CN109249341A - 一种环形弹性结构的装配工装、装配方法及球阀 - Google Patents

一种环形弹性结构的装配工装、装配方法及球阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环形结构装配技术领域，具体涉及一种环形弹性结构的装配工装，包括：与待装配件适配的锥台状工件，所述锥台状工件具有沿轴向从远离所述待装配件的第一端向靠近所述待装配件的第二端直径逐渐增大的锥面；滑动工件，具有与所述锥台状工件的锥面适配的腔体，以在外力作用下将置于所述锥台状工件的第一端的环形弹性结构沿所述锥面推动至所述待装配件的预定位置；施力工件，具有在外力作用下沿所述待装配件的外侧壁滑动以对所述外侧壁上的环形弹性结构施加与其变形方向相反的作用力的施力面，本发明还包括一种环形弹性结构的装配方法及球阀，本发明解决了现有技术中环形弹性安装困难，装配效率低的缺陷。

Description

一种环形弹性结构的装配工装、装配方法及球阀
技术领域
本发明涉及环形结构装配技术领域，具体涉及一种环形弹性结构的装配工装、装配方法及球阀。
背景技术
O形圈作为密封件，广泛应用于阀门行业。但由于橡胶材料自身的耐腐性及温度使用限制，部分行业的阀门无法使用O形圈作为密封件。近年来，泛塞圈作为O形圈的其中一种替代方案，已经越来越广泛的应用于阀门行业。泛塞圈是一种U型铁氟龙内装特殊弹簧的高性能密封件，由适当的弹簧力加上系统流体压力，将密封唇(面)顶出而轻轻压住被密封的金属面以生成非常优异的密封效果。
如图1所示，O形圈结构的球阀，由于O形圈作为橡胶制品，拉伸性能优越，拉伸后可以直接放到阀座的沟槽内，只要保证静压面与密封面之间有足够的面积差，就可以获得足够大的泄压力，以克服弹簧力，实现阀门的中腔自泄压。但是泛塞圈夹套一般为PTFE类的塑料制品，拉伸性能相比O形圈要差很多，且拉伸后短期不能恢复到原来的尺寸。由于以上原因，目前阀门内使用泛塞圈作为密封件一般是将泛塞圈装到开放的位置(如图2所示)，这种结构可以实现密封，但不能实现中腔自泄压，因此限制了泛塞圈在阀门内的进一步使用。若将泛塞圈装在封闭的沟槽内，即可实现泛塞圈结构阀门的自泄压，但是，由于泛塞圈内设有金属弹簧，在安装时，很容易破坏泛塞圈内的金属弹簧，导致失效，同时泛塞圈在安装后的恢复时间长，影响装配效率，因此如何将泛塞圈与阀门快速有效安装成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中泛塞圈安装困难，装配效率低的缺陷，从而提供一种便于泛塞圈安装，且装配效率高的环形弹性结构的装配工装、装配方法及球阀。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种环形弹性结构的装配工装，包括：
与待装配件适配的锥台状工件，所述锥台状工件具有沿轴向从远离所述待装配件的第一端向靠近所述待装配件的第二端直径逐渐增大的锥面；
滑动工件，具有与所述锥台状工件的锥面适配的腔体，以在外力作用下将置于所述锥台状工件的第一端的环形弹性结构沿所述锥面推动至所述待装配件的预定位置；
施力工件，具有在外力作用下沿所述待装配件的外侧壁滑动以对所述外侧壁上的环形弹性结构施加与其变形方向相反的作用力的施力面。
进一步，所述锥台状工件的第二端成型有一直径小于所述第二端直径的凸台，所述凸台插入所述待装配件中固定。
进一步，所述滑动工件的外侧壁上沿轴向成型有若干通槽，以使所述滑动工件具有沿径向的弹力。
进一步，所述施力工件具有一凸台状腔体和一柱状腔体，所述施力面包括成型在所述凸台状腔体的内壁上的斜面和成型在所述柱状腔体的内壁上的平面。
进一步，所述斜面与所述施力工件的轴线之间的距离由远离所述待装配件的一端到靠近所述待装配件的另一端逐渐增大。
