CN218207869U - 阀瓣及应用其的阀门 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种阀瓣及应用其的阀门,阀瓣包括阀瓣本体、密封垫和密封垫保持件,密封垫通过密封垫保持件与阀瓣本体连接,密封垫保持件和阀瓣本体密闭连接;密封垫至少部分与密封垫保持件接触,并且接触的表面包括环形轮廓,密封垫受密封垫保持件的挤压,在环形轮廓处至少发生在第一方向上的压缩变形,第一方向是环形轮廓的径向,并且远离密封垫保持件的一侧;密封垫设有朝向第一方向相反方向的环状凸缘,密封垫保持件与环状凸缘抵接,以至少限制环状凸缘沿第二方向相反方向的移动,第二方向是环形轮廓所在平面的法向,并且靠近阀瓣本体的一侧,密封垫保持件将密封垫固定在阀瓣本体上,产生的局部压缩提高了阀瓣整体的密封性。
Description
技术领域
本实用新型涉及阀门相关领域,特别涉及一种阀瓣及应用其的阀门。
背景技术
目前随着流体技术的发展,无论是在工业、医学还是民用领域,各类流体的应用越来越广泛,例如在半导体制造过程中所需要的部分流体有一定的腐蚀性或毒性,在部分工业制造领域会使用10MPa甚至更高的高压流体,因此对于流体管路或流体容器的密封性有很高的要求,尤其是对于阀门或其他需要对流体的通断、开度进行控制的装置,其密封性的好坏会对整个流体管路或流体容器产生非常大的影响。
以阀门为例,现有的阀门通常包括阀体和设置在阀体内的阀瓣,阀瓣相对于阀体运动以实现阀门的通断。为了保证阀门能够有效地切断流体通路,阀瓣上通常会设有密封垫,密封垫和阀体上的阀座充分接触以保证密封,从而切断阀座两边的流体管路。
但是由于密封垫和阀瓣本体通常是由不同的材料构成的,将密封垫和阀瓣本体装配在一起时会难以避免的存在一定的缝隙,少量流体会沿缝隙从阀座的一边流向另一边,从而产生一定程度的流体泄漏,因此,如何进一步提高阀瓣的密封性,是本领域亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中由于密封垫和阀瓣本体无法完全密闭连接,从而产生一定程度的流体泄漏的技术缺陷。
本实用新型的实施例为解决或缓解上述技术问题,提供一种阀瓣及应用其的阀门。
本实用新型解决或缓解上述技术问题所采用的技术方案是:一种阀瓣,阀瓣包括阀瓣本体、密封垫和密封垫保持件,密封垫通过密封垫保持件与阀瓣本体连接,密封垫保持件和阀瓣本体密闭连接;密封垫至少部分与密封垫保持件接触,并且接触的表面包括环形轮廓,密封垫受密封垫保持件的挤压,在环形轮廓处至少发生在第一方向上的压缩变形,第一方向是环形轮廓的径向,并且远离密封垫保持件的一侧;密封垫设有朝向第一方向相反方向的环状凸缘,密封垫保持件与环状凸缘抵接,以至少限制环状凸缘沿第二方向相反方向的移动,第二方向是环形轮廓所在平面的法向,并且靠近阀瓣本体的一侧。
在本方案中,密封垫保持件在第一方向对密封垫进行挤压,密封垫与密封垫保持件之间紧密相抵,在环形轮廓处产生压缩变形,从而产生压缩应力,使流体难以通过密封垫与密封垫保持件之间的间隙,提高了阀瓣的密封性;同时,密封垫保持件在第二方向抵住环状凸缘,在密封垫有脱落趋势时,密封垫保持件与密封垫的抵接更加紧密,以降低密封垫脱落阀瓣本体的风险,同时在抵接处也产生了局部的压缩变形,进一步的提高了阀瓣的密封性;本方案同时在第一方向和第二方向对密封垫进行限制,而第一方向和第二方向又相互垂直,这就使得密封垫能够在各个方向上与密封垫保持件形成充分的密封,即使不可避免的有介质渗入到密封垫与阀瓣本体之间的缝隙中,环形轮廓和/或环状凸缘的抵接处的压缩应力也能尽可能的保证密封性。
较佳的,环形轮廓为多个,多个相邻的环形轮廓形成第一曲面,第一曲面为连续的曲面。
在本方案中,密封垫和密封垫保持件通过多个环形轮廓相抵,由于环形轮廓的数量为多个,平摊了密封垫和密封垫保持件之间的压力,同时,由于第一曲面是连续的,因此密封垫与密封垫保持件之间的接触面增大,可减少密封垫和密封垫保持件之间局部应力集中,从而减少装配时或高压环境中密封垫因局部应力过大导致破坏失效的情况。
较佳的,密封垫靠近第一曲面的一侧具有第二曲面,密封垫保持件靠近第一曲面的一侧具有第三曲面,第二曲面与第三曲面相抵,以形成第一曲面。
