[發(fā)明專利]軟硬雙密封固定球閥

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010196286.7
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN102278491A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張秀坤;鄒寧;謝挺;陶圣興;強(qiáng)彥濤;李景泉
• 申請（專利權(quán)）人: 沃泰閥門(昆山)有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/20;F16K5/08
• 代理公司: 昆山四方專利事務(wù)所 32212
• 代理人: 盛建德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種球閥結(jié)構(gòu)，具體地說是涉及一種改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)的固定球閥。

背景技術(shù)

球閥主要是通過一個有孔的球體，在閥桿的控制下作90°旋轉(zhuǎn)，使閥門開啟或關(guān)閉，由于其通道直徑等于或小于管道內(nèi)徑，流體阻力小，開關(guān)迅速、方便，壽命長、可靠性高，得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有的球閥的密封形式大致分為軟密封和硬密封兩種。

軟密封球閥的特點(diǎn)是：在預(yù)緊力或流體壓力作用下，閥座材料多為特殊的塑料，如由PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟己烯)、尼龍等相對更硬和剛性更大的塑料材料制成以滿足使用溫度與壓力性能，利用其固有的彈性特性與球體壓緊，并使閥座材料產(chǎn)生彈性塑性變形而達(dá)到密封，其密封效果取決于閥座在流體壓力或預(yù)緊力的作用下，能夠補(bǔ)償球體的不圓度和表面微觀不平的程度。此外，當(dāng)球閥裝配調(diào)試好后，密封面上的預(yù)緊力就固定了。軟密封球閥的缺點(diǎn)主要是：但當(dāng)球閥使用一段時間后，由于閥座的磨損，以及塑性殘余變形，緊密貼合的閥座和球體將逐漸的松馳，密封比壓也將逐漸降低而發(fā)生滲漏，受閥座材料耐溫的限制，上述球閥一般僅用于較低壓力(1.6Mpa左右)與較低的溫度(200°以下)下工作。

硬密封球閥的特點(diǎn)是：閥體、球體和閥座都是用金屬材料制造，閥座為金屬或耐熱合金。閥座材料采用金屬對金屬密封副的優(yōu)點(diǎn)是：適用溫度范圍廣，各種金屬材料的熱膨脹系數(shù)相差不大，只要選用得當(dāng)，可以達(dá)到基本一致，有利于協(xié)調(diào)溫差變形；缺點(diǎn)是：金屬材料硬度高，達(dá)到密封的比壓亦高，在壓力較低的場合，難以靠流體的壓力達(dá)到密封的效果，即便是采用預(yù)緊力達(dá)到密封，但因密封比壓較大，球閥的啟閉轉(zhuǎn)矩亦大，密封副的磨損越快，閥門的使用壽命不高。由于開關(guān)扭矩增大的因素，靠人工操作是比較困難的事，所以硬密封球閥一般多采用齒輪箱、電動或氣動閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動閥門的啟閉，閥門驅(qū)動裝置有的會比閥門價格高出許多，不是所有的應(yīng)用場合都需要此設(shè)備，有時候增加這些裝置是不得已的事。

此外，球閥至今沒有令人很滿意的可調(diào)性，因此，當(dāng)閥座由于過度磨損而開始泄漏時，就必須對該閥門進(jìn)行更換或維修。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種軟硬雙密封固定球閥，該軟硬雙密封固定球閥采用了初級硬密封和次級軟密封相結(jié)合的軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)，使得球閥的密封性能更可靠，基本達(dá)到“零泄漏”的密封要求。

本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種軟硬雙密封固定球閥，包括閥體、閥座和球形閥芯，所述閥座固定于閥體的流道口與球形閥芯之間，所述閥體、閥座和球形閥芯皆為金屬材質(zhì)，所述閥座具有硬密封面，所述硬密封面為閥座上與球形閥芯相接觸的面，所述硬密封面的形狀與其所對應(yīng)的球形閥芯的圓弧面一致，所述硬密封面與球形閥芯接觸構(gòu)成初級硬密封，所述閥座上固定有橡膠材質(zhì)的第一O形圈，所述第一O形圈與所述球形閥芯接觸構(gòu)成次級軟密封。

閥座與球形閥芯間的密封采用了初級硬密封和次級軟密封相結(jié)合的軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)，初級硬密封能有效地防止固體顆粒對密封面的損壞，次級軟密封能保證閥門達(dá)到“零泄漏”的密封要求。軟硬雙密封組合密封結(jié)構(gòu)具有現(xiàn)有軟密封和硬密封的諸多優(yōu)點(diǎn)，由于閥座有初級硬密封的保護(hù)，在任何情況下密封面之間都不會對次級軟密封的第一O形圈造成嚴(yán)重的擠壓變形，這樣不但解決了傳統(tǒng)軟密封閥座的磨損問題，還對部分由于閥座磨損或增加壓力引起的在閥門內(nèi)的泄漏創(chuàng)造了能夠得到補(bǔ)償間隙的條件；由于閥座有輔助的次級軟密封，因此需要的密封比壓比傳統(tǒng)單一的硬密封閥門需要的密封比壓小，這樣閥門的操作扭矩也降低了許多。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：

所述第一O形圈位于所述硬密封面的外圍。

所述第一O形圈外表面具有聚四氟乙烯層。1949年，K.V蘇特和P.H托馬斯在B-L機(jī)器上測量聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系數(shù)時證實(shí)：承載1～4公斤，滑行速度0.1～10毫米時，聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系數(shù)是0.04；在承載1360公斤情況下，摩擦系數(shù)達(dá)到0.01。目前采用的氟橡膠(摩擦系數(shù)為0.8)和尼龍(摩擦系數(shù)為0.3～0.4)都有很大的摩擦系數(shù)，而公知的是，摩擦系數(shù)越大的材料越容易磨損，直接影響球閥的使用壽命。因此在橡膠材質(zhì)的第一O形圈外表面噴涂聚四氟乙烯(PTFE)不僅保證了密封面的彈性和韌性，還減小了摩擦，提高了耐磨性，使球閥的開閉使用次數(shù)提高到十倍以上。