專利名稱：陶瓷閘板與金屬彈性閥座密封的閘閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于閥門，尤其是涉及到陶瓷閘板與金屬彈性閥座密封的閘閥方面的設計。
背景技術：
閘閥主要是以設有流體通路的閥殼體和一相互用螺栓連接的閥蓋構成，為了支持 在啟閉時接通和截流介質，需要用以使閥門在通道開啟和關閉位置間動作的驅動螺桿以帶 動閘板在閥殼內作垂直的上下運動，螺桿穿出殼體，位于該閥的外部，由手輪或者是電動裝 置連接驅動。在確保流體通路的壁面與殼體外周之間的氣密性，還需要有一對閥座，閥座為 圓環(huán)狀，其內周面在殼體中形成并伸出的圓形臺階在流體通路中心的兩側，在全閉時閥座 與閘板的外周密接稱著為閥座的密封面。在閥的殼體中，閥座通常在伸出的臺階孔內為螺紋連接或者是和殼體相結合的焊 接形成，并且在其密封面上堆焊成耐腐蝕的合金層，同樣在間板的兩側密封面上也有堆焊 層類似合金，為了降低生產(chǎn)制造的成本，現(xiàn)在在很大程度上有人在伸出臺階的端面直接堆 焊合金。密封面以殼體垂直中心向上約有單面為5° V形斜面可容納閘板的開檔位置，這種 典型的大量使用于各種工業(yè)裝置上的閥門名稱定性為楔式閘閥。在楔式閘閥中，為了適應高溫和高壓流體介質上，閥座或者閘板的密封需要有一 個耐磨、耐腐蝕和硬度高的密封層，目前大多數(shù)為合金，但是即使是最好的合金如STL( — 種鈷基合金)，有時在高溫和高壓流體介質上使用效果也不理想，因為，金屬材料的密封面 除了摩擦磨損以外，還存在沖蝕和擦傷和粘著磨損，影響密封效果和使用壽命，因此，長期 以來市場上使用的一斷時間后就普遍存在著內現(xiàn)象且維修比較困難。所以，需要在提高閥 座密封的耐磨、耐腐蝕和硬度上下功夫，到目前為止，一些提出了陶瓷為閘閥作為密封副的 技術如下。專利文獻1 公告號CN100351561C，專利號=200410100929. 8的“陶瓷閘閥”。特征
是用陶瓷密封面組件取代普通間閥的密封面，該組件由陶瓷密封面本體、鎖緊器和密封填 料組成，陶瓷密封面本體是用陶瓷材料制成的直角梯形截面的圓環(huán)，外側為錐面，鎖緊器呈 環(huán)狀，其內側加工有一段與閥座及閥瓣相連接的螺紋，和一段與陶瓷密封面本體相配合的 錐面，鎖緊器將陶瓷密封面本體及填料壓緊在閥座和閥瓣上。公知的這種頂芯式的雙閘板閘閥，由于零件多，密封結構復雜，只適合尺寸較大的 比如電站上的高溫高壓閘閥情況下使用，通用程度并不高。然而，對于所指出的有兩處密封 填料，材料應該是如閥門中常用的柔性石墨，這樣的填料只有在充分保護的情況下才能發(fā) 揮其密封性能，尤其是鎖緊器內螺紋的根部退刀槽的區(qū)域空間很小，能夠正常放置填料是 不現(xiàn)實的，但是，如果這個空間如果不能非常有效的封堵，會給流體泄漏留下極大的隱患， 結果是閥門的密封很快就會失效。

發(fā)明內容