还提供了一种利用上述装配工装装配环形弹性结构的方法，包括以下步骤：将锥台状工件与待装配件安装，将环形弹性结构套设在所述锥台状工件的远离所述待装配件的第一端；将滑动工件的腔体安装在所述锥台状工件的第一端上，并朝向第二端推动所述环形弹性结构直至到达所述待装配件的预定位置；拆除所述锥台状工件和所述滑动工件后，将施力工件安装在所述待装配件的端部，并向远离所述端部的方向滑动，对所述环形弹性结构施加与其变形方向相反的作用力直至恢复至初始状态，拆除所述施力工件，完成装配。
进一步，将所述锥台状工件与所述待装配件安装的具体方法为：将所述锥台状工件的第二端成型的凸台插入所述待装配件的槽体中。
进一步，所述施力工件沿所述待装配件的外侧壁滑动直至内壁的平面与所述环形弹性结构的表面完全接触。
还提供了一种利用上述方法装配的球阀密封结构，包括：设于球体和阀盖之间的阀座，所述阀座具有与所述球体和所述阀盖分别接触的密封面和静压面，在所述阀座靠近所述静压面的凹槽中设有泛塞圈，所述密封面和所述静压面之间的面积差满足克服球阀中的弹簧力，以实现中腔的自泄压的要求。
还提供了一种球阀，包括所述的球阀密封结构。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的环形弹性结构的装配工装，待装配件与适配的锥台状工件安装，锥台状工件远离待装配件的一端为第一端，锥台状工件插入待装配件内的一端为第二端，锥台状工件的直径从第二端至第一端逐渐增大，以在锥台状工件的外壁上形成一个锥面，在滑动工件的内部设有包含锥台状工件的腔体，利用滑动工件将安装在锥台状工件的第一端的环形弹性结构沿锥面推动至待装配件上的预定位置，在施力工件的外侧壁上设有对环形弹性结构施加与其变形方向相反的作用力的施力面，使得环形弹性结构在安装到待装配件的预定位置后能够及时恢复至初始状态，相对于现有技术，此装配工装，结构简单，可以有效的提高环形弹性结构的安装效率，并且不会破坏弹性结构本身弹性。
2.本发明提供的环形弹性结构的装配工装，所述锥台状工件的第二端成型有一直径小于所述第二端直径的凸台，所述凸台插入所述待装配件中固定。在锥台状工件的第二端成型设置有凸台，即凸台插入待装配件中，目的是使待装配件与锥台状工件紧密配合。
3.本发明提供的环形弹性结构的装配工装，所述滑动工件的外侧壁上沿轴向成型有若干通槽，以使所述滑动工件具有沿径向的弹力。在滑动工件的外侧壁上成型有若干通槽，通槽贯穿滑动工件的外侧壁，通槽增加了滑动工件在径向方向的弹力，有效的避免了滑动工件向待装配件运动过程中出现开裂的情况，造成滑动工件的损坏。
4.本发明还提供利用上述方法装配的球阀密封结构，阀座设置在球体与阀盖之间，在阀座与阀盖之间还设有弹簧，阀座与阀盖的接触面为静压面，在阀座与球体之间还设有密封环，阀座与球体之间的接触面为密封面，只要密封面与静压面之间按照预定的面积差设置，就能克服球阀中的弹簧力，从而实现球阀中腔的自泄压的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中O形圈结构的球阀的结构示意图；
图2为现有技术将泛塞圈安装到开放位置的结构示意图；
图3为本发明的环形弹性结构的装配工装的示意图；
图4为本发明阀座与锥台状工件的安装示意图；
图5为图4安装环向弹性结构的示意图；
图6为图5安装滑动工件的示意图；
图7为图6滑动工件将环向弹性结构推至阀座的示意图；
图8为本发明阀座与施力工件的安装示意图；
图9为本发明提供的球阀密封结构的结构示意图。
附图标记说明：
1-阀盖；2-泛塞圈；3-阀座；4-密封环；5-球体；6-槽体；7-锥台状工件；8-滑动工件；9-通槽；10-施力工件；11-O型圈；12-弹簧；13-静压面；14-密封面。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图3所示的环形弹性结构的装配工装的一种具体实施方式，包括：与待装配件适配的锥台状工件7，所述锥台状工件7具有沿轴向从远离所述待装配件的第一端向靠近所述待装配件的第二端直径逐渐增大的锥面；滑动工件8，具有与所述锥台状工件7的锥面适配的腔体81，以在外力作用下将置于所述锥台状工件7的第一端的环形弹性结构沿所述锥面推动至所述待装配件的预定位置；施力工件10，具有在外力作用下沿所述待装配件的外侧壁滑动以对所述外侧壁上的环形弹性结构施加与其变形方向相反的作用力的施力面。
