專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)的通用閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，尤其是適用于硬密封、中小型 通用閥門(mén)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
閥門(mén)的密封性能和密封可靠性是閥門(mén)的設(shè)計(jì)與制造中最大難點(diǎn)，通常活動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)空間 越大，密封實(shí)現(xiàn)起來(lái)就越困難。閥門(mén)密封分為外密封與內(nèi)密封，在同等材料和壓緊力的情況 下，外密封與閥門(mén)操作桿的運(yùn)動(dòng)形式有關(guān)，閘閥、截止閥的操作桿密封為軸向滑動(dòng)密封，運(yùn) 動(dòng)空間較大，外密封實(shí)現(xiàn)起來(lái)就較困難，可靠性也較差。蝶閥、球閥、旋塞閥的操作桿密封 為軸轉(zhuǎn)動(dòng)密封，運(yùn)動(dòng)空間較小、閥體外形更緊湊、外密封實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易、可靠性也較好。 因此用旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)的閥門(mén)應(yīng)用的更廣泛。但總的說(shuō)來(lái)，由于操作桿的徑向尺寸較小， 外密封還是較容易解決，而內(nèi)密封由于通徑較大，同時(shí)為了盡可能的減小閥門(mén)開(kāi)啟后的閥 阻，活動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)空間比操作桿的運(yùn)動(dòng)空間大的多，解決起來(lái)也要困難得多。下面的討論僅 針對(duì)內(nèi)密封，因此以下的密封一詞就是僅指內(nèi)密封。
要實(shí)現(xiàn)閥門(mén)良好密封需要解決三個(gè)方面的問(wèn)題， 一是使動(dòng)密封面與靜密封面良好貼合； 二是使動(dòng)密封面對(duì)靜密封面施加足夠的、均勻的壓力，達(dá)到一定的密封比壓；三是密封面磨 損的自動(dòng)補(bǔ)償。
對(duì)于第一點(diǎn)就是要用足夠高的加工精度保證動(dòng)密封面與靜密封面的形狀一致，并達(dá)到足 夠高的定位精度，即每次關(guān)閉時(shí)動(dòng)密封面與靜密封面的相對(duì)位置基本不變。 對(duì)于第二點(diǎn)可以采用的手段有兩大類(lèi)
1、 在靜密封面或動(dòng)密封面上加彈性材料(通常是靜密封面由彈性材料制成，例如普通 球閥、彈性球閥和普通蝶閥等)，使用這種方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)第三點(diǎn)，即密封面磨損的自動(dòng)補(bǔ) 償，因此對(duì)彈性材料的耐磨性和耐刮削性有很高的要求；
2、 當(dāng)關(guān)閉時(shí)，使動(dòng)密封面的運(yùn)動(dòng)在靜密封面的法線方向有增量(例如截止閥、浮動(dòng)球 閥、楔式閘閥、三偏心蝶閥等)，這樣就可以對(duì)靜密封面施加壓力，并可以實(shí)現(xiàn)密封面磨損 的自動(dòng)補(bǔ)償。下面的討論就集中在第2類(lèi)手段。
由于截止閥、楔式閘閥的動(dòng)密封面是直線運(yùn)動(dòng)的，(浮動(dòng)球閥在接近密封時(shí)也可以直線 運(yùn)動(dòng))，因此使動(dòng)密封面的運(yùn)動(dòng)在靜密封面的法線方向有增量容易實(shí)現(xiàn)。通常此增量與動(dòng)密
封面的運(yùn)動(dòng)量相比很小，這樣就可以用較小的操作力在密封面上產(chǎn)生較大的密封比壓，此方 法通常稱(chēng)為楔入，為下面的敘述方便，將此方法定義為進(jìn)入密封狀態(tài)的過(guò)程為"漸近"， 脫離密封狀態(tài)的過(guò)程為"漸離"。
為清楚描述起見(jiàn)，先建立如下坐標(biāo)系原點(diǎn)在閥門(mén)的幾何中心。流體穿過(guò)靜密封面的方 向?yàn)閅軸，如果操作桿垂直于Y軸(例如球閥、楔式閘閥)，操作桿的中心為X軸，與XY面垂 直的方向?yàn)閆軸；如果操作桿與流體穿過(guò)靜密封面的方向一致(例如截止閥)，與Y軸垂直的
