專利名稱：角行程閥門的閥座、閥芯密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門，尤其是它的閥座與閥芯間的密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)適用于角行程閥門例如偏心球閥、蝶閥。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)角行程閥門的閥座、閥芯間的密封結(jié)構(gòu)是鋼性面接觸或線接觸硬密封，由于閥座、閥芯不可能完全同心，閥門關(guān)閉時，閥座、閥芯不能很好吻合，不可避免地存在間隙，其泄漏等級只能達到III-IV級，密封效果不是很好，不能用于對密封性能要求很高的場合。目前，國內(nèi)、外一些閥門生產(chǎn)廠家開發(fā)出一種彈性硬密封閥門，參見圖1，其閥座1被設計成端口外卷的異徑管結(jié)構(gòu)，其縱截面是“J”形，成為一個管彈簧，閥門關(guān)閉時，該管彈簧與閥芯線接觸并被壓縮，利用彈性元件萬向退讓特性，使閥座1與閥芯2吻合，形成完整的環(huán)形密封線，并利用其彈性產(chǎn)生一定的密封壓力，因而沒有間隙，顯著地改善了密封效果，在普通工況下能達到VI級泄漏等級(最高泄漏等級，習慣稱“零”泄漏)。但美中不足的是1.由于該閥座1是只有一個彈性變形段的管彈簧，為了使閥座1具有足夠地彈性，管壁被設計得很薄；且由于閥座1是用鋼板沖壓成型，管壁各處的厚度是一樣的，因此，閥座1的整體強度較差，在復雜、惡劣工況(高溫、高壓、大壓差、大溫差、腐蝕性介質(zhì)、不干凈介質(zhì)等)下，閥座1容易損壞；同時，由于彈性變形的位移量集中在一個彈性變形段，該管彈簧容易疲勞，失去彈性，兩個因素都影響閥座的使用壽命。而且，眾所周知，閥座1與閥體裝配時通常是永久性固定連接，不可拆卸，閥座1損壞或彈性失效，就意味著閥門報廢，必須更換整只閥門，導致用戶的使用成本很高。
2.為了保證閥座1的強度和彈性，不得不選用力學性能極好的特殊材料，并采用與材料相應的復雜、困難的熱處理工藝，導致閥門的生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的意在提供一種沒有上述缺點的角行程閥門的閥座、閥芯密封結(jié)構(gòu)。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是一種角行程閥門的閥座、閥芯密封結(jié)構(gòu)，所述閥座對應閥芯的部位延伸出一彈性元件，所述彈性元件與閥座是整體，其特征在于，該彈性元件是波紋管結(jié)構(gòu)，具有至少兩個彈性變形段。
所述波紋管呈塔形結(jié)構(gòu)，即波紋管是錐管，其大頭段位于閥座端，各波紋段的直徑由大頭段向小頭段順序遞減，其錐度與閥芯受力點的發(fā)線方向相適應。
所述波紋管的管壁縱截面呈塔形結(jié)構(gòu)，即其大頭位于閥座端，各波紋段管壁縱截面的幅值由大頭段向小頭段順序遞減。
另外，所述閥座是將鋼坯用機床切削而成，其本體部分的厚度不受波紋管管壁厚度的限制，根據(jù)強度設計的需要確定。
本發(fā)明的有益效果由于閥座的波紋管彈簧具有至少兩個變形段，在獲得同等彈性的前提下，即可增大波紋管的壁厚；且閥座是將鋼坯用機床切削而成，其本體部分的厚度不受波紋管管壁厚度的限制，是根據(jù)強度設計的需要確定的，故閥座的整體強度大幅度提高，能滿足在各種復雜、惡劣工況下的使用要求；同樣由于閥座的彈性元件具有至少兩個變形段，變形位移總量被分解到各變形段，每一變形段的變形位移量相對變小，波紋管彈簧不易疲勞，閥座的使用壽命大幅度延長。波紋管的壁厚增大以后，就可降低對材質(zhì)的要求，簡化熱處理工藝，在獲得同等使用性能的前提下，大幅度降低產(chǎn)品成本。
另外，由于波紋管彈簧是錐形管彈簧，當閥門關(guān)閉時，彈簧變形位移的方向基本與閥芯受力點的法線方向一致，環(huán)形密封線上各點受力均勻，密封效果好。
再有，由于波紋管的管壁縱截面呈塔形結(jié)構(gòu)，彈簧被壓縮時，動態(tài)穩(wěn)定性好，變形位移的方向穩(wěn)定，擺動幅度小，不僅有利改善密封效果，也可延緩彈簧疲勞，延長使用壽命。