本發(fā)明可解決以上問題，目的是提供一種通用的“陶瓷閘板與金屬彈性閥座密封的閘閥”(以下均稱為閘閥)，彈性閥座與陶瓷閘板為柔性接觸的設計可延長閘閥的壽命并 長期保持閥門密封的可靠性，陶瓷閘板與金屬彈性閥座的不同的材料可以降低相互間的磨 損。本發(fā)明以閘閥為前提，由閥殼體和閥蓋等部件相連接的部分和彈性閥座與陶瓷閥 瓣相接觸在關閉閥門時可形成密堵流體的部分構成。以閥殼體水平線為中心是流體出入口 的流道，在通道兩側臺階孔中各置配備有一彈性閥座，其中圓孤的一面與陶瓷閘板(以下 稱為閘板)的端面接觸并形成嚴密的貼合成為閘閥的密封副。彈性閥座是為已知的鉻鎳不銹鋼材質，優(yōu)選的為管材，密封端以外徑向上為圓孤 的起點和終點在其中心的大致90°上向外擴展，經(jīng)加工卷曲成一圓孤狀，與閥體相結合的 是在通道環(huán)形槽中，從槽的平面和閥座的內徑處用焊接的方式來固定，亦可采用過盈的裝 配，如滾壓或者是用壓力機緩緩壓入的方式形成固定連接。在閥的關閉狀態(tài)下，這種結構的特征是由于入口 /出口作用在閥瓣上的正壓力 的不同(所述壓力是指管道內介質的壓力)，閘板向彈性閥座施壓，作用力在以圓心為中心 處的孤面上，在保證能夠有足夠的強度承受彎曲應力的情況下，這種俯于彈性的結合可以 幫助獲得較為理想的密封效果。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)這樣的事實，將所述彈性閥座的R槽形成特定的深度，并且使槽底 位于特定的位置時，在閘閥的運行過程中，所得到內周面可以適當?shù)淖兾?，所以減小了閥體 的轉動轉矩，更容易的與陶瓷閘板的密封面密接，因而容易防止液體泄漏。在公知的一些結構陶瓷用于閥門作為密封面的成功的案例中，類似用于通用閘閥 閘板的結構陶瓷尚未見報導，其最主要的問題是結構陶瓷脆性高，難以適應如該閥通常用 是閥桿頂壓在近類似于剛性間板的密封面的接觸方式來實現(xiàn)。另外，有時候存在著管道內的氣流脈動所激發(fā)的管道振動，也對陶瓷閥的密封件 和正常使用構成巨大的威脅。密封墊片的兩平面分別與環(huán)形槽的平面、陶瓷閘板的一端平面接觸并成密封的態(tài) 勢。為防止閘閥在關閉時流體介質從B進入C，或從C進入B，在密封墊片和陶瓷閘板之間 有0.5 Imm左右的壓縮空間以保持陶瓷閘板的平面不至于和閘板架的凹槽底面相碰。另 外金屬+石墨制成的纏繞密封墊的柔性可以消除管道震動對陶瓷閘板的抗淬性起到保護 的功效。連接陶瓷間板的是有和錐度相配合一致的是錐度環(huán)，兩零件由螺釘通過錐度環(huán)沉 頭孔并與螺紋互相連接且固定在閘板架中。對于小尺寸的閘閥，可用整體陶瓷閘板，整體陶瓷閘板置于閘板架的環(huán)槽中，并由 安裝在間板架上的螺釘和螺紋與直槽口相連接，所述螺紋最好是設計在間板架水平中心的 兩側。陶瓷閘板為一光滑的密封平面，并在其平面上設計了一向內凹進的槽，以減少對其所 需研磨的成本。閘板架的平面的槽中也設有向內凹進的環(huán)形槽，保持的平面與的平面有一 個相對較為穩(wěn)定的接觸，減少兩零件的接觸面積可防止間板架在溫度變化之中對整體陶瓷 閘板帶來不利的影響。在的另一端有向內凹進的槽，也可以設計成加強筋，以減小整體陶瓷 閘板的重量。對于彈性閥座有一個不能忽視的內容是，其密封為孤形的面和陶瓷閘板的一面為 線性接觸，線性面上結垢困難，這對于現(xiàn)有閘閥的閥座的平面上常滯留頑垢使密封失效提出了新的解決方法，即使有微量存在，也會被非常堅硬的陶瓷閥板壓潰而不復存在。除了上述的因素以外，閘閥另一個密封失效的原因是金屬與金屬粘著磨損，多年 來，本行業(yè)的研究機構和技術人員采用了大量的研究和試驗，雖然采用了不同的硬度和材 料的配對的方法，但始終它們還是為同一類別，尤其是不銹鋼閥的兩密封同一材料損害更 為嚴重，這也是本發(fā)明陶瓷閥瓣和彈性閥座配對要解決的重要問題之一。通過上述的設計可以達到如下的效果1.結構陶瓷閘板具有超強的硬度，耐腐蝕性能優(yōu)越，可以有效的提高閥門的使用
