CN203374928U - 两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀 - Google Patents

Abstract

两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀，是由阀体、阀盖、设在阀体内部的阀座、设在阀座上的球体、手柄组成；阀体与阀盖的连接处设有阀体密封垫，阀体与阀盖连接部位为微观锯齿环密封对接结构和槽垫结构，所述手柄与一个碟形弹簧之间设有一个压板，所述手柄通过一个阀杆与球体连接起来，并且该阀杆是贯穿阀体的侧壁，阀杆倒密封处为球形结构。本实用新型由于采用三角套密封、阀杆球楔倒密封及微观锯齿环密封对接结构，使得密封体积小，效率高，密封性能更加可靠。

Description

两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀

技术领域

本实用新型属于机械工程配件技术领域，具体涉及的是一种两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀。

背景技术

阀门是流体输送与控制的开关，凡阀门都有一个开关装置，如球阀中的球，闸阀中的闸板，截止阀中的阀瓣；阀门开关装置设置在阀体的流体通道中，有一个允许流体穿过的开通位置和一个阻止流体穿过的关闭位置，其从开到关和从关到开的运动是通过阀杆来实现的；阀杆都是在体外通过手柄或气动头或电动头操纵的；阀杆从阀体或阀盖内伸到体外，需要严格的密封，开关装置的关闭结构或通道的连接或固定也需要严格的密封。

因现有阀门结构的密封结构存在密封不理想，密封安全隐患一直是人们急需解决的问题，本案由此而生。

发明内容

本实用新型的目的是针对以上技术的不足，提供一种简单而有效的温度补偿密封结构，用作流体容纳件的紧固螺纹连接的两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀。

因考虑到密封的任务是填平补齐对接表面的凸凹不平，密封对接表面一般都是由车镗工艺加工而成的，因此，密封的任务是填平补齐车镗加工引起的表面几何误差；机械加工表面几何误差有表面粗糙度、表面波纹和表面形状误差三种；表面粗糙度是由切削刃迹构成的轮廓元宽度较窄（或波长较短）的表面微观几何误差，其轮廓元（宽度XS/高度Zt）<50；表面波纹度是加工振动所致的轮廓元宽度稍宽（或波长稍长）的表面微观几何误差，其轮廓元（宽度XS/高度Zt）=50-1000；表面形状误差是机床导轨或工件安装夹紧所致的轮廓元宽度较宽（或波长较长）表面宏观几何误差，其轮廓元（宽度XS/高度Zt）>1000；密封面宽度远小于机床导轨平行度与垂直度引起的表面形状误差波长，反映在对封面上的表面形状误差可忽略不计，工件安装夹紧所致的表面形状误差应当而且可以避免；普通车镗加工手段属稍精细的机械加工范畴，需要使用稍高的主轴转速和稍细的进给速度，振动所致的表面波纹度的波长较短，刃迹构成的粗糙度的波长更短；因此密封要填平补齐的是对接表面上较细腻的微观表面波纹度和粗糙度量级的凸凹不平。

由于常用密封材料在某个常温范围，其它材料在某个高温范围，几乎都是晶体区与非晶体区相互不停转换与共存的粘弹材料，而晶体区致材料显固相特性、有强度和刚性，非晶体区致材料显液相特性、有粘性和弹性；液相成分的流动性可导致密封垫的压力传递各向同性，无论介质作用面与密封面是平行还是垂直，都有可能将垫表面压强全数转换为密封面的密封压力；液相成分的体积不可压缩性可导致密闭压缩中的密封垫，象油缸中的液压油一样，有超强的抗压能力--只要挤出间隙足够小，就决不会被挤破；液相成分的粘性可导致密封垫应变滞后应力，或导致垫密封应力松弛或导致密封垫冷流，引起密封失效；液相成分的粘性还可导致密封垫的压力传递高度递减；固相成分的稳固性可导致密封垫的压缩应力，至多只能按泊松比和虎克定律，减半地转换成其正交方向上的延伸应力（因为常用密封材料的泊松系小于0.5），因此，有可能只能将自密封垫的表面压强，按投影转换成其它方向、按泊松比转换成正交方向的密封应力；所以，质地较软的弹性橡胶垫几乎可按液体传递压力，质地硬的垫几乎只能按固体泊松比和矢量传递压力，质地软硬中等的聚四氟乙烯垫可在屈服前在微观上按液相、宏观上按固相传递压力，可在屈服后在宏观上按液相传递压力。