為xz面。
楔式閘閥的動(dòng)、靜密封面都是由XY面上的兩段直線y二士ax+b沿Z軸直線拉伸而成。由 ±。
于&_其中a為一個(gè)較小的常數(shù)，通常為a二0.01 0. 15。因此，當(dāng)動(dòng)密封面向關(guān)閉方 向運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)密封面X軸方向的運(yùn)動(dòng)將使動(dòng)密封面上的直線y二士ax+b向靜密封面上的直線 y0=±aX0+b"平行漸近"，相應(yīng)的動(dòng)密封面也就向靜密封面平行漸近。當(dāng)材料均勻、兩個(gè) 平面平整、動(dòng)密封件足夠堅(jiān)固(不會(huì)變形)時(shí)，這種平行漸近將使動(dòng)密封面向靜密封面施加 均勻的壓力。
上述由兩段關(guān)于X軸對(duì)稱(chēng)的直線y二士ax+b形成的楔式閘閥可稱(chēng)為雙面楔，另外也可用 y二ax+b和與X軸平行的直線y^a兩條直線形成動(dòng)、靜密封面，可稱(chēng)為單面楔。由于雙面楔對(duì) 于對(duì)稱(chēng)性的要求較高，加工起來(lái)較復(fù)雜。而單面楔有一個(gè)面是與操作桿中心線平行的平面， 容易實(shí)現(xiàn)高精度的加工，但其缺點(diǎn)是當(dāng)動(dòng)密封面向關(guān)閉方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，在動(dòng)密封面向靜密封面 施壓時(shí)，操作桿也將受壓或產(chǎn)生中心線沿Y軸平移，這可能將對(duì)外密封產(chǎn)生影響。
目前在操作桿與活動(dòng)密封件剛性連接并用旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)的閥門(mén)中，只有三偏心蝶閥 使用了漸近的手段，但并不是平行漸近的，因此三偏心蝶閥的動(dòng)密封面向靜密封面施壓也是 不均勻的，其密封面磨損的自動(dòng)補(bǔ)償也不均勻，造成其靠近X軸的部分容易出現(xiàn)泄漏。由于 旋轉(zhuǎn)類(lèi)閥門(mén)具有其他各種優(yōu)點(diǎn)，如果能實(shí)現(xiàn)將動(dòng)密封件的轉(zhuǎn)動(dòng)使動(dòng)密封面向靜密封面平行漸 近，將會(huì)進(jìn)一步提高旋轉(zhuǎn)類(lèi)閥門(mén)的密封性能，并簡(jiǎn)化閥門(mén)結(jié)構(gòu)、縮小體積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在用旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)的閥門(mén)中，用較小的扭矩就可使動(dòng) 密封面向靜密封面施加足夠的、均勻的壓力的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，包括閥體和設(shè)置 在閥體的流道上的密封腔內(nèi)并可相對(duì)于閥體旋轉(zhuǎn)的活動(dòng)密封件，設(shè)置在閥體的流道上的靜密 封面與設(shè)置在活動(dòng)密封件上的動(dòng)密封面構(gòu)成密封副，其特征是操作桿與活動(dòng)密封件剛性連 接，當(dāng)活動(dòng)密封件向關(guān)閉方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，密封副上的動(dòng)密封面相對(duì)于靜密封面以平行漸近的方 式運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的有益效果是該閥門(mén)結(jié)合了球閥、蝶閥的特點(diǎn)，讓活動(dòng)閥體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于采 用了動(dòng)密封面向靜密封面平行漸近的技術(shù)方案，動(dòng)密封面只有在與靜密封面貼合后才會(huì)有少 量的滑動(dòng)，屬于準(zhǔn)無(wú)損密封結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、內(nèi)密封性能可達(dá)到高級(jí)別，外密封容易 解決。