在本方案中,第一曲面由密封垫的第二曲面与密封垫保持件的第三曲面相抵,并发生相应的变形后产生,在装配前只需要根据需要加工出第二曲面和第三曲面即可。
较佳的,第二曲面和第三曲面均为连续的曲面。
在本方案中,通过这样的设置,尽可能的保证密封垫和/或密封垫保持件在第一曲面处的变形量接近,既能保证密封效果,又减少了应力集中的危害。
较佳的,第二曲面和第三曲面为锥面,第二曲面与环形轮廓所在平面的法线形成第一夹角α,第三曲面与环形轮廓所在平面的法线形成第二夹角β,第一夹角α小于第二夹角β。
在本方案中,由于第一夹角α小于第二夹角β,密封垫与密封垫保持件接触的部位产生局部的过量压缩,即该处的压缩量大于第一曲面上其他位置的压缩量,有助于进一步增强密封效果。
较佳的,第二曲面和第三曲面为锥面,第二曲面与环形轮廓所在平面的法线形成第一夹角α,第三曲面与环形轮廓所在平面的法线形成第二夹角β,第一夹角α等于第二夹角β。
在本方案中,第一夹角α等于第二夹角β,使得密封垫和密封垫保持件之间均匀受压,提高耐久性,且由于第二曲面和第三曲面为锥面,密封垫和密封垫保持件之间能够自定心,受力均匀,进一步提高耐久性,同时也便于装配。
较佳的,其特征在于:密封垫在环形轮廓处同时发生在第一方向和第二方向上的压缩变形。
在本方案中,密封垫同时在第一方向和第二方向发生变形,增强了密封垫在第一方向和第二方向上的密封性,密封垫与阀瓣本体在多个方向上均具有良好的密封性,加强了整体的密封效果。
较佳的,密封垫靠近阀瓣本体的一侧具有肩部,密封垫保持件靠近阀瓣本体的端面抵接于密封垫的肩部,并使密封垫的端面与阀瓣本体相抵。
在本方案中,环状凸缘具体为肩部,且密封垫保持件通过端面抵接肩部,利用面与面的接触方案,肩部、密封垫保持件的端面、阀瓣本体三者相互抵接,即保证了防止脱落的效果,又通过面和面之间的均匀压缩产生了密封的效果。
较佳的,密封垫至少包括一处第一环形密封部,密封垫在第一环形密封部处和阀瓣本体抵接,并且密封垫在第一环形密封部处产生局部压缩。
在本方案中,密封垫通过第一环形密封部与阀瓣本体抵接,第一环形密封部与阀瓣本体之间形成高压密封结构,增加了密封垫与阀瓣本体之间的密封点,有利于提高密封垫与阀瓣本体之间的密封效果。
较佳的,阀瓣本体和密封垫保持件包围形成用于容纳密封垫的容纳部,容纳部包括半径为R1的第一凹角,密封垫包括与第一凹角过盈配合的半径为r1的第一尖角,并且r1<R1,第一尖角形成第一环形密封部。
在本方案中,密封垫的第一尖角抵住容纳部的第一凹角,由于r1<R1,第一尖角的尖部被压缩,第一尖角与第一凹角之间形成较强的压缩应力,增加了第一尖角与第一凹角之间的密封程度,降低流体穿透第一尖角与第一凹角之间间隙的风险。
较佳的,容纳部包括环状空间,密封垫至少包括两处第一环形密封部,分别位于环状空间的内圆和外圆处。
在本方案中,密封垫内嵌于环状空间中,分别在环状空间的内圆处和外圆处形成两个第一环形密封部,以加强密封垫与阀瓣本体之间的密封性,可以减少介质进入环状空间远离密封垫保持件的一端的情况,能够提高阀瓣整体的密封性。
较佳的,容纳部包括环状空间,至少一个第一环形密封部位于环状空间远离环形轮廓的一侧。
在本方案中,密封垫在环形轮廓处以及第一环形密封部都形成局部压缩,即在环状空间的内、外两侧都形成局部的环状强密封,能够减少介质进入环状空间远离密封垫保持件的一端的情况,能够提高阀瓣整体的密封性。
较佳的,密封垫至少包括一处第二环形密封部,密封垫在第二环形密封部处和密封垫保持件抵接,并且密封垫在第二环形密封部处产生局部压缩。
在本方案中,密封垫与密封垫保持件之间通过第二环形密封部抵接在一起,以使密封垫与密封垫保持件之间形成良好密封效果,另,第二环形密封部与第一环形密封部施加给密封垫的多个方向的力之间到达平衡,使密封垫受力平衡,降低局部应力集中。
较佳的,环状凸缘靠近密封垫保持件的一侧与密封垫侧面形成半径为R2的第二凹角,密封垫保持件上设有与第二凹角配合的第二尖角,第二尖角的半径为r2,并且r2<R2,第二尖角形成第二环形密封部。
在本方案中,密封垫保持件的第二尖角抵接于密封垫的第二凹角,由于r2<R2,第二尖角的尖部被压缩,第二尖角与第二凹角之间形成较强的压缩应力,增加了第二尖角与第二凹角之间的密封程度,降低流体穿透第二尖角与第二凹角之间间隙的风险。
