專利名稱：無磨損螺旋面密封閥門的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種閥門，更具體地說，尤其涉及一種無磨損螺旋面密封閥門。
背景技術：
閥門是通過可動機構來控制管道內介質的流動，最常見的是通過施加力矩帶動閥芯旋轉或升降而達到開關目的。因此，閥門密封的可靠性是最重要的性能。閥芯運動的理想狀態(tài)是⑴閥門處于關閉狀態(tài)時，密封副的密封比壓均勻且保持設計要求；⑵開啟閥門時又希望相互緊貼的密封面能先行分離，然后再旋轉，以避免密封面的磨損和減少開啟力矩。上述(1)的狀態(tài)，往往是比較容易實現的，只要提高閥門密封面的制造精度就可以達到。但對⑵的狀態(tài)就比較難以實現，本發(fā)明提供了解決此問題的可靠方法。球閥、蝶閥、旋塞閥都是通過轉動閥芯來控制閥門開關的，密封面分別是球面、圓錐面或圓柱面，在開關的過程中運動密封面始終與靜止密封面緊貼而作相對運動，因此啟閉時扭矩較大，密封面也易因摩擦而損壞，在輸送含有粉塵等顆粒介質的管道中，閥門的使用壽命則更短。為了解決上述問題，人們相應進行了改進，如出現了軌道式球閥、撐開式球閥、雙偏心蝶閥、三偏心蝶閥、提升式旋塞閥等等。這些改進都是為了在開關閥門時能減輕密封面的摩擦，從而減小操作扭矩，延長閥門的使用壽命。但是這些改進都存在局限性，雖有一定的效果，但同時也帶來了新的缺陷。如與原來的閥門相比，結構變得更復雜，零件數量增加，制造工藝難度大、精度高，增加了制造成本。綜上所述，要保證閥門關閉到位，除保證零件制造精度外，實現密封副的密封比壓均勻且保持設計要求，是閥門密封的關鍵。在如何應用節(jié)能、快捷、可靠地提高閥門的使用壽命，問題的焦點是如何實現閥門在開啟時能在轉動密封件的同時讓運動密封面與靜止密封面瞬時分開，閥門在關閉時轉動密封件到關閉位置時，運動密封面與靜止密封面才緊密貼合，從而實現無摩擦的閥門啟閉。本發(fā)明就是為了解決這一問題并實現目的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、體積小且密封可靠性較高的無磨損螺旋面密封閥門。本發(fā)明的技術方案是這樣實現的一種無磨損螺旋面密封閥門，包括閥體，在閥體上設有介質入口和介質出口，在閥體內活動設有閥芯和閥座，其中所述的閥芯與閥座閉合時的接觸部橫切面的輪廓線為同一條等速螺線的一部分；閥芯與閥座閉合時閥芯沿等速螺線外旋轉，閥芯與閥座脫離，閥門打開；閥芯與閥座脫離時閥芯沿等速螺線內旋轉，閥芯與閥座形成接觸密封，閥門關閉。上述的無磨損螺旋面密封閥門中，所述的閥座位于閥體中部，所述的閥芯設置在閥座內，閥座與閥芯配合形成密封面。上述的無磨損螺旋面密封閥門中，所述的閥體內設有空腔，空腔分別與介質入口和介質出口導通，所述的閥芯設置在空腔內，所述的閥座設置在介質入口或介質出口外圍的閥體上；閥芯與閥座配合形成密封面。上述的無磨損螺旋面密封閥門中，所述的閥芯由支座和設置在支座上的密封件組成，密封件與介質出口配合形成密封面；所述的密封件的外表面為球面，該密封件的橫截面的外輪廓線位于等速螺線上。上述的無磨損螺旋面密封閥門中，所述的閥體與閥座為一體成型的整體結構。本發(fā)明采用上述結構后，首先閥體與閥芯的配合采用等速螺線原理，實現開關過程的無磨損，形成較為理想的密封效果，當閥芯朝順時針旋轉時，可以在閥門開啟的瞬間， 實現閥芯與閥體接觸面的脫離，具有無磨擦且力矩小的優(yōu)點。其次，采用等速螺線原理后， 只需要在閥體內直接加工出一個由等速螺線生成的螺旋曲面，這樣可以使得閥座與閥體可以一體成型，與傳統閥門的密封面與閥體分開為兩個零件，具有本質的區(qū)別，這種結構大大增加了密封面的剛性，保證在高壓下密封面也不易出現變形，具有恒定的密封比壓，提高限密封可靠性，又避免了介質或雜物在傳統的閥座與閥體之間的空隙中聚集、結晶，影響閥的使用壽命；最后，由于采用等速螺線原理，閥芯在逆時針旋轉時，能自動清除密封面上的塵垢，并且可以自動補償密封功能，使得閥門的使用壽命得到延長。本發(fā)明適用于球閥、蝶閥、 旋塞閥等旋轉式開關的閥門，具有啟閉扭矩小，密封比壓均勻，密封面無磨損的優(yōu)點。適于工業(yè)化批量生產。


下面結合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但并不構成對本發(fā)明的任何限制。圖1是本發(fā)明具體實施例1的結構示意圖；圖2是圖1的使用狀態(tài)參考圖之一；圖3是圖1的使用狀態(tài)參考圖之二 ；圖4是本發(fā)明具體實施例2的結構示意圖；圖5是圖4的使用狀態(tài)參考圖之一；圖6是圖4的使用狀態(tài)參考圖之二。圖中閥體1、介質入口 la、介質出口 lb、閥芯2、支座2a、密封件2b、閥座3、空腔4。