此密封結(jié)構(gòu)既可用于硬密封也可用于軟密封，密封可靠性高。且可以用較小的開(kāi)關(guān)力 矩提供足夠的、均勻的壓力，達(dá)到所需要的密封比壓。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，生產(chǎn)加工容 易，成本低?？蓮V泛地用于要求密封性能高、介質(zhì)雙向流動(dòng)、中小型流量、耐高溫、長(zhǎng)壽 命、開(kāi)關(guān)頻繁而且開(kāi)關(guān)速度快的通用閥門(mén)結(jié)構(gòu)。另外，使用此密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的閥門(mén)與普通軟 密封結(jié)構(gòu)的閥門(mén)其動(dòng)靜密封體幾乎一樣，因此，完全可以用普通軟密封結(jié)構(gòu)的閥門(mén)進(jìn)行簡(jiǎn)單 改造，就可將其變?yōu)橛裁芊狻⒛透邷?、長(zhǎng)壽命的高性能閥門(mén)。


圖l為采用本發(fā)明的柱式旋塞閥的拆解裝配圖。
圖2為圖1中YZ平面上的剖視放大圖。
圖3為采用本發(fā)明的球閥的拆解裝配圖。
圖4為圖3中XY平面上的剖視放大圖。
圖5為采用本發(fā)明的蝶閥的主視圖。
圖6為圖5的左視圖。
圖7為圖5沿A—A方向的剖視圖。
圖8為采用本發(fā)明片式結(jié)構(gòu)閥芯的閥芯部分的組裝圖。 圖9為圖8沿A-A線方向的剖視圖。
圖10為本發(fā)明片式結(jié)構(gòu)閥芯中的活動(dòng)密封件的軸側(cè)圖。 圖ll為本發(fā)明片式結(jié)構(gòu)閥芯中的上壓件或下壓件的主視圖。
圖中標(biāo)記為閥體l、活動(dòng)密封件2、靜密封面3、動(dòng)密封面4、操作桿5、上壓件6、支撐 環(huán)7、下壓件8、彈性密封圈9、流道IO、管式靜密封體ll、壓緊圈12。 圖中所示的X、 Y、 Z分別為坐標(biāo)系軸。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明 ±。
根據(jù)& _形式可以實(shí)現(xiàn)平行漸進(jìn)，在YZ平面采用極坐標(biāo)，將自變量x換為e，將因
變量Y換為p ，得到」將該方程對(duì)自變量e積分得到阿基米德螺線p = a e + p o用阿 基米德螺線作密封部分的基線，將其沿x軸拉伸就得到阿基米德螺線柱面(以下簡(jiǎn)稱(chēng)阿柱面
)，或?qū)⒒椎侣菥€繞Z軸旋轉(zhuǎn)就得到阿基米德螺線球面(以下簡(jiǎn)稱(chēng)阿球面)，用此柱面 或球面作動(dòng)靜密封面，當(dāng)動(dòng)密封件旋轉(zhuǎn)關(guān)閉時(shí)，動(dòng)密封面將向靜密封面平行漸進(jìn)；2、在操
作桿與流體穿過(guò)靜密封面的方向一致的閥門(mén)結(jié)構(gòu)中，與將自變量x換為e，因變量Y不變，得
t=±。
到^ 將該方程對(duì)自變量e積分得到Y(jié)二士a e +Yo，此為柱面螺旋線方程的一部分。用柱面 螺旋線和與xz面平行并過(guò)Y軸的直線可旋轉(zhuǎn)生成螺旋面，用螺旋面作動(dòng)靜密封面，同樣可使 動(dòng)密封件旋轉(zhuǎn)關(guān)閉時(shí)，動(dòng)密封面向靜密封面平行漸進(jìn)。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，如圖1 圖1 l所示。閥門(mén)中活動(dòng)密封件2設(shè)置在閥體l 的流道10上的密封腔內(nèi)，活動(dòng)密封件2可相對(duì)于閥體1旋轉(zhuǎn)，設(shè)置在閥體1的流道10上的靜密 封面3與設(shè)置在活動(dòng)密封件2上的動(dòng)密封面4構(gòu)成密封副。靜密封面3可以直接設(shè)置在閥體1 上，也可以設(shè)置在與閥體l密封連接的靜密封體上。操作桿5與活動(dòng)密封件2剛性連接，用于 對(duì)活動(dòng)密封件2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。