋转锥形阀或带有折动圆盘的罩阀或其它。对于阀门装置的所有实施形式来说，关键在于密封系统有选择地对不同要求得到应用，同样剩下的构件，确定地说首先是带塑料衬里的外壳以及带塑料外壳的轴杆，相应得到应用。

接下来借助于一个在附图中表现的特殊实施例详细解释本发明。图示为：

图1是带有双重轴杆密封的球式龙头的轴向剖面；

图2是在按照图1的视线方向II上，球式龙头的局部剖面与局部轴向视图；

图3是放大按照图1的球式龙头轴杆范围；

图4是球式龙头的俯视图；

图5是按照图1，仅有单一轴杆密封的球式龙头的实施形式；

图6是按照图5的球式龙头在视线方向IV上的局部剖面和局部轴向视图。

在图1中表示的球式龙头具有一个被分开的外壳，还有两个外壳部件2和4，它们借助于螺钉6被互相联接。轴杆10被与闭锁部件8转动固定联接，按照附图，闭锁部件有在上方的一个凹槽9，并在这里被设计为球体。轴杆10拥有一个在凹槽内咬合的凸出部11，它被设计得与凹槽9相一致。凹槽9和凸出部11这样就组成了用于传递扭矩的联接手段。凹槽9宜于被设计为狭槽，轴杆的优选平板状凸出部11嵌入槽中。借助于一根与轴杆10旋转固定联接手柄12，能够把后面为简便起见用球体来标注的闭锁部件8，移动到要求的、相对于轴杆10的旋转轴14的转动位置上。还可以在本专利的范围内提供另一种操纵机构，代替手柄12，这里，这里仅示范性地指明电传动和气压传动，或者用于人工操作的手轮。

外壳部件2，4各有一个凸缘16和18用于连接在一根这里没有继续表示的导管上。外壳部件2和4在内部，同样在凸缘16、18的区域内，也就是说在介质被引导区域内，配备衬里20、21，它尤其由塑料，如聚四氟乙烯(PTFE)、氟乙烯丙烯(FEP)或全氟烷氧基(PFA)组成。此外，闭锁部件8配备相应的涂层22。最后，轴杆10也具有这种涂层24。因此，被推荐的阀门装置宜采用被涂覆衬里或涂层的实施形式，所以即使在高温和高压下，对于腐蚀性和侵蚀性流体介质来说，这种阀门装置仍符合安全要求。为了在闭锁部件，准确地说在球体8和外壳部件2，4之间密封，用已公开的方式提供密封环26，28。

轴杆10被插在第一个外壳部件2的空腔或孔30内，孔30也配备了衬里20。在凹槽或孔30内提供了第一个密封部件32，它紧贴在轴杆10，准确地说是轴杆10的涂层24上。借助于这个第一密封部件32，在轴杆导管的区域内向外实现简单的、根本性密封。第一密封部件32宜被设计为一个标准密封垫，尤其是作为聚四氟乙烯密封垫。第一个密封部件32位于第一个外壳部件2的连接管34的内部，确定地说是在一个被放大的环形空腔内，它存在于轴杆10的中间圆柱部分和连接管34之间。密封部件32径向外侧直接紧贴在外壳2的凹槽或孔30以及连接管34的衬里20上。上述环形空腔在朝闭锁部件8的方向上终止于台阶36，第一个密封部件32即支撑于此。

在连接管34的轴向端面上连接了筒体38，它的内表面同样与连接管34的内表面一样，配备一层衬里40。衬里40在它的轴向长度和/或筒体38的全部长度范围内，宜具有一致的内径41。内径41基本与连接管34衬里20的内径相同。在筒体38的内表面之间，准备地说在它的内部衬里之间，在环形空腔内布置了第二个密封部件42。第二个密封部件42径向外侧直接紧贴在内部衬里40内表面上，而另一方面在径向内侧紧贴在轴杆10上，准确地说在轴杆10的涂层24上。

