专利名称：软硬双密封固定球阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种球阀结构，具体地说是涉及一种改进密封结构的固定球阀。
背景技术：
球阀主要是通过一个有孔的球体，在阀杆的控制下作90°旋转，使阀门开启或关闭，由于其通道直径等于或小于管道内径，流体阻力小，开关迅速、方便，寿命长、可靠性高， 得到了广泛的应用。现有的球阀的密封形式大致分为软密封和硬密封两种。软密封球阀的特点是在预紧力或流体压力作用下，阀座材料多为特殊的塑料，如由PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟己烯)、尼龙等相对更硬和刚性更大的塑料材料制成以满足使用温度与压力性能，利用其固有的弹性特性与球体压紧，并使阀座材料产生弹性塑性变形而达到密封，其密封效果取决于阀座在流体压力或预紧力的作用下，能够补偿球体的不圆度和表面微观不平的程度。此外，当球阀装配调试好后，密封面上的预紧力就固定了。软密封球阀的缺点主要是但当球阀使用一段时间后，由于阀座的磨损，以及塑性残余变形，紧密贴合的阀座和球体将逐渐的松驰，密封比压也将逐渐降低而发生渗漏，受阀座材料耐温的限制，上述球阀一般仅用于较低压力(1.6Mpa左右)与较低的温度000°以下) 下工作。硬密封球阀的特点是阀体、球体和阀座都是用金属材料制造，阀座为金属或耐热合金。阀座材料采用金属对金属密封副的优点是适用温度范围广，各种金属材料的热膨胀系数相差不大，只要选用得当，可以达到基本一致，有利于协调温差变形；缺点是金属材料硬度高，达到密封的比压亦高，在压力较低的场合，难以靠流体的压力达到密封的效果， 即便是采用预紧力达到密封，但因密封比压较大，球阀的启闭转矩亦大，密封副的磨损越快，阀门的使用寿命不高。由于开关扭矩增大的因素，靠人工操作是比较困难的事，所以硬密封球阀一般多采用齿轮箱、电动或气动阀门执行机构驱动阀门的启闭，阀门驱动装置有的会比阀门价格高出许多，不是所有的应用场合都需要此设备，有时候增加这些装置是不得已的事。此外，球阀至今没有令人很满意的可调性，因此，当阀座由于过度磨损而开始泄漏时，就必须对该阀门进行更换或维修。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种软硬双密封固定球阀，该软硬双密封固定球阀采用了初级硬密封和次级软密封相结合的软硬双密封组合密封结构，使得球阀的密封性能更可靠，基本达到“零泄漏”的密封要求。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种软硬双密封固定球阀，包括阀体、阀座和球形阀芯，所述阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，所述阀体、阀座和球形阀芯皆为金属材质，所述阀座具有硬密封面，所述硬密封面为阀座上与球形阀芯相接触的面，所述硬密封面的形状与其所对应的球形阀芯的圆弧面一致，所述硬密封面与球形阀芯接触构成初级硬密封，所述阀座上固定有橡胶材质的第一 0形圈，所述第一 0形圈与所述球形阀芯接触构成次级软密封。阀座与球形阀芯间的密封采用了初级硬密封和次级软密封相结合的软硬双密封组合密封结构，初级硬密封能有效地防止固体颗粒对密封面的损坏，次级软密封能保证阀门达到“零泄漏”的密封要求。软硬双密封组合密封结构具有现有软密封和硬密封的诸多优点，由于阀座有初级硬密封的保护，在任何情况下密封面之间都不会对次级软密封的第一 0 形圈造成严重的挤压变形，这样不但解决了传统软密封阀座的磨损问题，还对部分由于阀座磨损或增加压力引起的在阀门内的泄漏创造了能够得到补偿间隙的条件；由于阀座有辅助的次级软密封，因此需要的密封比压比传统单一的硬密封阀门需要的密封比压小，这样阀门的操作扭矩也降低了许多。本发明的进一步技术方案是所述第一 0形圈位于所述硬密封面的外围。所述第一 0形圈外表面具有聚四氟乙烯层。1949年，K. V苏特和P. H托马斯在B-L 机器上测量聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系数时证实承载1 4公斤，滑行速度0. 1 10毫米时，聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系数是0.04;在承载1360公斤情况下，摩擦系数达到0.01。目前采用的氟橡胶(摩擦系数为0.8)和尼龙(摩擦系数为0.3 0.4)都有很大的摩擦系数，而公知的是，摩擦系数越大的材料越容易磨损，直接影响球阀的使用寿命。