經(jīng)實驗測試表明，本結(jié)構(gòu)的閥門達到VI級泄漏等級，下面是一只DN 150閥門的實驗結(jié)果



下面結(jié)合附圖和具體實施方式
詳細說明本發(fā)明。
圖1是現(xiàn)有彈性硬密封閥座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖(三個變形段的波紋管彈簧)。
圖3是本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)圖(兩個變形段的波紋管彈簧)。
具體實施例方式
參見圖2閥座1對應閥芯3的一側(cè)延伸出一波紋管彈簧2，該波紋管彈簧2具有三個波紋段，每個波紋段構(gòu)成一個彈性變形段。此外還有兩個特點一.波紋管呈塔形，即它是一個錐形波紋管，其大頭段位于閥座端，各波紋段的公稱直徑φ不同，由大頭段向小頭段順序遞減(φ1＞φ2＞φ3)，具有錐度α，錐度α根據(jù)閥芯3的球面半徑計算得出，當閥門關(guān)閉時，閥芯3
上的密封受力點A的法線L基本與α角的邊重合，這樣，環(huán)形密封線上各點受力均勻，密封效果好。
二.錐形波紋管的截面形狀也呈塔形，各波紋段的幅值h不同，由大頭段向小頭段順序遞減(h1＞h2＞h3)，這樣，波紋管彈簧被壓縮時，動態(tài)穩(wěn)定性好，變形位移的方向穩(wěn)定，擺動幅度小，不僅有利改善密封效果，也可延緩彈簧疲勞，延長使用壽命。
本閥座1加工工藝與現(xiàn)有的端口外卷的異徑管閥座截然不同，不是采用沖壓工藝(其結(jié)構(gòu)復雜，也無法沖壓)，而是采用切削工藝，將鋼坯在機床上切削而成，波紋管2的壁厚δ與閥座1本體的厚度Δ互不干擾，閥座1本體的厚度Δ是根據(jù)閥座強度設計的需要確定。加工成型后，將波紋管彈簧2熱處理，需要特別指出，波紋管彈簧2的表面硬度應大于閥芯3的表面硬度，以減輕其磨損，因其是與閥體永久性固定連接，不可拆卸，而閥芯3磨損后更換方便。
參見圖3通常，波紋管彈簧2具有兩個變形段就可滿足VI級泄漏要求，只有在使用環(huán)境特別惡劣，或閥門通徑特別大，兩個變形段無法達到VI級泄漏標準時，才應考慮采用三個或三個以上變形段。變形段越多，對材質(zhì)要求越高，加工工藝越復雜，成本越高。
需要說明，上述閥芯3是一種泛稱，對于球閥而言，是指偏心球；對于蝶閥而言，是指閥板。
權(quán)利要求
1.一種角行程閥門的閥座、閥芯密封結(jié)構(gòu)，所述閥座對應閥芯的部位延伸出一彈性元件，所述彈性元件與閥座是整體，其特征在于該彈性元件是波紋管結(jié)構(gòu)，具有至少兩個彈性變形段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥座、閥芯密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述波紋管呈塔形結(jié)構(gòu)，即波紋管是錐管，其大頭段位于閥座端，各波紋段的直徑由大頭段向小頭段順序遞減，其錐度與閥芯受力點的發(fā)線方向相適配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥座、閥芯密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述波紋管的管壁縱截面呈塔形結(jié)構(gòu)，即其大頭位于閥座端，各波紋段管壁縱截面的幅值由大頭段向小頭段順序遞減。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種角行程閥門的閥座、閥芯密封結(jié)構(gòu)，所述閥座對應閥芯的部位延伸出一彈性元件，所述彈性元件與閥座是整體，其特征在于該彈性元件是波紋管結(jié)構(gòu)，具有至少兩個彈性變形段；所述波紋管呈塔形結(jié)構(gòu)；所述波紋管的管壁縱截面也呈塔形結(jié)構(gòu)。優(yōu)點是密封效果達到VI級泄漏等級，閥座的強度高，彈性元件耐疲勞，使用壽命長。
文檔編號F16K1/226GK1804443SQ20051013820
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者明賜東 申請人:德陽華林儀表有限公司