连接管34的端面和筒体38的沿轴向位于对面的贴合面，具有同轴的、互相对应的台阶或环形槽44、46，以致筒体38被与转动轴14同轴固定。借助于被布置在筒体38区域内的第二个密封部件42与第一个密封部件32组合产生符合被改善和提高了的安全条件的轴杆10的密封。借助于从外侧附属于第二密封部件的套筒48。便于实现两个在作用方向上一个接一个地被相接的密封部件32，42的共同压紧和预张，在密封件32和42之间，在轴向上优选提供环49。为了预定和限制手柄12的转动，提供一个止动装置50，它被固定在筒体38上。筒体38拥有一个用于止动装置50的台阶52，它的设计与连接管34的台阶44相一致。

与连接管34轴向连通并延长了连接管的筒体38，此外还有一个侧孔54，它能够借助于螺钉56在外侧紧密地关闭。孔54向内首先通向在两个密封部件32，34之间的环49的区域内，使得密封功能的控制或检验成为可能。只要确定，在中间空隙，也就是沿压力方向在第一个密封部件32后面有升高的压力或有介质，就要等候采取纠正措施。借助于第二个密封部件42将保证，同样在这种情况下，考虑到已被提高的安全条件，阻止流动介质溢流到外部。

图2以局部轴向视图和局部剖面的形式展示了带有筒体38和套管48的球式龙头，48被设计为止挡套管环，用于在两个密封部件32和42上产生轴向预应力。借助于螺栓58，套管或止挡套管环48被固定在第一个外壳部件2的连接管34内。螺杆58有一个被优先设计为六角形的止动装置60，它一方面使得螺钉56拧入连接管34成为可能，另一方面保证了筒体38与外壳部件2有关的已经阐明的固定。螺杆58的上侧端头穿过止挡套管环48的孔，因此它借助于可调螺母62在转动轴14的方向上能够调整。止挡套管环48用一个微小的环形间隙包围轴杆10的延长部分64。在这个环形间隙中，优选布置一个内部套管，这还要在后面进行解释。延长部分64有一个从止挡套管环48的上方突出来的凸缘66，它被特别设计为四角形，并被设计用于与前述的手柄或操纵机构旋转固定联接。凸缘66与优选配备了四角形68的凸缘相一致，凸缘68嵌入在延长体的一个相一致的凹槽70中。因此，通过延长体64，借助于操纵机构或手柄导入的旋转运动被传递给轴杆10，并因此被传递给闭锁部件。

闭锁部件8的凹槽9，以及相一致地设计的、并且嵌入到凹槽9内的轴杆10的附加部分11，很容易被辨认出来。缝状凹槽9与流出孔71的轴交叉地延伸。流出孔71的轴线，按照附图垂直于绘图平面，被垂直于缝状凹槽9以及板状凸出部分11地布置。极宽，准确地说是凸出部分11的宽度同样还有凹槽9的宽度大于轴杆10的直径。要强调坚持的是，带有凸出部分11的轴杆10配备有涂层24。该涂层特别适宜于在径向上至少被向外延伸到这样的程度，即第二个密封部42也紧贴在涂层24上。因此可靠而持久地避免了轴杆外表面的损坏，而且另一方面也适宜于把第二个密封部件42的磨损减少到最小。

如果取代直到现在解释的闭锁部件和轴杆的两部分式设计，它们也可以被设计为一个整体。在一体化设计时，延长体64具有完全独特的意义，目的是下面借助于图5和6解释的实施形式，仅用一个单独的密封部件就能够实现。轴杆具有对于两种实施形式一致的长度。但同样对于到现在解释的闭锁部件和轴杆的两部分设计，轴杆10的一致的设计和预定长度具有特别的意义，尤其因为仅需要一个单独的工具用于在轴杆10上制备和布置涂层24。另一方面在本发明的范围内还有采用两种不同长度轴杆的构造。较长的轴杆在这种情况下具有按照图2的轴杆和延长体的总长度。对于仅采用一个密封部件的实施形式则相反仅有按照图2的短轴杆得到应用。