當(dāng)活動(dòng)密封件2向關(guān)閉方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，密封副 上的動(dòng)密封面4相對(duì)于靜密封面3以平行漸近的方式運(yùn)動(dòng)；當(dāng)然，當(dāng)活動(dòng)密封件2向打開(kāi)方向 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，密封副上的動(dòng)密封面4相對(duì)于靜密封面3以平行漸離的方式運(yùn)動(dòng)。在上述閥門(mén)的開(kāi)關(guān) 過(guò)程中，動(dòng)密封面4和靜密封面3始終是保持平行的，從而在關(guān)閉閥門(mén)的過(guò)程中，可使動(dòng)密封 面4向靜密封面3施加均勻的壓力，達(dá)到發(fā)明的目的。
上述動(dòng)密封面4相對(duì)于靜密封面3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平行漸近和平行漸離的運(yùn)動(dòng)方式，可以采用多 種結(jié)構(gòu)形態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，相互適配的阿基米德螺線柱面、阿基米德螺線球面、螺旋面等。 采用上述結(jié)構(gòu)的密封結(jié)構(gòu)，可用于現(xiàn)有的多種形式的閥門(mén)，如柱式旋塞閥、球閥、蝶閥等。
在柱式旋塞閥或球閥中采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)時(shí)，其閥體l的入口端和出 口端的兩個(gè)密封副中，可以采用一個(gè)由相互適配的阿基米德螺線柱面或阿基米德螺線球面形 成的動(dòng)密封面4與靜密封面3構(gòu)成密封副，另一個(gè)密封副采用相互適配的標(biāo)準(zhǔn)的柱面或球面， 形成單楔式密封結(jié)構(gòu)；也可以采用兩個(gè)均由相互適配的阿基米德螺線柱面或阿基米德螺線球 面形成的動(dòng)密封面4與靜密封面3構(gòu)成的密封副，形成雙楔式密封結(jié)構(gòu)。
在蝶閥中采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)時(shí)，活動(dòng)密封件2為閥板，閥板的徑向端 面為動(dòng)密封面4，靜密封面3設(shè)置在閥體1的內(nèi)腔圓周上，靜密封面3和動(dòng)密封面4為相互適配 的阿基米德螺線球面。
另外，還可以采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)制作成其它結(jié)構(gòu)形式的閥芯，從而應(yīng) 用于不同類(lèi)型的閥門(mén)。
為了方便制造、裝配和當(dāng)密封面過(guò)度磨損后可修復(fù)，同時(shí)也為了減小動(dòng)、靜密封面的接 觸面積，從而提高密封比壓，可將靜密封面3設(shè)置在管式可調(diào)結(jié)構(gòu)上，管式可調(diào)結(jié)構(gòu)由與閥
體l滑動(dòng)配合的管式靜密封體ll、帶螺紋的壓緊圈12和彈性密封圈9組成。
實(shí)施例l:如圖1 圖2所示，在柱式旋塞閥中，采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)， 其活動(dòng)密封件2為柱體，入口端和出口端的兩個(gè)密封副中，兩個(gè)密封副均由相互適配的阿基 米德螺線柱面形成的動(dòng)密封面4與靜密封面3構(gòu)成，從而形成雙面楔式結(jié)構(gòu)的阿柱面柱式旋塞 閥。
當(dāng)其入口端和出口端的靜密封面3以及與之相匹配的入口端和出口端的動(dòng)密封面4均由阿 柱面構(gòu)成時(shí)，如圖2所示，閥體l上在角度ei和9 3區(qū)間的部分由普通圓柱面構(gòu)成，在角度82 和94區(qū)間的部分由阿柱面構(gòu)成；動(dòng)密封件2在角度ei和9 3區(qū)間的部分由阿柱面構(gòu)成，在角
度e 2和e 4區(qū)間的部分由普通圓柱面構(gòu)成。閥體i和動(dòng)密封件2上沿Y軸開(kāi)有通孔。
為提高密封比壓、減小開(kāi)關(guān)力矩，入口端和出口端的靜密封面3，可設(shè)置在管式靜密封 體11上，管式靜密封體ll由薄壁管做成，僅環(huán)繞流道10的管式靜密封體11插入閥體1沿Y軸開(kāi) 設(shè)的通孔中，后端用帶螺紋的壓緊圈12壓緊并通過(guò)彈性密封圈9進(jìn)行密封，從而形成可調(diào)靜 密封結(jié)構(gòu)。彈性密封圈9可采用0型密封圈等，如圖2所示。上述的這種可調(diào)靜密封結(jié)構(gòu)更便 于制造、裝配和維修，其余部分與普通直柱式旋塞閥相同或相似，這里不贅述。