密封的结构原理是，无介质压力时，结构实现初始密封所必须的最小名义应力y应当足够小，小至有介质压力时，结构的密封维持系数或抗干扰系数m（=结构的密封作用力FS/介质去密封作用力Fu）有意义，即小至有介质压力时，结构的密封性是由m决定的：m=1时，结构的密封作用力（FS）=介质密封作用力（Fu），结构处于密封与非密封临界状态，m稍大于1时，结构进行密封维持状态，m比1越大，结构维持密封的能力越强，可靠性越高；也就是说密封结构设计在于首先使其无介质压力时的y值小至有介质压力时的m有意义，然后使其m>1。

如前所述，如果使用垫而不用锯齿环对接，则由于垫比对接金属软，因此，一般都可通过承受极限工作压力的那份预紧固力实现初始密封；所以，任何密封对接结构，只要恰当应用微观锯齿环和软垫，都可按密封维持系数或抗干扰系数m（=结构的密封作用力FS/密封面上的介质去密封作用力Fu）大于1设计和考核。

基本槽垫密封结构，用作垫密封的非金属材料比对接金属表面材软，易于消除对接金属表面的原始泄漏，但却又带给对接新的泄漏--沿垫材内微隙的穿透泄漏；无论是动密封还是静密封，有效阻止介质沿密封表面通道泄漏的关键在于给垫密封面予足够接触压应力以使垫材充分填平补齐对接表面的凸凹不平，有效阻止介质沿垫材内通道泄漏的关键在于同时给垫各向予足够压应力以充分关闭垫材内微隙口，并不在乎挤压力来自对接面还是压力介质；由于力在粘性液体材料中的传递是递减的，力在弹性固体材料中的传递是纵横有别的，因此，对常温下固相和液相共存的密封垫的开放压缩不可能使垫在其各向表面同时受到相同程度的挤压而有效关闭各路泄漏通道，或者说，只有封闭压缩密封垫才有可能使垫在其各向表面同时受到相同程度的挤矸而有效同时关闭介质沿密封面的泄漏通道和介质穿透垫材的泄漏通道；加之，封闭压缩中的密封材料，就像液压缸中的液压油一样，只要挤出间足够小，就决不会被挤破，因此，可以说，最理想的垫密封结构，无论是通过安装机械力还是通过介质压力压缩，都应当是垫受封闭压缩的槽垫密封结构。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀，是由阀体、阀盖、设在阀体内部的阀座、设在阀座上的球体、手柄组成；其特征在于：阀体与阀盖的连接处设有阀体密封垫，阀体与阀盖连接部位为微观锯齿环密封对接结构和槽垫结构，所述手柄与一个碟形弹簧之间设有一个压板，所述手柄通过一个阀杆与球体连接起来，并且该阀杆是贯穿阀体的侧壁，阀杆倒密封处为球形结构。

所述阀体密封垫设置为微观锯齿环密封对接结构，由于微观锯齿环密封对接结构的初始接触为线接触，材料越硬，接触面积越逼近零，因此，可以说，无论材料多强多硬，对接结构通过线接触实现初始密封所需的作用力都象软材料一样，都可小至忽略不计；也就是说，无论材料硬还是软，只要适时应用微观锯齿环密封结构，任何对接结构为实现初始密封所需的那份力均可做到忽略不计，或无介质压力时任何对接结构实现密封所必须的最低密封应力y均可做到忽略不计。