上述环形弹性结构的装配工装，待装配件与适配的锥台状工件7安装，锥台状工件7远离待装配件的一端为第一端，锥台状工件7插入待装配件内的一端为第二端，锥台状工件7的直径从第二端至第一端逐渐增大，以在锥台状工件7的外壁上形成一个锥面，在滑动工件8的内部设有包含锥台状工件7的腔体81，利用滑动工件8将安装在锥台状工件7的第一端的环形弹性结构沿锥面推动至待装配件上的预定位置，在本实施例中，环形弹性结构为泛塞圈2，在施力工件10的外侧壁上设有对泛塞圈2施加与其变形方向相反的作用力的施力面，使得泛塞圈在安装到待装配件的预定位置后能够及时恢复至初始状态，相对于现有技术，此装配工装，结构简单，可以有效的提高环形弹性结构的安装效率，并且不会破坏弹性结构本身弹性。
所述锥台状工件7的第二端成型有一直径小于所述第二端直径的凸台71，所述凸台71插入所述待装配件中固定。在锥台状工件7的第二端成型设置有凸台71，即凸台71插入待装配件中，目的是使待装配件与锥台状工件7紧密配合。
所述滑动工件10的外侧壁上沿轴向成型有若干通槽9，以使所述滑动工件8具有沿径向的弹力。在滑动工件10的外侧壁上成型有若干通槽9，通槽9贯穿滑动工件10的外侧壁，且沿外侧壁均匀分布，即将外侧壁分隔为多个弧形件拼装成的筒体结构，通槽9增加了滑动工件8在径向方向的弹力，有效的避免了滑动工件10向待装配件运动过程中出现开裂的情况，造成滑动工件10的损坏。
所述施力工件10具有一凸台状腔体101和一柱状腔体102，所述施力面包括成型在所述凸台状腔体101的内壁上的斜面和成型在所述柱状腔体102的内壁上的平面。作为一种具体的实施方式，所述斜面与所述施力工件10的轴线之间的距离由远离所述待装配件的一端到靠近所述待装配件的另一端逐渐增大。施力工件10分为两部分，包括一个凸台状腔体101和一个柱状腔体102，同时，施力面包括成型在凸台状腔体101的内壁上的斜面和成型在柱状腔体102的内壁上的平面，斜面与施力工件10的轴线之间的距离由远离所述待装配件的一端到靠近所述待装配件的另一端逐渐增大，凸台状腔体101的内壁上的斜面起到了导向的作用，便于施力工件10与待装配件连接，在施力工件10沿待装配件滑动的过程中，最终使得成型在柱状腔体102的内壁上的平面直接对安装在待装配件上的环形弹性结构施力，使环形弹性结构快速恢复至初始状态。
如图4-8所示，本发明还提供了利用上述装配工装装配环形弹性结构的方法，包括以下步骤：将所述锥台状工件7的第二端成型的凸台71插入所述待装配件的槽体6中，将环形弹性结构套设在所述锥台状工件7的远离所述待装配件的第一端；将滑动工件8的腔体81安装在所述锥台状工件7的第一端上，并朝向第二端推动所述环形弹性结构直至到达所述待装配件的预定位置；拆除所述锥台状工件7和所述滑动工件8后，将施力工件10安装在所述待装配件的端部，并向远离所述端部的方向滑动直至待装配件内壁的平面与所述环形弹性结构的表面完全接触，对所述环形弹性结构施加与其变形方向相反的作用力直至恢复至初始状态，拆除所述施力工件10，完成装配。
具体方法为：如图4所示，首先将锥台状工件7的第二端与阀座3安装，将锥台状工件7的第二端成型设置有凸台71插入阀座3的槽体6中，使阀座3与锥台状工件7紧密安装。如图5所示，然后将泛塞圈2套设在所述锥台状工件7的第一端。如图6所示，将滑动工件8的腔体81安装在锥台状工件7的第一端上，并朝向锥台状工件7的第二端推动泛塞圈2直至到达阀座3的凹槽中。如图7所示，然后拆除锥台状工件7和滑动工件8，如图8所示，将施力工件10安装在阀座3的端部，并向远离阀座3的端部方向滑动，直至施力工件10内壁的平面与泛塞圈2的外表面完全接触，使得泛塞圈2全部进入到阀座3的凹槽中，且同时对泛塞圈2施加与其变形方向相反的作用力，直至泛塞圈2恢复至初始状态，拆除施力工件10，完成泛塞圈2与阀座3的整个装配过程。