圖2所示為該閥門(mén)處于開(kāi)啟的狀態(tài)，如果順時(shí)針旋轉(zhuǎn)操作桿5大約90°，活動(dòng)密封件2上的 動(dòng)密封面4的阿柱面將與靜密封面3的阿柱面貼合，進(jìn)一步順時(shí)針旋轉(zhuǎn)操作桿5將使動(dòng)密封面4 對(duì)靜密封面3均勻施壓。該結(jié)構(gòu)為雙面楔式結(jié)構(gòu)。關(guān)閉后，由于活動(dòng)密封件2上與進(jìn)口端和出 口端對(duì)應(yīng)的動(dòng)密封面4向進(jìn)口端和出口端的靜密封面3均勻施加大小相同、方向相反的力，此 力由活動(dòng)密封件2的剛性來(lái)自平衡，因此操作桿5不承受其它外力。
實(shí)施例2:如圖1 圖2所示，在柱式旋塞閥中采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，一 側(cè)的靜密封面3與動(dòng)密封面4是由普通圓柱面構(gòu)成密封副，另一側(cè)的密封副由相互適配的阿基 米德螺線柱面形成的動(dòng)密封面4與靜密封面3構(gòu)成，從而形成單面楔式結(jié)構(gòu)的阿柱面柱式旋塞 閥。采用這種結(jié)構(gòu)，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，操作桿5將承受動(dòng)密封面4對(duì)靜密封面3施壓的力，閥門(mén)關(guān) 閉時(shí)，操作桿5將產(chǎn)生少量的橫向位移，此結(jié)構(gòu)加工起來(lái)可能會(huì)較容易。
實(shí)施例3:如圖3 圖4所示，在球閥中采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，形成阿球 面球閥。圖3、圖4中為上裝雙面楔式阿球面球閥，用阿基米德螺線球面作動(dòng)密封面4，靜密 封體由薄壁管制成管式靜密封體ll，管式靜密封體11上設(shè)置靜密封面3，通過(guò)壓緊圈12與閥 體1的螺紋連接來(lái)實(shí)現(xiàn)管式靜密封體11沿Y軸方向的位置調(diào)節(jié)，管式靜密封體ll與閥體l之間 采用彈性密封圈9來(lái)實(shí)現(xiàn)密封，其余部分與普通球閥相同。另外球閥結(jié)構(gòu)也可象實(shí)施例2—樣 改作單面楔式結(jié)構(gòu)，此處不贅述。 實(shí)施例4:如圖5 圖7所示，在蝶閥中采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，活動(dòng)密封 件2為閥板，靜密封體由薄壁管制成管式靜密封體ll。用YZ平面上的阿基米德螺線作基線， 使基線繞Z軸旋轉(zhuǎn)可生成阿球面，用此阿球面的一部分(用與XZ面平行的兩個(gè)平面切出來(lái)的 部分)作閥板的動(dòng)密封面4和靜密封體的靜密封面3，就生成了如圖5 圖7所示的阿球面蝶 閥。阿球面蝶閥只有單面楔式、單密封結(jié)構(gòu)，因此操作桿將承壓。與三偏心蝶閥相比，阿球 面蝶閥密封部分受壓更均勻，密封面磨損的自動(dòng)補(bǔ)償也更均勻，而且由于閥板不受偏心力， 其本征安全性也較好。
實(shí)施例5:如圖8 圖11所示，為采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)制作成閥芯的結(jié)構(gòu) 形式。閥體l內(nèi)腔上密封連接有順序排列的上壓件6、支撐環(huán)7和下壓件8構(gòu)成的密封件組合 體，支撐環(huán)7的環(huán)體內(nèi)圓周邊與上壓件6和下壓件8的內(nèi)端面之間形成密封腔，設(shè)置在密封腔 內(nèi)的活動(dòng)密封件2上的操作桿5垂直于下壓件8的內(nèi)端面并伸出下壓件8。該密封結(jié)構(gòu)中，流道 10的方向與操作桿5的軸線方向一致。上壓件6、下壓件8和活動(dòng)閥體2上相對(duì)設(shè)置有沿操作桿 5軸心線圓周分布的流道10，上壓件6和下壓件8內(nèi)端面上的流道10的周邊設(shè)置有靜密封面3， 活動(dòng)閥體2的兩個(gè)端面上設(shè)置有與靜密封面3適配的動(dòng)密封面4形成密封副，其中一端的密封 副由螺旋面構(gòu)成，另一個(gè)的密封副由平面構(gòu)成。