较佳的,阀瓣本体包括延伸部和固定部,延伸部设置在固定部一端,延伸部具有圆柱状的外部轮廓;密封垫为环状,套设在延伸部外;密封垫保持件套设在密封垫外,且与固定部密闭连接。
在本方案中,由于延伸部为圆柱状,延伸部侧边未设置任何凸起,因此密封垫能够轻易套于圆柱外,降低了密封垫的内圈被延伸部强行挤压导致密封垫内圈局部出现碎屑或裂纹的风险。
较佳的,阀瓣本体包括延伸部和固定部,延伸部设置在固定部一端,延伸部设有第一环状凸起;密封垫为环状,套设在延伸部外,密封垫的内壁上设有朝向第一方向的第二环状凸起,第一环状凸起向第二方向抵接于第二环状凸起上;密封垫保持件套设在密封垫外,且与固定部密闭连接。
在本方案中,利用第一环状凸起和第二环状凸起的配合,加强了防止密封垫向第二方向的相反方向脱落的效果。
较佳的,至少一个环形轮廓位于环状凸缘的第二方向的相反方向上。
在本方案中,密封垫保持件通过至少一个环形轮廓在第二方向上对密封垫进行挤压,使得密封垫有沿第二方向的相反方向脱落的趋势时,进一步加强了密封垫的防脱落效果。
较佳的,密封垫为环状,密封垫的中心设有和阀瓣本体连接的备用密封件。
在本方案中,在阀瓣使用时,如果密封垫因某种原因失效,如过度磨损、腐蚀、脱落、燃烧、老化等情况,设置在密封垫中心的备用密封件被用于和阀座配合实现密封。
一种阀门,阀门包括上述的阀瓣。
在本方案中,阀门具有阀体,阀体具有进气口,阀瓣用于堵住或开启阀体的进气口。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本实用新型各较佳实例。
本实用新型的积极进步效果在于:密封垫保持件在第一方向对密封垫进行挤压,密封垫与密封垫保持件之间紧密相抵,在环形轮廓处产生压缩变形,从而产生压缩应力,使流体难以通过密封垫与密封垫保持件之间的间隙,提高了阀瓣的密封性;同时,密封垫保持件在第二方向抵住环状凸缘,在密封垫有脱落趋势时,密封垫保持件与密封垫的抵接更加紧密,以降低密封垫脱落阀瓣本体的风险,同时在抵接处也产生了局部的压缩变形,进一步的提高了阀瓣的密封性;本实用新型同时在第一方向和第二方向对密封垫进行限制,而第一方向和第二方向又相互垂直,这就使得密封垫能够在各个方向上与密封垫保持件形成充分的密封,即使不可避免的有介质渗入到密封垫与阀瓣本体之间的缝隙中,环形轮廓和/或环状凸缘的抵接处的压缩应力也能尽可能的保证密封性。
附图说明
图1为本实用新型阀瓣实施例一的结构示意图。
图2为阀瓣本体、密封垫、密封垫保持件安装后的结构示意图。
图3为本实用新型密封垫尖角处为圆角的局部放大图。
图4为本实用新型密封垫尖角处为直角的局部放大图。
图5为本实用新型第一夹角α和第二夹角β的示意图。
图6为本实用新型阀瓣实施例二的结构示意图。
图7为本实用新型阀门的实施例的结构示意图。
附图标记说明:
阀瓣本体10
密封垫11
密封垫保持件12
延伸部13
贯穿孔14
第一光滑面15
第二光滑面16
第二曲面17
第三曲面18
肩部19
第一平面20
第二平面21
容纳槽22
内壁23
第一环状凸起24
第二环状凸起25
进口26
出口27
开关腔28
膜片29
具体实施方式
下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型,但并不因此将本实用新型限制在的实施例范围之中。
实施例一
图1-图5所展示为本实用新型一种阀瓣的实施例一,如图1所示,阀瓣包括阀瓣本体10、密封垫11和密封垫保持件12,密封垫11通过密封垫保持件12与阀瓣本体10连接,密封垫保持件12和阀瓣本体10密闭连接;密封垫11至少部分与密封垫保持件12接触,并且接触的表面包括环形轮廓,密封垫11受密封垫保持件12的挤压,在环形轮廓处至少发生在第一方向上的压缩变形,第一方向是环形轮廓的径向,并且远离密封垫保持件12的一侧;密封垫11设有朝向第一方向相反方向的环状凸缘,密封垫保持件12与环状凸缘抵接,以至少限制环状凸缘沿第二方向相反方向的移动,第二方向是环形轮廓所在平面的法向,并且靠近阀瓣本体10的一侧。
在本实例中,阀瓣本体10和密封垫保持件12作用于密封垫11上的力大于或等于外界流体进入上述三者之间间隙的力,阻止外界流体进入上述三者之间的间隙。