图3放大展示了阀门装置的上半部分，它位于轴杆10、延长体64和手柄12局部的区域内。圆盘，准确地说是附加部分11的厚度宜小于圆柱形轴杆10的直径。图中未绘的闭锁部件的相一致的凹槽也具有小于轴杆直径的厚度。在上面已提到的位于延长体64和套管48之间的环形间隙内，有一个内套管72。该套管72宜用于延长体64的径向导引，这样就避免了在轴杆10和/或图中未绘的闭锁部件上的非期望作用力。内套管72在其他专利的范围内用作套管48的衬里。内套管72此外还有一个扩大部分73，它紧贴在第二密封部件42上。通过这个扩大部分73，轴向调整力准确地说是预应力被从止挡套管环48传递到密封部件42和32。图中很好识别，轴杆涂层24在径向上延伸到第二个密封部件42的区域内。涂层24终止于轴杆10的环形槽77。环形槽77的外径优选基本上与涂层24的外径相同大小。如图所示，第二个密封部件42部分紧贴在涂层24上，还有部分在环形槽77上，这里的密封部件42在轴向上全部范围具有相同的直径。

最后，涂层24具有一个径向凸缘78，它的外径比位于已解释过的密封部件32和42区域内的涂层外径，大一个规定值。凸缘78的按照附图的上表面紧贴在外壳2的衬里20或它的台阶36上。为了特别宜于保证轴杆10的凸缘64的轴向保护，在凸缘78的内部，按照需要轴杆10可以同样有一个凸缘。由于涂层24的凸缘78同衬里20一样优选由塑料组成，磨损被减少到最小。

延长体64有一个中心孔74，螺钉76经此穿入，底端被拧入到轴杆10，准确地说是它的轴颈68的内螺纹中。借助于这个螺钉76，手柄12以及延长体64与轴杆10的旋转固定联接得以实现。如已解释过的，借助于套管48的轴向调整，两个在作用方向上串接的密封部件32和42的预应力被按定义预定。

图4展示了带有两个外壳部件2，4和筒体38的球式龙头的俯视图，筒体38通过两个螺钉58与外壳部件2的连接管联接。止挡难套管环48借助于螺母62被调整用于预置已解过的密封部件的预应力。手柄12拥有两个与止动装置50相一致的凸出部79，80，因此能够在箭头82的方向内转动，这时球体8被从图1中所示的敞开位置，转动到闭锁位置。

图5和6展示了一种球式龙头的实施形式，它符合按照图1和2的球式龙头。外壳部件2，4，同样还有轴杆10被设计得与前面解释的实施形式相同，第一个密封部件32同样在外壳部件2的连接管34内。可以看出在图5中，两个外壳部件2，4与图1相比，被绘制在位于旋转轴14转动180°的位置上。手柄12在这种实施形式中，被与轴杆10直接联接，这里曾解释过的延长体、筒体和第二个密封部件被取消。套管，准确地说是止挡套管环48又与在第一种实施形式时相同，然而被与外壳直接联接。环形槽77在这种构造中，局部突出到止挡套管环内。另一方面，涂层24同样从内部延伸到止挡套管环内。所以保证了轴杆10性能可靠的径向导引。

两个外壳部件2，4的衬里20，21的制做，同样使用与用于第一种实施形式的两个外壳部件的相同工具得以进行。止动装置54在连接管34的台阶44上被限定在它的转动位置内，这里的台阶44被设计和布置得与借助于图1解释的，并用于图1中提供的筒体的台阶相同。借助于图5和6解释的实施形式拥有采用第一个密封部件32的形式的单独的轴密封，当然基本组成部分，例如尤其是外壳部件2、4、轴杆10、此外还有第一个密封部件32、止挡套管环48、止动装置50以及手柄12，被设计得与第一种实施形式相一致。