若為雙面楔式結(jié)構(gòu)，則上壓件6和下壓件8上 的靜密封面3分別由旋向相反的螺旋面構(gòu)成，若為單面楔式結(jié)構(gòu)，則上壓件6和下壓件8上的 靜密封面3—個(gè)由螺旋面構(gòu)成，另一個(gè)為平面?；顒?dòng)密封面4設(shè)置在活動(dòng)密封件2上的非流道 部分，而流道10周?chē)鸀槠矫?。由于單面楔式結(jié)構(gòu)有一對(duì)密封為平面，較容易制造。如圖8、 圖9所示為一個(gè)單面楔式結(jié)構(gòu)密封件組合體，處于開(kāi)啟狀態(tài)，這時(shí)活動(dòng)密封件2上的動(dòng)密封面 4與下壓件8上的無(wú)流道部分的平面相對(duì)應(yīng)，活動(dòng)密封件2上的螺旋面的最高處(理論上為一 條線)與下壓件8的無(wú)流道部分平面接觸，而且活動(dòng)密封件2上的動(dòng)密封面4截止處的直平面 與下壓件8上的螺旋面截止處的直平面相碰從而限位，這時(shí)活動(dòng)密封件2上的流道10與上壓件 6、下壓件8的流道10剛好對(duì)齊。當(dāng)順時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)操作桿5，活動(dòng)密封件2上的動(dòng)密封面4將向下 壓件8上沿流道10周?chē)贾玫撵o密封面3平行漸近。當(dāng)活動(dòng)密封件2上的螺旋面與下壓件8上的 靜密封面3接觸時(shí)，活動(dòng)密封件2上的非流道部分剛好將上壓件6、下壓件8上的流道10遮蔽。 活動(dòng)密封件2繼續(xù)順時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)將在上壓件6、下壓件8上的靜密封面3上產(chǎn)生均勻的擠壓力。支 撐環(huán)7的作用是在上壓件6、下壓件8之間形成一個(gè)空間以保證開(kāi)啟時(shí)活動(dòng)密封件2剛好能轉(zhuǎn) 動(dòng)，而關(guān)閉時(shí)上壓件6、下壓件8受擠壓又不會(huì)分開(kāi)。
權(quán)利要求
1.旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，包括閥體(1)和設(shè)置在閥體(1)的流道(10)上的密封腔內(nèi)并可相對(duì)于閥體(1)旋轉(zhuǎn)的活動(dòng)密封件(2)，設(shè)置在閥體(1)的流道(10)上的靜密封面(3)與設(shè)置在活動(dòng)密封件(2)上的動(dòng)密封面(4)構(gòu)成密封副，其特征是操作桿(5)與活動(dòng)密封件(2)剛性連接，當(dāng)活動(dòng)密封件(2)向關(guān)閉方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，密封副上的動(dòng)密封面(4)相對(duì)于靜密封面(3)以平行漸近的方式運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，其特征是活動(dòng)密封 件(2)為柱體，至少一個(gè)密封副由相互適配的阿基米德螺線柱面形成的動(dòng)密封面(4)與靜 密封面(3)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的閥門(mén)，其特征是密封副為兩個(gè)，兩個(gè)密封副 均由相互適配的阿基米德螺線柱面形成的動(dòng)密封面(4)與靜密封面(3)構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，其特征是活動(dòng)密封 件(2)為閥板，閥板的徑向端面為動(dòng)密封面(4)，靜密封面(3)設(shè)置在閥體(1)的內(nèi)腔 圓周上，靜密封面(3)和動(dòng)密封面(4)為相互適配的阿基米德螺線球面。