密封垫保持件12在第一方向,即本实施例中密封垫11的径向方向由外到内对密封垫11进行挤压,密封垫11与密封垫保持件12之间紧密相抵,流体难以通过密封垫11与密封垫保持件12之间的间隙,实现了密封垫11与密封垫保持件12之间的密封;同时,密封垫保持件12在第二方向,即本实施例中密封垫11的轴向方向抵住环状凸缘,在密封垫11有脱落趋势时,密封垫保持件12与密封垫11的抵接更加紧密,以降低密封垫11脱落阀瓣本体10的风险,同时在抵接处也产生了局部的压缩变形,进一步的提高了阀瓣的密封性。此外,由于在阀瓣使用中,密封垫11的至少部分与流体接触,尤其是当阀瓣应用于高压流体中时,流体的压力会作用于密封垫11上,上述压力会导致密封垫11沿压力方向和垂直于压力的方向同时产生变形,这种变形会进一步增加密封垫11在环形轮廓处的变形和上述环形凸缘抵接处的变形,以提高阀瓣在高压流体中的密封性。
需要说明的是,在本申请的其他实施例中,密封垫、密封垫保持件、阀瓣本体还可以采用其他形式,例如将密封垫设置为带有环状凸缘的圆柱体,密封垫保持件朝密封垫的径向向内抵接密封垫的圆柱体部分,密封垫保持件朝密封垫的轴向将密封垫的环状凸缘抵接在阀瓣本体上。只要密封垫保持件能够在上述第一方向和第二方向上对密封垫进行限制,均能够达到相应的技术效果。
优选的,环形轮廓为多个,多个相邻的环形轮廓形成第一曲面,第一曲面为连续的曲面。
在本实例中,密封垫11和密封垫保持件12通过多个环形轮廓相抵,由于环形轮廓的数量为多个,平摊了密封垫11和密封垫保持件12之间的压力,同时,由于第一曲面是连续的,因此密封垫11与密封垫保持件12之间的接触面增大,可减少密封垫11和密封垫保持件12之间局部应力集中,从而减少装配时或高压环境中密封垫因局部应力过大导致破坏失效的情况。
在本申请的其他实施例中,第一曲面可以是锥面、圆柱面、或是连续光滑的波纹锥面等,只要多个相邻的环形轮廓构成连续的第一曲面,均能在提高密封性的同时,减少局部应力集中,进而达到相应的技术效果。
优选的,密封垫11靠近第一曲面的一侧具有第二曲面17,密封垫保持件12靠近第一曲面的一侧具有第三曲面18,第二曲面17与第三曲面18相抵,以形成第一曲面。
在本实例中,第一曲面由密封垫11的第二曲面17与密封垫保持件12的第三曲面18相抵,并发生相应的变形后产生,在装配前只需要根据需要加工出第二曲面17和第三曲面18即可。
优选的,第二曲面17和第三曲面18均为连续的曲面。
在本实例中,这样的设置能够尽可能的保证密封垫11和/或密封垫保持件12在第一曲面处的变形量接近,既能保证密封效果,又减少了应力集中的危害。
如图5所示,优选的,第二曲面17和第三曲面18为锥面,第二曲面17与环形轮廓所在平面的法线形成第一夹角α,第三曲面18与环形轮廓所在平面的法线形成第二夹角β,第一夹角α小于第二夹角β。
在本实例中,由于第一夹角α小于第二夹角β,密封垫11与密封垫保持件12接触的部位产生局部的过量压缩,即至少部分区域的压缩量大于第一曲面上其他位置的压缩量,有助于进一步增强密封效果。
优选的,第二曲面17和第三曲面18为锥面,第二曲面17与环形轮廓所在平面的法线形成第一夹角α,第三曲面18与环形轮廓所在平面的法线形成第二夹角β,第一夹角α等于第二夹角β。
在本实例中,第一夹角α等于第二夹角β,使得密封垫11和密封垫保持件12之间均匀受压,提高耐久性,且由于第二曲面17和第三曲面18为锥面,密封垫11和密封垫保持件12之间能够自定心,受力均匀,进一步提高耐久性,同时也便于装配。
具体实施时,第二曲面17为内锥面,第三曲面18为外锥面,在装配时密封垫11和密封垫保持件12在第二曲面17、第三曲面18的导向作用下相对移动,直到到达装配位置时,密封垫11发生变形,形成局部压缩的第一曲面。可以根据实际的需要设置第一夹角α和和第二夹角β的关系。例如在大于10MPa的高压环境中应用的阀瓣,可以使第一夹角α小于第二夹角β以加强密封效果,同时由于第二曲面17和第三曲面18的作用,装配效果也能得到一定的保障;在常压环境中应用的阀瓣,可以使第一夹角α等于第二夹角β,可以使密封垫11和密封垫保持件12在第一曲面处的变形均匀,同时由于第一曲面处也存在局部压缩区,阀瓣的密封性也能得到一定保障。
