專利名稱：密封壓力可調(diào)式自動補償球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封壓力可調(diào)式球形閥門的改進設(shè)計，適用于壓差變化較大的工業(yè)介質(zhì)管道，特別是作為卸灰閥及應(yīng)用于流化床輸送管路或含塵較多的氣流管道。
背景技術(shù)：
球形閥是工業(yè)生產(chǎn)中常用的控制閥門。在臺金和熱電領(lǐng)域，球閥常被用來做卸灰和通風(fēng)管路中的截流閥，應(yīng)用十分廣泛?，F(xiàn)在的球形閥的結(jié)構(gòu)是由閥體、由旋轉(zhuǎn)支撐軸定位在閥體內(nèi)的具有相對支撐軸對稱密封球面的閥芯及相應(yīng)支撐軸密封件、與閥體組裝在一起的密封上端套、與上端套配合的可調(diào)式壓力圈及壓力圈上附設(shè)的密封膠圈組成。壓力圈同軸向套裝在密封上端套內(nèi)，借助于設(shè)置在上端套上的調(diào)節(jié)螺絲、調(diào)節(jié)頂圈和彈簧實現(xiàn)對壓力圈與閥芯密封球面之間的壓力調(diào)節(jié)。并借助鑲嵌在壓力圈上的密封膠圈強化其密封效果(可參考圖1-現(xiàn)有球閥結(jié)構(gòu)示意圖)。現(xiàn)有的球閥結(jié)構(gòu)造成了以下明顯缺陷閥芯中通孔銳利的沿口在恒定壓力下滑過密封膠圈極容易造成損傷而破壞整體密封效果?？烧{(diào)壓力圈側(cè)面的密封膠圈在保證壓力圈上下可調(diào)節(jié)的前提下很難實現(xiàn)絕對的密封?，F(xiàn)實情況下是經(jīng)過一段使用后灰塵穿透密封圈進入造成調(diào)節(jié)機構(gòu)失靈，甚至在維修時拆卸都極為困難，從而導(dǎo)致球閥的壽命太短，“可調(diào)節(jié)”如同虛設(shè)。這種結(jié)構(gòu)的球閥實際上只能一次性調(diào)節(jié)。為保證其密封效果亦不能預(yù)調(diào)壓力過小，這不但造成操作費力而且更容易形成密封膠條的劃損。預(yù)調(diào)壓力無法實現(xiàn)隨機補償而大大限制了球閥的使用場合和范圍。以上缺陷造成的高昂損耗是目前冶金與熱電行業(yè)十分關(guān)注的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有球閥設(shè)定密封球面預(yù)設(shè)壓力偏大、密封失效快、調(diào)節(jié)能力差的缺點，從而實現(xiàn)操作輕便、密封壓力調(diào)節(jié)范圍大、自動補償、使用壽命長的效果。
本發(fā)明所采取的關(guān)鍵技術(shù)方案是對可調(diào)節(jié)式壓力圈結(jié)構(gòu)、形狀和位置的改進。具體的設(shè)計方案是將可調(diào)節(jié)式壓力圈設(shè)計成兩部分組成。一部分稱其為可調(diào)壓力圈定位套，它借助閥體和密封上端蓋之間的緊固螺栓定位在閥體與上端蓋之間。另一部分稱為浮動式密封壓力圈，其設(shè)在壓力圈定位套內(nèi)徑中，借助偏心調(diào)節(jié)栓將其定位，并實現(xiàn)軸向位置調(diào)節(jié)，浮動式壓力圈亦附設(shè)有密封膠圈，并通過密封膠圈和閥芯的密封球面形成接觸密封。為實現(xiàn)浮動壓力圈的自動補償效果和預(yù)置壓力可調(diào)節(jié)性能，在浮動式壓力圈側(cè)面上設(shè)定一圈環(huán)形定位槽，其槽寬尺寸要大于從定位套中穿出的調(diào)節(jié)栓末端偏心短軸的直徑。這樣除了通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)栓可以使偏心短軸調(diào)節(jié)密封壓力圈的理想位置以預(yù)置合適密封比壓外，還給密封壓力圈留下了沿軸向的浮動間隙。在壓力圈留有向下浮動間隙的前提下，將浮動式密封壓力圈的內(nèi)表面設(shè)計成倒圓臺形狀即可以在關(guān)閉閥門的瞬間由于壓差形成對內(nèi)表面沿軸向浮動力，從而使壓力圈與閥芯接觸壓力加大，實現(xiàn)密封壓力的自動補償。壓差越大，補償越明顯，密封效果越好。閥門打開的瞬間閥體內(nèi)壓差消失，則壓力圈上的補償壓力減少，可以使整個閥門操作過程變得輕快而省力。所以改進后的閥門可以設(shè)定較小的密封預(yù)壓力，從而大大減少了操作過程中的磨損，大大延長了閥門的使用壽命。