如图9所示，本发明还提供了一种利用上述方法装配的球阀密封结构，包括：设于球体5和阀盖1之间的阀座3，所述阀座3具有与所述球体5和所述阀盖1分别接触的密封面14和静压面13，在所述阀座3靠近所述静压面13的凹槽中设有泛塞圈2，所述密封面14和所述静压面13之间的面积差满足克服球阀中的弹簧力，以实现中腔的自泄压的要求。阀座3设置在球体5与阀盖1之间，在阀座3与阀盖1之间还设有弹簧12，阀座3与阀盖1的接触面为静压面13，在阀座3与球体5之间还设有密封环4，阀座3与球体5之间的接触面为密封面14，只要密封面14与静压面13之间按照预定的面积差设置，就能克服球阀中的弹簧力，从而实现球阀中腔的自泄压的要求。
本发明还提供了一种球阀，包括所述的球阀密封结构。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种环形弹性结构的装配工装，其特征在于，包括：
与待装配件适配的锥台状工件(7)，所述锥台状工件(7)具有沿轴向从远离所述待装配件的第一端向靠近所述待装配件的第二端直径逐渐增大的锥面；
滑动工件(8)，具有与所述锥台状工件(7)的锥面适配的腔体(81)，以在外力作用下将置于所述锥台状工件(7)的第一端的环形弹性结构沿所述锥面推动至所述待装配件的预定位置；
施力工件(10)，具有在外力作用下沿所述待装配件的外侧壁滑动以对所述外侧壁上的环形弹性结构施加与其变形方向相反的作用力的施力面。
2.根据权利要求1所述的环形弹性结构的装配工装，其特征在于，所述锥台状工件(7)的第二端成型有一直径小于所述第二端直径的凸台(71)，所述凸台(71)插入所述待装配件中固定。
3.根据权利要求1或2所述的环形弹性结构的装配工装，其特征在于，所述滑动工件(10)的外侧壁上沿轴向成型有若干通槽(9)，以使所述滑动工件(8)具有沿径向的弹力。
4.根据权利要求1或2所述的环形弹性结构的装配工装，其特征在于，所述施力工件(10)具有一凸台状腔体(101)和一柱状腔体(102)，所述施力面包括成型在所述凸台状腔体(101)的内壁上的斜面和成型在所述柱状腔体(102)的内壁上的平面。
5.根据权利要求4所述的环形弹性结构的装配工装，其特征在于，所述斜面与所述施力工件(10)的轴线之间的距离由远离所述待装配件的一端到靠近所述待装配件的另一端逐渐增大。
6.一种利用权利要求1-5任一项的装配工装装配环形弹性结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将锥台状工件(7)与待装配件安装，将环形弹性结构套设在所述锥台状工件(7)的远离所述待装配件的第一端；将滑动工件(8)的腔体(81)安装在所述锥台状工件(7)的第一端上，并朝向第二端推动所述环形弹性结构直至到达所述待装配件的预定位置；拆除所述锥台状工件(7)和所述滑动工件(8)后，将施力工件(10)安装在所述待装配件的端部，并向远离所述端部的方向滑动，对所述环形弹性结构施加与其变形方向相反的作用力直至恢复至初始状态，拆除所述施力工件(10)，完成装配。
7.根据权利要求6所述的装配环形弹性结构的方法，其特征在于，将所述锥台状工件(7)与所述待装配件安装的具体方法为：将所述锥台状工件(7)的第二端成型的凸台(71)插入所述待装配件的槽体(6)中。
8.根据权利要求6所述的装配环形弹性结构的方法，其特征在于，所述施力工件(10)沿所述待装配件的外侧壁滑动直至内壁的平面与所述环形弹性结构的表面完全接触。
9.一种利用权利要求6-8任一项的方法装配的球阀密封结构，其特征在于，包括：设于球体(5)和阀盖(1)之间的阀座(3)，所述阀座(3)具有与所述球体(5)和所述阀盖(1)分别接触的密封面(14)和静压面(13)，在所述阀座(3)靠近所述静压面(13)的凹槽中设有泛塞圈(2)，所述密封面(14)和所述静压面(13)之间的面积差满足克服球阀中的弹簧力，以实现中腔的自泄压的要求。
10.一种球阀，其特征在于，包括权利要求9所述的球阀密封结构。
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