优选的,密封垫11在环形轮廓处同时发生在第一方向和第二方向上的压缩变形。
在本实例中,密封垫11同时在第一方向和第二方向发生变形,增强了密封垫11在第一方向和第二方向上的密封性,密封垫11与阀瓣本体10在多个方向上均具有良好的密封性,加强了整体的密封效果。通过这样的设置,尤其在高压的环境中,当密封垫11有脱落的趋势时,脱落的方向必然是朝第一方向的相反方向或第二方向的相反方向中的至少一个,一旦有了这种趋势,环形轮廓处的压缩变形会进一步的增大,从而提高了环形轮廓处的密封效果,减少了阀瓣密封垫脱落或密封垫松动的可能性;另外一方面,在阀瓣进行装配时,只需要沿第一方向和/或第二方向对密封垫保持件12施加外力,即可完成密封垫11的固定,降低了装配的难度。
如图1所示,优选的,密封垫11靠近阀瓣本体10的一侧具有肩部19,本实例的肩部19为环状凸缘的其中一种实例,密封垫保持件12靠近阀瓣本体10的端面抵接于密封垫11的肩部19,并使密封垫11的端面与阀瓣本体10相抵。
具体的,肩部19具有第一平面20,密封垫保持件12具有第二平面21,密封垫保持件12抵住密封垫11的肩部19,以使第一平面20与第二平面21相抵。
在本实例中,环状凸缘具体为肩部19,且密封垫保持件12通过端面抵接肩部19,利用面与面的接触方案,即保证了防止脱落的效果,又通过面和面之间的均匀压缩产生了密封的效果。
优选的,密封垫11至少包括一处第一环形密封部,密封垫11在第一环形密封部处和阀瓣本体10抵接,并且密封垫11在第一环形密封部处产生局部压缩。
在本实例中,密封垫11通过第一环形密封部与阀瓣本体10抵接,第一环形密封部与阀瓣本体10之间形成高压密封结构,增加了密封垫11背面与阀瓣本体10之间的密封点,有利于进一步提高密封垫11与阀瓣本体10之间的密封效果。
在本申请的其他实施例中,第一环形密封部可以用任何局部压缩的形式产生,例如在密封垫11上设置环状凸起,或是在阀瓣本体10上设置和密封垫11配合的环状凸起,密封垫11在环状凸起处产生局部的压缩,从而形成第一环形密封部。只要是密封垫11和阀瓣本体10配合产生的环形密封部,都能达到相应的技术效果。
优选的,阀瓣本体10和密封垫保持件12包围形成用于容纳密封垫11的容纳部,容纳部包括半径为R1的第一凹角,密封垫11包括与第一凹角过盈配合的半径为r1的第一尖角,并且r1<R1,第一尖角形成第一环形密封部。
如图3所示,在本实例中,容纳槽22和密封垫保持件12包围形成用于容纳密封垫11的容纳部,密封垫11的第一尖角抵住容纳槽22的第一凹角,由于r1<R1,第一尖角的尖部被压缩,第一尖角与第一凹角之间形成较强的相互作用力,增加了第一尖角与第一凹角之间的密封程度,降低流体穿透第一尖角与第一凹角之间间隙的风险。
如图1和图3所示,在本实施例中,密封垫11包括有两处第一环形密封部。
优选的,容纳部包括环状空间,环状空间远离密封垫保持件12的一端设有两个第一凹角,分别位于环状空间的内圆和外圆处。
在本实例中,密封垫11内嵌于环状空间中,密封垫11的两个第一尖角分别与阀瓣本体10的两个第一凹角抵接,分别在环状空间的内圆处和外圆处形成两个第一环形密封部,以加强密封垫11与阀瓣本体10之间的密封性,可以减少介质进入环状空间远离密封垫保持件12的一端的情况,能够提高阀瓣整体的密封性。具体的,一旦有介质进入环状空间远离密封垫保持件12的一端,一方面介质会对密封垫11产生压力,这种压力会逐渐将密封垫11和阀瓣本体10分离,从而对阀瓣整体的密封性产生影响,虽然本实施例的方案中环形轮廓处存在局部密封,也能从一定程度上减少这种现象对密封性能的影响,但通过上述手段能够进一步避免或减少这种现象,从而使密封垫11在更优的状态下工作,尤其在高压的环境下,这样的设置对阀瓣的整体的密封性有一定的积极作用;另一方面,环状空间远离密封垫保持件12的一端的介质残留可能会对密封圈的耐久性产生影响,例如氢气残留在上述区域,阀瓣本体又采用了金属材料,氢脆现象的发生会使阀瓣本体的力学性能下降,这样的设置能够避免或减少上述现象的发生。
在本申请的其他实施例中,密封垫11还可以通过其他的形式形成上述两个第一环形密封部,只要分别设置在环状空间的内圆和外圆处,均能通过减少介质残留实现上述技术效果。