因此在橡胶材质的第一 0形圈外表面喷涂聚四氟乙烯(PTFE)不仅保证了密封面的弹性和韧性，还减小了摩擦，提高了耐磨性，使球阀的开闭使用次数提高到十倍以上。所述阀座上固定有橡胶材质的第一 0形圈的结构是所述阀座的外缘开设有一圈环状凹槽，所述第一 0形圈嵌于所述环状凹槽中，设有压圈和若干螺钉，所述压圈压住所述第一 0形圈侧边缘以使第一 0形圈定位于所述环状凹槽中，所述若干螺钉将压圈固定于所述阀座上。靠近所述阀座的阀体上开设有收容槽，所述收容槽内放置有具有弹性的弹性件， 所述弹性件与所述收容槽相匹配，所述弹性件一端弹性抵压所述阀体，所述弹性件另一端弹性抵压所述阀座，所述弹性件处于被压缩状态，所述弹性件提供使阀座向球形阀芯压紧的弹性力。设有用于将阀体与阀座隔离的密封圈，所述密封圈位于阀体与阀座间。设有用于将阀体与阀座隔离的第二 0形圈，所述第二 0形圈位于阀体与阀座间，所述第二 0形圈与所述密封圈平行并列，且第二 0形圈与所述密封圈间存在距离。密封圈和第二 0形圈皆用于隔离阀体和阀座，由于密封圈和第二 0形圈的材质不同，因此对温度和压力的承受能力不同，在阀体和阀座间同时采用密封圈和第二 0形圈进行隔离，可以起到更好的密封隔离效果。在所述密封圈和第二 0形圈之间的阀座上开设有注油孔，所述注油孔与所述球形阀芯相通。注油孔用于注入润滑油脂，注入的润滑油脂使密封面上形成油膜，不仅起到了减少摩擦、减少磨损和降低扭矩的作用，也起到了一定的密封作用。本发明的有益效果是本发明的软硬双密封固定球阀，其阀座具有硬密封面，硬密封面为阀座上与球形阀芯相接触的面，硬密封面的形状与其所对应的球形阀芯的圆弧面一致，硬密封面与球形阀芯接触构成初级硬密封，阀座上固定有橡胶材质的第一 0形圈，所述第一 0形圈与所述球形阀芯接触构成次级软密封，该软硬双密封固定球阀采用了初级硬密封和次级软密封相结合的软硬双密封组合密封结构，初级硬密封能有效地防止固体颗粒对密封面的损坏，次级软密封能保证阀门达到“零泄漏”的密封要求；由于阀座有初级硬密封的保护，在任何情况下密封面之间都不会对次级软密封的第一 0形圈造成严重的挤压变形，这样不但解决了传统软密封阀座的磨损问题，还对部分由于阀座磨损或增加压力引起的在阀门内的泄漏创造了能够得到补偿间隙的条件；由于阀座有辅助的次级软密封，因此需要的密封比压比传统单一的硬密封阀门需要的密封比压小，这样阀门的操作扭矩也降低了许多；由于橡胶材质的第一 0形圈外表面具有聚四氟乙烯层，不仅保证了密封面的弹性和韧性，还减小了摩擦，提高了耐磨性，使球阀的开闭使用次数提高到十倍以上。
图1为本发明所述软硬双密封固定球阀半剖图；图2为本发明所述阀座局部放大图。
具体实施例方式实施例一种软硬双密封固定球阀，包括阀体1、阀座2和球形阀芯3，所述阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，所述阀体、阀座和球形阀芯皆为金属材质，所述阀座具有硬密封面4，所述硬密封面为阀座上与球形阀芯相接触的面，所述硬密封面的形状与其所对应的球形阀芯的圆弧面一致，所述硬密封面与球形阀芯接触构成初级硬密封，所述阀座上固定有橡胶材质的第一 0形圈5，所述第一 0形圈与所述球形阀芯接触构成次级软密封。阀座与球形阀芯间的密封采用了初级硬密封和次级软密封相结合的软硬双密封组合密封结构，初级硬密封能有效地防止固体颗粒对密封面的损坏，次级软密封能保证阀门达到“零泄漏”的密封要求。软硬双密封组合密封结构具有现有软密封和硬密封的诸多优点，由于阀座有初级硬密封的保护，在任何情况下密封面之间都不会对次级软密封的第一 0 形圈造成严重的挤压变形，这样不但解决了传统软密封阀座的磨损问题，还对部分由于阀座磨损或增加压力引起的在阀门内的泄漏创造了能够得到补偿间隙的条件；由于阀座有辅助的次级软密封，因此需要的密封比压比传统单一的硬密封阀门需要的密封比压小，这样阀门的操作扭矩也降低了许多。所述第一 0形圈位于所述硬密封面的外围。所述第一 0形圈外表面具有聚四氟乙烯层。1949年，K. V苏特和P. H托马斯在B-L 机器上测量聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系数时证实承载1 4公斤，滑行速度0. 1 10毫米时，聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系数是0.04;在承载1360公斤情况下，摩擦系数达到0.01。目前采用的氟橡胶(摩擦系数为0.8)和尼龙(摩擦系数为0.3 0.4)都有很大的摩擦系数，而公知的是，摩擦系数越大的材料越容易磨损，直接影响球阀的使用寿命。因此在橡胶材质的第一 0形圈外表面喷涂聚四氟乙烯(PTFE)不仅保证了密封面的弹性和韧性，还减小了摩擦，提高了耐磨性，使球阀的开闭使用次数提高到十倍以上。