                               标准图注

2，4        外壳部件

6           螺钉

8           闭锁部球体

9           凹槽

10          轴杆

11          附加部分

12          手柄

14          旋转轴

16，18      凸缘

20，21      2，4的衬里

22          8的涂层

24          10的涂层

26，28      密封环

30          孔

32          第一个密封部件

34          2的连接管

36          台阶

38          筒体

40          38的衬里

41          40的内径

42          第二个密封部件

44，46      台阶/环形槽

48        套筒/止挡套管环

49        环

50        止动装置

52        38的台阶

54        38内的孔

56        螺钉

58        螺栓

60        止动装置

62        螺母

64        延长体

66        凸缘/64的四角形

68        凸缘/10的四角形

70        64内的凹槽

71        流出孔

72        内部套筒

74        48内的中心孔

76        螺钉

77        环形槽

78        凸缘

79，80    凸出部

82        箭头

Claims (10)

1.带有一个最好包括两个外壳部件(2，4)的外壳，带有一个可转动地布置在外壳内的闭锁部件(8)、带有一根与闭锁部件转动联接的并且借助于密封部件(32)被密封地向外导引的轴杆阀门装置，其特征在于，第一个密封部件(32)被直接布置在轴杆(10)和外壳之间的环形空腔内；第二个密封部件(42)被有选择地、至少是局部地安装在一个与外壳(2)联接的筒体(38)内；借助于一个能够在轴杆(10)的旋转轴(14)的方向上移动的止挡套管环(48)，第一个密封部件(32)以及按照需要的第二个密封部件(42)能够被预紧；以及外壳(2，4)拥有最好由塑料制成的衬里(20)，它至少延伸到第一个密封部件(32)，而且第一个密封部件紧贴在衬里上。

2.如权利要求1所述的阀门装置，其特征在于，筒体(38)至少在第二个密封部件(42)的区域内有特别由塑料制成的衬里(40)，而且/或者筒体(38)的衬里(40)的内径(41)至少接近于与在外壳(2)的孔(30)内的衬里(20)的内径。

3.如权利要求1和2所述的阀门装置，其特征在于，延长体(64)能够与轴杆(10)旋转固定地联接在一起，通过延长体，旋转运动能够施加到轴杆(10)，并且因此加到闭锁部件(8)。

4.如权利要求1至3之一所述的阀门装置，其特征在于，轴杆(10)拥有特别由塑料制成的涂层(24)，涂层在旋转轴(14)的方向内，连续地以外壳内部延伸到第二个密封部件(42)。

5.尤其如权利要求1至4之一所述的阀门装置，其特征在于，筒体(38)在闭锁部件(8)的旋转轴(14)的方向上，被轴向朝外地连接安装在外壳(2)的连接管(34)上，而且/或者筒体(38)的衬里(40)被轴向连接到布置在外壳(2)连接管(34)内部的衬里(20)上。

6.如权利要求1至5之一所述的阀门装置，其特征在于，筒体(38)有孔(54)，孔沿径向在内部终止于两个密封部件(32，42)之间的区域内，孔从外部优先借助于一个螺钉(56)紧密地锁闭，而且/或者筒体(38)的衬里(40)在整个长度范围内拥有并不十分恒定内径(41)。

7.如权利要求3至6之一所述的阀门装置，其特征在于，延长体(64)有一个凹槽(70)，轴杆(10)的一个设计一致的凸缘(68)嵌接在凹槽内，而且延长体(64)在上端，特别为了与手柄(12)旋转固定联接，有另一个凸缘(66)，它按照轴杆(10)的凸缘(68)设计。

8.如权利要求1至7之一所述的阀门装置，其特征在于，两个密封部件(32，42)被设计得至少接近于一致，并且/或者被设计为密封垫，尤其是设计为聚四氟乙烯密封垫。

9.如权利要求1至8之一所述的阀门装置，其特征在于，它在第一种实施形式中具有单独的轴杆密封，包括第一个密封部件(32)，在第二种实施形式中具有双重的轴杆密封，包括第一个密封部件(32)和第二个密封部件(42)。

10.如权利要求1至9之一所述的阀门装置，其特征在于，第一个密封部件(32)被直接布置在外壳(2)，准确地说是在它的连接管(34)的内部，第二个密封部件(42)被布置在筒体(38)的内部，并且/或者环(49)被轴向布置在第一个密封部件(32)和第二个密封部件(42)之间。

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