优选的,容纳部包括环状空间,至少一个第一环形密封部位于环状空间远离环形轮廓的一侧。
通过这样的设置,密封垫11在环形轮廓处以及第一环形密封部都形成局部压缩,即在环状空间的内、外两侧都形成局部的环状强密封,也能减少介质进入环状空间远离密封垫保持件12的一端的情况,和上述在内圆和外圆处设置两个第一环形密封部相比,这样的方案能够充分利用密封垫11在环形轮廓处的局部压缩,减少了局部压缩的数量,简化了阀瓣的结构,降低了装配过程中出现密封垫11破坏的风险。
在本实施例中,阀瓣本体10接近密封垫11一侧向内凹陷以形成容纳槽22,密封垫11的肩部19嵌入到容纳槽22中。
在具体实施时,肩部19的厚度T大于容纳槽22的深度t,以使肩部19凸出于容纳槽22。
在上述实施例中,由于肩部19凸出于容纳槽22,保证了密封垫保持件12的端面与肩部19抵接;随肩部19厚度的增加,肩部19本身具有更好的抗压能力,能够承受更大的挤压力,从而使得密封垫11的端面与阀瓣本体10端面更加紧密结合,两者之间的密封性进一步提高。
优选的,密封垫11至少包括一处第二环形密封部,密封垫11在第二环形密封部处和密封垫保持件12抵接,并且密封垫11在第二环形密封部处产生局部压缩。
如图3所示,本实施例中,密封垫11具有一处第二环形密封部。
在本实例中,密封垫11与密封垫保持件12之间通过第二环形密封部抵接在一起,以使密封垫11与密封垫保持件12之间形成良好密封效果,另,第二环形密封部与第一环形密封部施加给密封垫11的多个方向的力之间到达平衡,使密封垫11受力平衡,降低局部应力集中。
优选的,环状凸缘靠近密封垫保持件12的一侧与密封垫11侧面形成半径为R2的第二凹角,密封垫保持件12上设有与第二凹角配合的第二尖角,第二尖角的半径为r2,并且r2<R2,第二尖角形成第二环形密封部。
在本实例中,密封垫保持件12的第二尖角抵接于密封垫11的第二凹角,由于r2<R2,第二尖角的尖部被压缩,第二尖角与第二凹角之间形成较强的相互作用力,增加了第二尖角与第二凹角之间的密封程度,降低流体穿透第二尖角与第二凹角之间间隙的风险。
优选的,阀瓣本体10包括延伸部13和固定部,延伸部13设置在固定部一端,延伸部13具有圆柱状的外部轮廓;密封垫11为环状,套设在延伸部13外;密封垫保持件12套设在密封垫11外,且与固定部密闭连接。
如图3所示,在本实施例中,第一尖角和第二尖角均为圆角。
如图4所示,在其他实施例中,第一尖角和第二尖角均为尖角,具体可选用直角、钝角或锐角,即第一尖角的半径r1和第二尖角的半径r2可以是0。当r1或r2为0时,密封垫11在尖角处会产生较大的应力集中,能够产生较好的密封效果;当r1或r2不为0时,密封垫11在装配时可以利用圆角的导向作用实现自定心,降低了对装配工艺的要求,同时由于尖角和凹角的配合,密封性能也能得到保障。在实施本申请的方案时,可以根据需要选择r1和r2的尺寸,只要满足r1<R1和/或r2<R2的关系,均能实现相应的技术效果。
需要说明的是,在本申请的其他实施例中,R1和R2也可以是无穷大,同理,只要尖角和凹角的半径满足上述关系,均能实现相应的技术效果。
如图1和图2所示,在本实例中,密封垫11具有贯穿孔14,由于延伸部13为圆柱状,延伸部13侧边未设置任何凸起,因此密封垫11的贯穿孔14能够轻易套于圆柱外,降低了密封垫11的内圈被延伸部13强行挤压导致密封垫11内圈局部出现碎屑或裂纹的风险。
在其他实施例中,圆柱形的延伸部13具有第一光滑面15,密封垫11的贯穿孔14内壁具有第二光滑面16,延伸部13插入到贯穿孔14内时,第一光滑面15与第二光滑面16以较小阻力相对滑动,以降低延伸部13插入到贯穿孔14内的阻力。
在其他实施例中,延伸部13的端部具有第一导向角,贯穿孔14的开口边缘具有第二导向角,第一导向角与第二导向角相互配合,以将延伸部13顺利导向进入到贯穿孔14内。
在其他实施例中,延伸部13的侧壁上还可以设有多个凹槽或刻线,密封垫11套设在延伸部13外,密封垫保持件12将密封垫11抵接在延伸部13上形成局部压缩。只要延伸部13具有圆柱状的外部轮廓,密封垫11能够套设于延伸部13外,均能实现便于装配,降低装配过程中出现碎屑或裂纹的风险的技术效果。