壽命ο2.陶瓷閘板和閘板架為活動連接，拆裝卸方便，零件損壞后可以更換。3.操作力矩?。粡椥蚤y座與陶瓷閘板的接觸為柔性接觸，密封方式為管道內的流 體壓力推動，所需操作力小。


在上述的圖中，如有相同的標號則表示是相同的作用。圖示主要零件碼號為1、閥體，2、彈性閥座，3、陶瓷閥板，4、錐度環(huán)，5、閘板架，6、 密封墊，7、閥桿，8、螺釘，9、焊接密封面，10、焊接面，11、定位螺釘，12、螺紋，13、整體陶瓷閘 板。本發(fā)明的這些和其它目的優(yōu)點通過下面附圖作詳細描述。圖1是本發(fā)明陶瓷閥瓣與金屬彈性閥座密封的閘閥剖視圖。圖2是圖1密封結構部件A處的放大的剖視圖。圖3是圖1整體陶瓷閘板密封結構部件的放大的剖視圖。圖4是圖1閥座為焊接式的密封結構部件的放大剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明上述的陶瓷閥瓣與金屬彈性閥座密封的閘閥，在圖1、2的實施例中，以閥 體1的水平線為中心是流體出入口的通道B/C，相垂直于通道中心的為閘板架5，其中在約 為斜面5°兩側有容納陶瓷閘板3、密封墊6的環(huán)形凹槽5-1和5-2，閥體1通道內兩側臺 階孔1-1中各置配備有彈性閥座2、端部的圓孤2-1與陶瓷閘板3(以下稱為閘板)的端面 3-1接觸形成嚴密的貼合成為閘閥的密封副。所述密封墊6的兩平面分別與環(huán)形槽的平面5-2、陶瓷閘板3的一端平面3-3接觸 并成密封的態(tài)勢。為防止閘閥在關閉流體介質從B進入C，在密封墊6和陶瓷閘板3之間有 0. 5 Imm左右的壓縮空間5_4以保持陶瓷閘板3的平面不至于和閘板架的凹槽底面5_5 相碰。另外金屬+石墨制成的纏繞密封墊6的柔性可以消除管道震動對陶瓷閘板3的抗淬 性起到保護的功效。連接陶瓷閘板3中的是和3-2、4_1錐度相配合一致的是錐度環(huán)4，由螺釘8通過錐 度環(huán)4沉頭孔4-2并與螺紋5-3、4-3互相連接且固定在閘板架5中。彈性閥座2是為已知的耐腐蝕的不銹鋼材質，優(yōu)選的為管材，密封端2-1以外徑向 上的圓孤2-2為起點和終點在其中心的大致90°上向外擴展，經(jīng)加工卷曲成一圓孤狀，與 閥體1相配合在通道臺階孔1-1中，通常和閥座2的端面連接方式可形成焊接面10或者是過盈的裝配如用壓力機緩緩壓入的形式來固定。參看圖3，整體陶瓷閘板13置于閘板架5的環(huán)槽5-1中，并由安裝在閘板架5上的 螺釘11和螺紋5-6與直槽口 13-5相連接，所述螺紋5-6最好是設計在間板架5水平中心 的兩側。整體陶瓷閘板13適用于較小尺寸的閘閥，13-1為一光滑的密封平面，并在其平面 上設計了一向內凹進的槽13-4，以減少對其所需研磨的成本。閘板架5的平面5-7的槽中 也設有向內凹進的環(huán)形槽5-5，以保持13-2的平面與5-7的平面有一個相對較為穩(wěn)定的接 觸，減少兩零件的接觸面積可防止閘板架5在溫度變化之中對整體陶瓷閘板13帶來不利的 影響。