5.如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，其特征是活動(dòng)密封 件(2)為大致的球體形狀，至少一個(gè)密封副由相互適配的阿基米德螺線球面形成的動(dòng)密封 面(4)與靜密封面(3)構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，其特征是密封副為 兩個(gè)，兩個(gè)密封副均由相互適配的阿基米德螺線球面形成的動(dòng)密封面(4)與靜密封面(3) 構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，其特征是閥體 (1)內(nèi)腔上密封連接有順序排列的上壓件(6)、支撐環(huán)(7)和下壓件(8)，支撐環(huán) (7)的環(huán)體內(nèi)圓周邊與上壓件(6)和下壓件(8)的內(nèi)端面之間形成密封腔，設(shè)置在密封 腔內(nèi)的活動(dòng)密封件(2)上的操作桿(5)垂直于下壓件(8)的內(nèi)端面并伸出下壓件(8)， 上壓件(6)、下壓件(8)和活動(dòng)閥體(2)上相對(duì)設(shè)置有沿操作桿(5)軸心線圓周分布 的流道(10)，上壓件(6)和下壓件(8)內(nèi)端面上的流道(10)的周邊設(shè)置有靜密封面 (3)，活動(dòng)閥體(2)的兩個(gè)端面上設(shè)置有與靜密封面(3)適配的動(dòng)密封面(4)形成密封 副，其中一端的密封副由螺旋面構(gòu)成，另一個(gè)的密封副由平面構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，其特征是閥體 (1)內(nèi)腔上密封連接有順序排列的上壓件(6)、支撐環(huán)(7)和下壓件(8)，支撐環(huán) (7)的環(huán)體內(nèi)圓周邊與上壓件(6)和下壓件(8)的內(nèi)端面之間形成密封腔，設(shè)置在密封 腔內(nèi)的活動(dòng)密封件(2)上的操作桿(5)垂直于下壓件(8)的內(nèi)端面并伸出下壓件(8)， 上壓件(6)、下壓件(8)和活動(dòng)密封件(2)上相對(duì)設(shè)置有沿操作桿(5)軸心線圓周分布 的流道(10)，上壓件(6)和下壓件(8)內(nèi)端面上的流道(10)的周邊設(shè)置有靜密封面 (3)，活動(dòng)閥體(2)的兩個(gè)端面上設(shè)置有與靜密封面(3)適配的動(dòng)密封面(4)形成密封 副，兩端的密封副均由螺旋面構(gòu)成，且兩端的螺旋面旋向相反。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封 結(jié)構(gòu)，其特征是靜密封面(3)設(shè)置在管式可調(diào)結(jié)構(gòu)上，管式可調(diào)結(jié)構(gòu)由與閥體(1)滑動(dòng) 配合的管式靜密封體(11)、帶螺紋的壓緊圈(12)和彈性密封圈(9)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)的通用閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)楔式閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可使動(dòng)密封面向靜密封面施加均勻的壓力。該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)活動(dòng)密封件向關(guān)閉方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，密封副上的動(dòng)密封面相對(duì)于靜密封面以平行漸近的方式運(yùn)動(dòng)。動(dòng)密封面只有在與靜密封面貼合后才會(huì)有少量的滑動(dòng)，屬于準(zhǔn)無(wú)損密封結(jié)構(gòu)。此密封結(jié)構(gòu)可用于硬密封和軟密封，密封可靠性高，可用較小的開(kāi)關(guān)力矩提供足夠、均勻的壓力，達(dá)到所需要的密封比壓，內(nèi)密封性能可達(dá)到高級(jí)別，外密封容易解決。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，生產(chǎn)加工容易，成本低，可廣泛地用于要求密封性能高、介質(zhì)雙向流動(dòng)、中小型流量、耐高溫、長(zhǎng)壽命、開(kāi)關(guān)頻繁而且開(kāi)關(guān)速度快的通用閥門(mén)結(jié)構(gòu)中。
文檔編號(hào)F16K5/00GK101173715SQ20071020086
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者潘世永 申請(qǐng)人:潘世永