优选的,至少一个环形轮廓位于环状凸缘的第二方向的相反方向上。
在本实例中,密封垫保持件12通过至少一个环形轮廓在第二方向上,即轴向方向上对密封垫11进行挤压,使得密封垫11有沿第二方向的相反方向脱落的趋势时,进一步加强了密封垫11的防脱落效果。具体的,当密封垫11向第二方向的相反方向脱落时,首先会受到密封垫保持件12的抵接作用,如果密封垫保持件12的抵接力不足以克服使密封垫11脱落的力时,密封垫11会持续向第二方向的相反方向移动,此时环形轮廓处的压力会使密封垫11与密封垫保持件12紧密贴合,以避免密封垫11的脱落,对于密封垫11的任一截面,环形轮廓处的压力和抵接力对密封垫11分别产生了一个力矩,即由于受力点不同,密封垫11产生了沿力的方向旋转的趋势,并且二者的力矩方向相反,在压力较低时能够相互平衡,在压力较高时也能将大部分力矩平衡。
相比于环形轮廓设置在环状凸缘处,由于密封垫11被抵接在阀瓣本体10和密封垫保持件12之间,阀瓣本体10和/或密封垫保持件12能够在多个位置对密封垫11施加反作用力,从而平衡上述力矩。这种方案中,密封垫11受到的第一方向的压力和第二方向的压力产生的力矩能够相互平衡,既能保证密封效果,又不会使密封垫11的其他区域产生压力,也能从一定程度上提高耐久性。
实施例二
图6所展示为本实用新型阀瓣的实施例二,其大部分特征与实施例一保持一致,实施例二的部分特征如下:
在本实施例中,阀瓣本体10的延伸部13侧边具有第一环状凸起24,密封垫11的贯穿孔14具有朝向第一方向的第二环状凸起25,第一环状凸起24卡住第二环状凸起25。通过这样的设置,利用第一环状凸起24和第二环状凸起25的配合,加强了防止密封垫11向第二方向的相反方向脱落的效果。另外,当阀瓣应用于高压流体中时,流体的压力作用于密封垫11上,密封垫11产生垂直于压力方向的变形,上述变形使密封垫11的肩部向外抵接密封垫保持件12的内壁23,同时使密封垫11的第二环状凸起25向内抵接延伸部13,随着流体压力的增加,上述变形量持续增大,密封垫11能够在内壁23和延伸部13处产生局部压缩,进一步增强了密封效果,同时加强了密封垫保持件12和第一环状凸起24所产生的防止密封垫11脱落的效果。
优选的,密封垫保持件12与阀瓣本体10之间通过焊接的形式连接,以保证密闭。在本申请其他的实施例中,密封垫保持件12和阀瓣本体10还可以采用其他的密闭连接形式,例如熔融连接、通过密封胶连接、通过气密螺纹连接等,只要能够保证连接处的密闭性即可。
优选的,密封垫11为环状,密封垫11的中心设有和阀瓣本体10连接的备用密封件。在本实施例中,阀瓣本体10的延伸部13为备用密封件。在其他实施例中,备用密封件还可以根据实际需要设置为其他形式。
通过这样的设置,在阀瓣使用时,如果密封垫11因某种原因失效,如过度磨损、腐蚀、脱落、燃烧、老化等情况,设置在密封垫11中心的备用密封件可以被用于和阀座配合实现密封,降低因密封垫11失效造成的损失。
实施例三
图7所展示为本实用新型阀门的实施例。
一种阀门,阀门包括上述的阀瓣。
在本实例中,阀门具有阀体,阀体具有进口26和出口27,进口26和出口27之间设有开关腔28,阀瓣活动地设于开关腔28中,阀瓣用于堵住或开启阀体的进口26,阀瓣的密封垫11与阀体接触以实现线密封或面密封。
具体实施时,阀瓣的上端连接有膜片29,膜片29的边缘密闭连接于开关腔28的内壁。
阀门工作时,当阀瓣远离阀体的进口26,气体通过进口26进入开关腔28中,膜片29起到密封开关腔28的作用,气体通过出口27流出;当阀瓣活动以抵接阀体,密封垫11堵住进口26,实现关闭阀门的作用。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (19)
1.一种阀瓣,所述阀瓣包括阀瓣本体、密封垫和密封垫保持件,所述密封垫通过所述密封垫保持件与所述阀瓣本体连接,其特征在于:
所述密封垫保持件和所述阀瓣本体密闭连接;
所述密封垫至少部分与所述密封垫保持件接触,并且接触的表面包括环形轮廓,所述密封垫受所述密封垫保持件的挤压,在所述环形轮廓处至少发生在第一方向上的压缩变形,所述第一方向是所述环形轮廓的径向,并且远离所述密封垫保持件的一侧;