下面將通過附圖及附圖中給出的改進實施例，進一步說明本發(fā)明的目的是如何實現(xiàn)的。


附圖1為做參照的現(xiàn)有球閥結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本發(fā)明改進后的結(jié)構(gòu)實施例。
其中，1為閥體，2為閥芯，2A為閥芯旋轉(zhuǎn)軸，2B為閥芯支撐軸，3代表密封上端套，4代表調(diào)節(jié)螺絲，5代表調(diào)節(jié)頂圈，6代表調(diào)節(jié)彈簧，7代表調(diào)節(jié)壓力圈，7A代表密封膠圈，8代表改進后設(shè)計的壓力圈定位套，9代表調(diào)節(jié)定位栓，9A代表偏心短軸，9B代表調(diào)節(jié)四方栓，10代表鎖緊空心螺栓，11代表浮動壓力圈，11A代表調(diào)節(jié)定位的浮動定位環(huán)形槽，12為特制的異型密封膠圈。
通過給出的兩附圖對比可以清楚的看到，改進的關(guān)鍵是對可調(diào)節(jié)壓力圈結(jié)構(gòu)、形狀和位置的調(diào)整。
具體實施例方式
圖2給出的是本發(fā)明的一個完整實施例。從該實施例中看出現(xiàn)有技術(shù)中可調(diào)式壓力圈7被壓力圈定位套8和浮動式密封壓力圈11組合結(jié)構(gòu)所替代。定位套8借助閥體1與上端套3的螺栓連接夾持定位在兩者之間。浮動式密封壓力圈11借助調(diào)節(jié)定位栓9定位在定位套8的內(nèi)徑中，并形成有軸向間隙的滑動配合關(guān)系。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，起強化密封作用的密封膠圈設(shè)計為呈開口圓環(huán)狀，包絡(luò)浮動壓力圈11全部外表面和部分定位套端面的特制異形膠圈12，并借助閥體1和上端套3形成的連接壓力固定形成密封防塵式結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)浮動壓力圈11滑動配合副和調(diào)節(jié)機構(gòu)與閥體內(nèi)高含塵環(huán)境的絕對隔離，從而根本上防止了調(diào)節(jié)機構(gòu)的污染失效保證了浮動壓力圈11的靈活浮動性能。
浮動壓力圈11側(cè)表面為圓柱形，可以形成與定位套8內(nèi)徑的滑動配合。內(nèi)表面呈倒臺形，其目的是使關(guān)閉閥門后由于壓差在倒圓臺面上形成沿軸向的補償分力，從而導(dǎo)致壓力圈11向下浮動加大對密封面的壓力，使壓差越大則壓力補償越大。故而可以較大范圍地調(diào)小預(yù)壓力使操作輕快靈活。浮動壓力圈11的內(nèi)與側(cè)表面借助均勻過渡圓弧連接，從而改善閥芯2通孔邊沿與密封圈12的交匯角度減少對膠圈的劃損。在浮動式壓力圈11的側(cè)表面上加工出一道起浮動調(diào)節(jié)作用的環(huán)形槽11A，用來調(diào)節(jié)對密封面的預(yù)壓力和留下浮動間隙。同時環(huán)形槽11A內(nèi)可存儲油脂潤滑劑，以減少浮動補償時的滑動阻力。
從附圖2中還可以看出，定位套8是一個厚度呈階梯狀變化的圓盤和一個空心圓柱的組合體。圓柱體的內(nèi)表面與浮動式壓力圈11的外表面呈滑動配合，所預(yù)留的工藝間隙中可留存潤滑油脂以減少浮動式壓力圈11的運動阻力和浮動靈敏程度。在定位套8側(cè)面設(shè)有與浮動式壓力圈11、浮動定位環(huán)形槽11A相對應(yīng)的3-6個調(diào)節(jié)定位通孔，孔口加工有螺紋，每個通孔配套一個偏心式調(diào)節(jié)定位栓。
偏心式調(diào)節(jié)定位栓9是個直徑呈階梯形變化的圓柱體，其末端有一個偏心短軸9A，前端為調(diào)節(jié)四方栓9B，應(yīng)用時借助空心螺栓10將浮動壓力圈鎖緊調(diào)節(jié)定位。