所述阀杆与阀体侧壁连接处设有阀杆密封垫及三角套进行完全密封，所述阀杆与阀体侧壁连接处还设有防静电装置；由于三角套直接受径向压力而又高度均匀对称，因此，具有密封效率高、补偿调节灵敏，耐磨持久等特点。

所述阀杆密封垫的形状为球楔状。

所述阀座截面的基准结构为等边三角形。

本实用新型的有益效果体现在于：与现有技术相比，本实用新型由于采用三角套密封、阀杆球楔倒密封及微观锯齿环密封对接结构，使得密封体积小，效率高，密封性能更加可靠；另外手柄锁紧平台与驱动器安装平台采用螺纹连接，这将大大降低阀门的制造成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行详细的说明。

图1为本实用新型截面结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀，是由阀体1、阀盖5、设在阀体1内部的阀座3、设在阀座3上的球体2、手柄9组成；该阀体1与阀盖5的连接处设有阀体密封垫4，阀体1与阀盖5连接部位为微观锯齿环密封对接结构和槽垫结构，所述手柄9与一个碟形弹簧12之间设有一个压板10，所述手柄9通过一个阀杆6与球体2连接起来，并且该阀杆6是贯穿阀体1的侧壁，阀杆倒密封处为球形结构。

所述阀体密封垫4为微观锯齿环密封对接结构；该微观锯齿环密封对接结构可适合用作各种表面，如平面与平面，锥面与锥面或球面，球面与球面或锥面等的对接密封结构；实际上，只要在稍凸起的有对接锯齿环结构的面上，由机床导轨平行度和垂直度以及工件装夹变形所致的表面形状误差轮廓波高度，不大于切削振动所致的表面波纹度轮廓元高度和不大于切削刃迹所致的表面粗糙度轮廓元高度，那么，一切表面对接都可靠齿高稍大的微观锯齿环实现对接密封。

所述阀杆6与阀体1侧壁连接处设有阀杆密封垫7及三角套14进行完全密封，所述阀杆6与阀体1侧壁连接处还设有防静电装置8。

所述阀杆密封垫7的形状为球楔状，有效提高了密封的可靠性。

手柄9与一个螺母11连接，三角套14的上方设有密封压套13，压板10与一个定位销15连接。

所述阀座3截面的基准结构为等边三角形，阀座的任务是完成开关球体2与阀体1的斜角对接，因此，阀座3至少三个互成角度的表面：一个对开关球体的密封面、一个对阀体的密封面和一个求阀体的力平衡支承面；该等边三角截面阀座其三面相等受力和不等受力面积（因回转半径差异）正好理想地满中各面不等应力的需求，应力稍大的球密封面正好满足其对球的动密封，应力稍小的体密封面正好满足其对体的静密封，应力再稍小的支承面正好满足其在支承环上的滑动；再者，只有等边三角截面才能避免阀座出现小于60度的弱尖角；因此，如果阀座必须满足等边三角形为截面。

Claims (4)

1.两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀，是由阀体、阀盖、设在阀体内部的阀座、设在阀座上的球体、手柄组成；其特征在于：阀体与阀盖的连接处设有阀体密封垫，阀体与阀盖连接部位为微观锯齿环密封对接结构和槽垫结构，所述手柄与一个碟形弹簧之间设有一个压板，所述手柄通过一个阀杆与球体连接起来，并且该阀杆是贯穿阀体的侧壁，阀杆倒密封处为球形结构。

2.根据权利要求1所述两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀，其特征在于：阀杆与阀体侧壁连接处设有阀杆密封垫及三角套进行完全密封，所述阀杆与阀体侧壁连接处还设有防静电装置。

3.根据权利要求2所述两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀，其特征在于：阀杆密封垫的形状为球楔状。

4.根据权利要求1所述两片式内螺纹连接硬密封浮动球阀，其特征在于：阀座截面的基准结构为等边三角形。

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