[發明專利]旋塞的閥元件

無效

• 申請號: 200810090600.6
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101285535A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: K·布倫杜姆;R·P·韋爾蒂;D·S·里士滿;P·B·約恩特;K·托馬斯
• 申請（專利權）人: 蒸汽技術公司
• 主分類號: F16K11/074
• 分類號: F16K11/074;F16K25/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡勝利

相關申請的交叉引用

本發明專利申請是2005年8月10日提交的美國專利申請No.11/201,395的部分繼續申請案，后者是2003年12月18日提交的美國專利申請No.10/741,848的繼續申請(現在是美國專利No.6,935,618)，后者是2002年12月18日提交的美國專利申請No.10/322,871(現在是美國專利No.6,904,935)的繼續申請。以下各個申請的全部公開內容在這里完全被結合作為參考：美國專利申請No.11/201,395；美國專利申請No.10/741,848；和美國專利申請No.10/322,871。

技術領域

本發明大體上涉及多層表面涂層，用于需要低摩擦、低磨耗、和保護性外表面的制造的物品和制品。更特別地，本發明涉及具有相互滑動元件的物品，所述滑動元件例如為用于水混合閥的閥元件，具有包括強化層和外非晶金剛石涂層的表面保護層。

背景技術

在某些應用中，例如，流體控制閥的閥盤，對于相互滑動的表面需要的是耐磨的、抗磨的、抗劃傷的，并需要具有較低的摩擦系數。一種混合熱和冷水流的控制閥的元件大體上包括固定的盤和可移動的滑動盤，但是閥盤元件可以是具有密封表面的任意形狀或幾何結構，所述密封表面包括例如平坦的、球形的、和圓柱形的表面。因此，這里的術語“盤”指的是具有匹配表面的任意形狀或幾何結構的閥盤，其中的匹配表面彼此接合并相互抵靠著滑動以形成防水密封。所述固定的盤大體上具有熱水入口、冷水入口和混合水出口，而所述可移動的盤具有類似的結構以及混合室。應當理解，所述混合室不必是在盤中而可以是相鄰結構的一部分。可移動的閥盤覆蓋固定的閥盤并且可以在固定閥盤上滑動和/或轉動，從而通過調節從熱水入口和冷水入口導入的以及經過混合水出口排出的熱水和冷水的流速和比例，在混合室內獲得所希望的溫度和流速的混合水。閥盤的匹配密封表面應該被制造為具有足夠的精度以允許兩個密封表面匹配在一起并且形成防水密封(也就是說，它們必須是共形的，并且足夠光滑以防止液體在密封表面之間流經)。所需要的平坦度(對于平坦的盤形狀而言)、或共形性(對于非平坦的表面)和光滑度在某種程度上取決于有關的閥結構和流體，并且通常是本技術領域內所已知的。然而在彼此滑動接觸中仍使用匹配密封表面的、其它類型的盤閥，可以只控制一個流體流或者可以通過不同的結構或端口結構提供混合。固定的閥盤可以例如是閥體的一體部分。

這種類型的控制閥的現有經驗已經表明，閥盤匹配表面的磨損問題歸因于固定的和可移動的閥盤彼此相互接觸和彼此相互抵靠滑動的事實(例如參見美國專利公開文獻No.4935313和No.4966789)。為了使磨損問題最小化，這些閥盤通常由燒結的陶瓷例如氧化鋁(氧化鋁)制成。盡管氧化鋁閥盤具有良好的耐磨性，但是因為操作力增加，它們具有不良的摩擦特性，并且在最初涂于閥盤上的潤滑脂磨損和磨掉之后它們易于變得“粘連”。氧化鋁閥盤對于水流中的(相應地)大的和小的微粒的抗劃傷性和抗磨性是良好的；但是，它們仍易受到含有引起磨損微粒例如沙子的、被污染的水流的損壞；并且在這方面的改進將是有益的。另外，燒結的陶瓷閥盤的多孔性使它們在長期不使用后易于“閉鎖”，這是因為溶于水源中的礦物在匹配表面的重合的空隙之間沉淀并且結晶。本發明的一個目的是提供具有減小的磨損性、改進的抗劃傷性和抗磨性以及減小摩擦特性的閥盤。另一個目的是提供非多孔的或降低氣孔率的閥盤以減小在匹配表面之間形成沉淀結晶的位置的數目。

優選的是，使用這樣一種閥盤材料，例如金屬，它是價格便宜的，易于研磨和拋光并且是非多孔的。然而，裸金屬閥盤的耐磨性和摩擦性能通常不適合于滑動密封的應用。本發明的另一個目的是提供由一種基材為金屬制成的閥盤并且與未涂層的陶瓷閥盤相比，具有改進的耐磨性、抗劃傷性和抗磨性以及改進的摩擦性能。