所述阀座上固定有橡胶材质的第一 0形圈的结构是所述阀座的外缘开设有一圈环状凹槽，所述环状凹槽为截面是V形的环状沟槽，所述第一 0形圈嵌于所述环状凹槽中，设有压圈6和若干螺钉7，所述螺钉为沉头螺钉，所述压圈压住所述第一 0形圈侧边缘以使第一 0形圈定位于所述环状凹槽中，所述若干螺钉将压圈固定于所述阀座上。靠近所述阀座的阀体上开设有收容槽，所述收容槽内放置有具有弹性的弹性件8， 所述弹性件为弹簧，所述弹性件与所述收容槽相匹配，所述弹性件一端弹性抵压所述阀体， 所述弹性件另一端弹性抵压所述阀座，所述弹性件处于被压缩状态，所述弹性件提供使阀座向球形阀芯压紧的弹性力。设有用于将阀体与阀座隔离的密封圈9，该密封圈的材质为石墨，所述密封圈位于阀体与阀座间。设有用于将阀体与阀座隔离的第二 0形圈10，该第二 0形圈的材质为橡胶，所述第二 0形圈位于阀体与阀座间，所述第二 0形圈与所述密封圈平行并列，且第二 0形圈与所述密封圈间存在距离。密封圈和第二 0形圈皆用于隔离阀体和阀座，由于密封圈和第二 0形圈的材质不同，因此对温度和压力的承受能力不同，在阀体和阀座间同时采用密封圈和第二 0形圈进行隔离，可以起到更好的密封隔离效果。在所述密封圈和第二 0形圈之间的阀座上开设有注油孔11，所述注油孔与所述球形阀芯相通。注油孔用于注入润滑油脂，注入的润滑油脂使密封面上形成油膜，不仅起到了减少摩擦、减少磨损和降低扭矩的作用，也起到了一定的密封作用。
权利要求
1.一种软硬双密封固定球阀，包括阀体(1)、阀座( 和球形阀芯(3)，所述阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，其特征在于所述阀体、阀座和球形阀芯皆为金属材质， 所述阀座具有硬密封面，所述硬密封面为阀座上与球形阀芯相接触的面，所述硬密封面的形状与其所对应的球形阀芯的圆弧面一致，所述硬密封面与球形阀芯接触构成初级硬密封，所述阀座上固定有橡胶材质的第一 0形圈(5)，所述第一 0形圈与所述球形阀芯接触构成次级软密封。
2.根据权利要求1所述的软硬双密封固定球阀，其特征在于所述第一0形圈位于所述硬密封面的外围。
3.根据权利要求1所述的软硬双密封固定球阀，其特征在于所述第一0形圈外表面具有聚四氟乙烯层。
4.根据权利要求1所述的软硬双密封固定球阀，其特征在于所述阀座上固定有橡胶材质的第一0形圈的结构是所述阀座的外缘开设有一圈环状凹槽，所述第一0形圈嵌于所述环状凹槽中，设有压圈(6)和若干螺钉(7)，所述压圈压住所述第一 0形圈侧边缘以使第一 0形圈定位于所述环状凹槽中，所述若干螺钉将压圈固定于所述阀座上。
5.根据权利要求1所述的软硬双密封固定球阀，其特征在于靠近所述阀座的阀体上开设有收容槽，所述收容槽内放置有具有弹性的弹性件(8)，所述弹性件与所述收容槽相匹配，所述弹性件一端弹性抵压所述阀体，所述弹性件另一端弹性抵压所述阀座，所述弹性件处于被压缩状态，所述弹性件提供使阀座向球形阀芯压紧的弹性力。
6.根据权利要求1所述的软硬双密封固定球阀，其特征在于设有用于将阀体与阀座隔离的密封圈(9)，所述密封圈位于阀体与阀座间。
7.根据权利要求6所述的软硬双密封固定球阀，其特征在于设有用于将阀体与阀座隔离的第二 0形圈(10)，所述第二 0形圈位于阀体与阀座间，所述第二 0形圈与所述密封圈平行并列，且第二0形圈与所述密封圈间存在距离。
8.根据权利要求7所述的软硬双密封固定球阀，其特征在于在所述密封圈和第二0 形圈之间的阀座上开设有注油孔(11)，所述注油孔与所述球形阀芯相通。
全文摘要
本发明公开了一种软硬双密封固定球阀，包括阀体、阀座和球形阀芯，阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，阀体、阀座和球形阀芯皆为金属材质，阀座具有硬密封面，硬密封面为阀座上与球形阀芯相接触的面，硬密封面形状与其所对应的球形阀芯的圆弧面一致，硬密封面与球形阀芯接触构成初级硬密封，阀座上固定有橡胶材质的第一O形圈，第一O形圈与球形阀芯接触构成次级软密封，采用初级硬密封和次级软密封相结合的软硬双密封组合密封结构，使球阀的密封性能更可靠，基本达到“零泄漏”密封要求，橡胶材质的第一O形圈外表面具有聚四氟乙烯层，不仅保证密封面的弹性和韧性，还减小了摩擦，提高了耐磨性，使球阀的开闭使用次数提高到十倍以上。
文档编号F16K5/06GK102278491SQ20101019628
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者张秀坤, 强彦涛, 李景泉, 谢挺, 邹宁, 陶圣兴 申请人:沃泰阀门(昆山)有限公司