本發(fā)明所采取的新設(shè)計不但從根本上實現(xiàn)了調(diào)節(jié)機構(gòu)的防塵、防損，實現(xiàn)了真正的密封壓力可調(diào)效果，而且借助異型密封膠圈12作用保證了浮動式壓力圈11自由浮動的靈活性和靈敏度，通過隨機浮動實現(xiàn)了密封壓力的自動補償，使得密封膠圈12與閥芯2緊密結(jié)合保持一定的比壓，而達到密封介質(zhì)的要求。特別是浮動壓力圈11對密封膠圈12產(chǎn)生的壓力可隨介質(zhì)壓力成正比，從而隨介質(zhì)壓力的變化實現(xiàn)自補償是非常重要的。在閥門出廠前只需通過調(diào)節(jié)栓9使密封副保證一個最低限度的密封比壓，該產(chǎn)品即可適應(yīng)額定壓力下的介質(zhì)較大范圍內(nèi)的壓力變化，操作輕快靈便，是現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的球閥更無法比擬的。
權(quán)利要求
1.一種密封壓力可調(diào)式自動補償球閥，由閥體(1)，定位在閥體(1)中具有相對于旋轉(zhuǎn)支撐軸(2A，2B)對稱密封球面的閥芯(2)及旋轉(zhuǎn)支撐軸密封件，與閥體(1)組裝在一起的密封上端套(3)，與上端套(3)配合的可調(diào)式壓力圈及壓力圈上附屬的密封膠圈組成，其特征在于可調(diào)節(jié)壓力圈由兩部分組成，一部分為可調(diào)節(jié)壓力圈定位套(8)，借助閥體(1)與上端套(3)之間的緊固螺栓定位在上端套(3)與閥體(1)之間，另一部分為浮動式密封壓力圈(11)，借助偏心式調(diào)節(jié)定位栓(9)設(shè)定在定位套(8)的內(nèi)徑中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的自動補償式球閥，其特征在于附屬在壓力圈上的密封膠圈呈開口圓環(huán)狀，包絡(luò)浮動式壓力圈的全部外表面和部分定位套端面的特制異型膠圈(12)，并借助閥體(1)和上端套(3)形成的連接壓力固定形成可調(diào)壓力圈密封式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的自動補償式球閥，其特征在于浮動式壓力圈(11)側(cè)表面為圓柱形，內(nèi)表面為倒圓臺形，側(cè)外表面借助均勻圓弧曲面過渡連接，側(cè)表面加工出一道浮動定位的環(huán)形槽(11A)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的自動補償式球閥，其特征在于定位套(8)是一個厚度呈階梯變化的圓盤和空心圓柱的組合體，圓柱體內(nèi)表面與浮動壓力圈(11)側(cè)表面呈滑動配合，定位套(8)側(cè)面設(shè)置有與浮動式壓力圈側(cè)面環(huán)形槽(11A)相對應(yīng)的3-6個通孔，孔口加工有螺紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的自動補償式球閥，其特征在于偏心式調(diào)節(jié)定位栓(9)是個直徑呈階梯變化的圓柱體，其末尾部有一個偏心短軸(9A)，前端部有調(diào)節(jié)四方栓(9B)，應(yīng)用時借助鎖緊空心螺栓(10)實現(xiàn)浮動壓力圈調(diào)節(jié)定位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密封壓力可調(diào)節(jié)式自補償球閥的新設(shè)計，其特別適用于介質(zhì)壓差變化范圍較大的工業(yè)介質(zhì)輸送管路。本發(fā)明的關(guān)鍵在于將普通可調(diào)式球閥的調(diào)節(jié)壓力圈改進為由壓力圈定位套和浮動壓力圈組成的復(fù)合式結(jié)構(gòu)，并借助密封膠圈將兩部分結(jié)構(gòu)組合成一個密封防塵式滑動副。由經(jīng)向偏心調(diào)節(jié)機構(gòu)實現(xiàn)預(yù)壓力設(shè)定后，由浮動式壓力圈實現(xiàn)密封壓力的自動補償。
文檔編號F16K5/00GK1400412SQ01122998
公開日2003年3月5日 申請日期2001年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月31日
發(fā)明者李玉清 申請人:李玉清