所述密封垫设有朝向所述第一方向相反方向的环状凸缘,所述密封垫保持件与所述环状凸缘抵接,以至少限制所述环状凸缘沿第二方向相反方向的移动,所述第二方向是所述环形轮廓所在平面的法向,并且靠近所述阀瓣本体的一侧。
2.如权利要求1所述的阀瓣,其特征在于:所述环形轮廓为多个,多个相邻的所述环形轮廓形成第一曲面,所述第一曲面为连续的曲面。
3.如权利要求2所述的阀瓣,其特征在于:所述密封垫靠近所述第一曲面的一侧具有第二曲面,所述密封垫保持件靠近所述第一曲面的一侧具有第三曲面,所述第二曲面与所述第三曲面相抵,以形成所述第一曲面。
4.如权利要求3所述的阀瓣,其特征在于:所述第二曲面和所述第三曲面均为连续的曲面。
5.如权利要求4所述的阀瓣,其特征在于:所述第二曲面和所述第三曲面为锥面,所述第二曲面与所述环形轮廓所在平面的法线形成第一夹角α,所述第三曲面与所述环形轮廓所在平面的法线形成第二夹角β,所述第一夹角α小于所述第二夹角β。
6.如权利要求4所述的阀瓣,其特征在于:所述第二曲面和所述第三曲面为锥面,所述第二曲面与所述环形轮廓所在平面的法线形成第一夹角α,所述第三曲面与所述环形轮廓所在平面的法线形成第二夹角β,所述第一夹角α等于所述第二夹角β。
7.如权利要求1-6任意一项所述的阀瓣,其特征在于:所述密封垫在所述环形轮廓处同时发生在所述第一方向和所述第二方向上的压缩变形。
8.如权利要求1所述的阀瓣,其特征在于:所述密封垫靠近所述阀瓣本体的一侧具有肩部,所述密封垫保持件靠近所述阀瓣本体的端面抵接于所述密封垫的所述肩部,并使所述密封垫的端面与所述阀瓣本体相抵。
9.如权利要求1所述的阀瓣,其特征在于:所述密封垫至少包括一处第一环形密封部,所述密封垫在所述第一环形密封部处和所述阀瓣本体抵接,并且所述密封垫在所述第一环形密封部处产生局部压缩。
10.如权利要求9所述的阀瓣,其特征在于:所述阀瓣本体和所述密封垫保持件包围形成用于容纳所述密封垫的容纳部,所述容纳部包括半径为R1的第一凹角,所述密封垫包括与所述第一凹角过盈配合的半径为r1的第一尖角,并且r1<R1,所述第一尖角形成所述第一环形密封部。
11.如权利要求9所述的阀瓣,其特征在于:所述阀瓣本体和所述密封垫保持件包围形成用于容纳所述密封垫的容纳部,所述容纳部包括环状空间,所述密封垫至少包括两处所述第一环形密封部,分别位于所述环状空间的内圆和外圆处。
12.如权利要求9所述的阀瓣,其特征在于:所述阀瓣本体和所述密封垫保持件包围形成用于容纳所述密封垫的容纳部,所述容纳部包括环状空间,至少一个所述第一环形密封部位于所述环状空间远离所述环形轮廓的一侧。
13.如权利要求1所述的阀瓣,其特征在于:所述密封垫至少包括一处第二环形密封部,所述密封垫在所述第二环形密封部处和所述密封垫保持件抵接,并且所述密封垫在所述第二环形密封部处产生局部压缩。
14.如权利要求13所述的阀瓣,其特征在于:所述环状凸缘靠近所述密封垫保持件的一侧与所述密封垫侧面形成半径为R2的第二凹角,所述密封垫保持件上设有与所述第二凹角配合的第二尖角,第二尖角的半径为r2,并且r2<R2,所述第二尖角形成所述第二环形密封部。
15.如权利要求1所述的阀瓣,其特征在于:所述阀瓣本体包括延伸部和固定部,所述延伸部设置在所述固定部一端,所述延伸部具有圆柱状的外部轮廓;所述密封垫为环状,套设在所述延伸部外;所述密封垫保持件套设在所述密封垫外,且与所述固定部密闭连接。
16.如权利要求1所述阀瓣,其特征在于:所述阀瓣本体包括延伸部和固定部,所述延伸部设置在所述固定部一端,所述延伸部设有第一环状凸起;所述密封垫为环状,套设在所述延伸部外,所述密封垫的内壁上设有朝向所述第一方向的第二环状凸起,所述第一环状凸起向所述第二方向抵接于所述第二环状凸起上;所述密封垫保持件套设在所述密封垫外,且与所述固定部密闭连接。
17.如权利要求1所述的阀瓣,其特征在于:至少一个所述环形轮廓位于所述环状凸缘的所述第二方向的相反方向上。
18.如权利要求1所述的阀瓣,其特征在于:所述密封垫为环状,所述密封垫的中心设有和所述阀瓣本体连接的备用密封件。
19.一种阀门,其特征在于:所述阀门包括如权利要求1-18任意一项所述的阀瓣。
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