具體實施例方式實施例1參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明的一種無磨損螺旋面密封閥門，包括閥體1，在閥體1 上設有介質入口 Ia和介質出口 lb，在閥體1內設有閥芯2和閥座3，所述的閥芯2與閥座3 閉合時的接觸部橫切面的輪廓線為同一條等速螺線的一部分，即閥芯2橫截面的外輪廓線與閥體1上對應的橫截面的內輪廓線相接觸的部分均位于同一條等速螺線上；閥芯2與閥座3閉合時閥芯2沿等速螺線外旋轉，閥芯2與閥座3脫離，閥門打開；閥芯2與閥座3脫離時閥芯2沿等速螺線內旋轉，閥芯2與閥座3形成接觸密封，閥門關閉。具體地，本實施例中的閥座3位于閥體1中部，所述的閥芯2設置在閥座3內，閥座3與閥芯2配合形成密封面，閥座3和閥芯2相接觸部分的表面硬度可根據使用場合采用不同的材料和加工工藝，如選用超音速噴涂碳化鎢、鍍硬鉻、噴焊鎳基合金、等離子氮化等密封表面處理技術。而對于軟密封則可根據工況選用聚四氟乙烯PTFE、對位聚苯PPL、尼龍等制成閥體1 ；本實施例中的閥芯2朝順時針方向旋轉90°時處于全開狀態(tài)，閥芯2朝逆時針方向旋轉90°時處于密封狀態(tài)。閥芯2的安裝方式與傳統的相同，都是通過傳動軸固定在閥體1上，傳動軸與閥體1的接觸部之間均做密封、防磨處理，即設置密封膠圈和防磨膠圈；同時在閥體1外側的傳動軸上設置扳手，方便開關閥門。實施例2參閱圖4至圖6所示，本發(fā)明的一種無磨損螺旋面密封閥門，包括閥體1，在閥體1 上設有介質入口 Ia和介質出口 lb，在閥體1內設有閥芯2和閥座3，在閥體1內設有空腔 4，空腔4分別與介質入口 Ia和介質出口 Ib導通，所述的閥芯2設置在空腔4內，所述的閥座3設置在介質入口 Ia或介質出口 Ib外圍的閥體1上；閥芯2與閥座3配合形成密封面。 具體地，本實施例中的閥芯2由支座加和設置在支座加上的密封件2b組成，密封件2b與介質出口 Ib配合形成密封面；所述的密封件2b的外表面為球面，該密封件2b的橫截面的外輪廓線位于等速螺線上。本發(fā)明適用于球閥、蝶閥、旋塞閥等旋轉式開關的閥門，具有啟閉扭矩小，密封比壓均勻，密封面無磨損的優(yōu)點。適于工業(yè)化批量生產。以上對本發(fā)明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發(fā)明實施例，在具體實施方式
以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.一種無磨損螺旋面密封閥門，包括閥體(1)，在閥體(1)上設有介質入口(Ia)和介質出口(Ib)，在閥體(1)內設有閥芯(2)和閥座(3)，其特征在于，所述的閥芯O)與閥座 (3)閉合時的接觸部橫切面的輪廓線為同一條等速螺線的一部分；閥芯O)與閥座(3)閉合時閥芯(2)沿等速螺線外旋轉，閥芯(2)與閥座(3)脫離，閥門打開；閥芯(2)與閥座(3) 脫離時閥芯(2)沿等速螺線內旋轉，閥芯(2)與閥座(3)形成接觸密封，閥門關閉。
2.根據權利要求1所述的無磨損螺旋面密封閥門，其特征在于，所述的閥座(3)位于閥體(1)中部，所述的閥芯⑵設置在閥座⑶內，閥座(3)與閥芯⑵配合形成密封面。
3.根據權利要求1所述的無磨損螺旋面密封閥門，其特征在于，所述的閥體(1)內設有空腔，空腔(4)分別與介質入口(Ia)和介質出口(Ib)導通，所述的閥芯(2)設置在空腔內，所述的閥座(3)設置在介質入口(Ia)或介質出口(Ib)外圍的閥體(1)上；閥芯 (2)與閥座(3)配合形成密封面。
4.根據權利要求3所述的無磨損螺旋面密封閥門，其特征在于，所述的閥芯(2)由支座 (2a)和設置在支座Oa)上的密封件Ob)組成，密封件Ob)與介質出口(Ib)配合形成密封面；所述的密封件Ob)的外表面為球面，該密封件Ob)的橫截面的外輪廓線位于等速螺線上。
5.根據權利要求1至4任一所述的無磨損螺旋面密封閥門，其特征在于，所述的閥體 (1)與閥座(3)為一體成型的整體結構。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無磨損螺旋面密封閥門，屬于閥門技術領域，其技術要點包括閥體，在閥體上設有介質入口和介質出口，在閥體內活動設有閥芯和閥座，其中所述的閥芯與閥座閉合時的接觸部橫切面的輪廓線為同一條等速螺線的一部分；閥芯與閥座閉合時閥芯沿等速螺線外旋轉，閥芯與閥座脫離，閥門打開；閥芯與閥座脫離時閥芯沿等速螺線內旋轉，閥芯與閥座形成接觸密封，閥門關閉；本發(fā)明旨在提供一種結構簡單、體積小且密封可靠性較高的無磨損螺旋面密封閥門；用于控制介質在管道中的流動。
文檔編號F16K51/00GK102384312SQ20111033062
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權日2011年10月26日
發(fā)明者劉會新, 楊志中, 潘運清, 王紅娟, 羅利梅, 羅苑林, 邱茂煌 申請人:廣東明珠流體機械有限公司