在13-1的另一端有向內凹進的槽13-3，也可以設計成加強筋，以減小整體陶瓷閘板 13的重量。另一個為圖4所示的實施例是傳統(tǒng)在閥體1上堆焊密封面9，而所區(qū)別的是上述閘 板架5為實體結構，而此結構為彈性閘板架。關閉狀態(tài)下，這種結構的特征是由于入口 /出口作用在閥瓣上的正壓力的不同 (所述壓力是指管道內介質的壓力)，閘板向彈性閥座施壓，作用力在以圓心為中心處的孤 面上，在保證能夠有足夠的強度承受彎曲應力的情況下，這種俯于彈性的結合可以幫助獲 得較為理想的密封效果，結果是閥門關閉力矩的減小。說明書至此已說明完畢，對于閱讀并理解本領域的技術人員來說會有更多的改進 和提高，而本發(fā)明的技術要點僅以權利要求書作為限定。
權利要求
1.一種陶瓷閘板與金屬彈性閥座密封的閘閥，特征是在相垂直于閥體(1)通道中 心的為閘板架(5)，其中在約為斜面5°兩側有容納陶瓷閘板(3)、密封墊(6)的環(huán)形凹槽 (5-1)和(5-2)，閥體⑴通道內兩側臺階孔(1-1)中各置配備有彈性閥座⑵、端部的圓孤 (2-1)與陶瓷閘板(3)的端面(3-1)接觸形成嚴密的貼合成為閘閥的密封副。
2.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷閘板與金屬彈性閥座密封的閘閥，密封墊(6)的兩平面 分別與環(huán)形槽的平面(5-2)、陶瓷閘板(3)的一端平面(3-3)接觸并成密封的態(tài)勢。
3.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷閘板與金屬彈性閥座密封的閘閥，連接陶瓷閘板(3)中 的是和(3-2)、(4-1)錐度相配合一致的是錐度環(huán)(4)，由螺釘(8)通過錐度環(huán)(4)沉頭孔 (4-2)并與螺紋(5-3)、(4-3)互相連接且固定在閘板架(5)中。
4.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷閘板與金屬彈性閥座密封的閘閥，彈性閥座(2)的密封 端(2-1)以外徑向上的圓孤(2-2)為起點和終點在其中心的大致90°上向外擴展，經(jīng)加工 卷曲成一圓孤狀，與閥體(1)相配合在通道臺階孔(1-1)中。
5.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷閘板與金屬彈性閥座密封的閘閥，整體陶瓷閘板(13)置 于閘板架(5)的環(huán)槽(5-1)中，并由安裝在閘板架(5)上的螺釘(11)和螺紋(5-6)與直槽 口 (13-5)相連接。
全文摘要
一種陶瓷閘板與金屬彈性閥座密封的閘閥，特征是以閥體1的水平線為中心是流體出入口的通道B/C，相垂直于通道中心的為閘板架5，其中在約為斜面5°兩側有容納陶瓷閘板3、密封墊6的環(huán)形凹槽5-1和5-2，閥體1通道內兩側臺階孔1-1中各置配備有彈性閥座2、端部的圓孤2-1與陶瓷閘板3的端面3-1接觸形成嚴密的貼合成為閘閥的密封副。
文檔編號F16K3/30GK102135187SQ20101062398
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權日2010年12月27日
發(fā)明者戴學祥, 項美根 申請人:黃山良業(yè)閥門有限公司