专利名称：新型密封结构的闸阀的制作方法
技术领域：
新型密封结构的闸阀
技术领域：
本实用新型涉及一种闸阀，更具体地说，涉及一种寿命更长、密封更可靠的带新型密封结构的闸阀
背景技术：
现有的管线阀门通常包括三种蝶阀、球阀和闸阀。其中蝶阀的管道流阻小，且90°开关、操作迅速，但只能应用在常压或低压管线中，并且密封面容易磨损；球阀的管线流阻更小且同样90°开关、操作迅速，虽然能够耐高压但其制造成本高，并且同样存在密封面容易磨损的问题；闸阀能应用于高压管线中，且制造成本低，但也存在密封面磨损的问题。在实际应用过程中，综合考虑成本和应用范围的时候，闸阀具有一定的优势，因此闸阀在三类管线阀门中应用量是最大的。闸阀通常包括阀体、阀板、阀杆和手柄，其中阀体内设有阀腔，阀体上设有与阀腔连通的进口管和出口管，进口管与阀腔的连通处为阀腔的进口，出口管与阀腔的连通处为阀腔的出口 ；阀板在阀腔内可上下滑动并能密封住阀腔的进口和出口，从而阻隔进口管和出口管；阀杆与阀体上设置的螺纹孔螺纹连接且一端与阀腔内的阀板转动连接而另一端与阀体上方的手柄固定连接。当转动手轮时，阀杆相对于阀体转动从而产生升降，进而带动阀腔内的阀板升降，进而打开或关闭阀腔的进口和出口之间的连通，实现阀门的开关。现有的闸阀中为了保证阀板能够可靠密封进口和出口，通常在阀板与阀体内腔进口 /出口的密封面处设置密封环(金属的)，达到更好密封的效果；并且通常将阀板和阀体内腔进出口之间的密封面设置为锥面，使得阀板由上而下插入阀腔底部时，使阀板压紧在密封环上，形成硬密封。另外，也可以直接在阀板上套设一个橡胶的阀板套，通常通过将铸造出的阀板放在橡胶模内，在包胶机上包胶形成，形成软密封。但是，当阀板在阀腔进出口处上下滑动时，由于摩擦力的作用使得橡胶阀板套各部分的位移有所差异，尤其是靠近阀板一侧的位移和靠近阀腔进出口一侧的位移差异更大，这使得橡胶阀板套内部存在剪切力，使得橡胶阀板套很容易被撕裂而损坏，使用寿命变短，进而造成密封失效，形成泄漏。对于硬密封的阀板而言，密封面处的摩擦力容易造成密封面快速磨损而失效，形成泄漏。
实用新型内容本实用新型要解决的主要技术问题在于，针对现有技术中闸阀的密封结构存在寿命短、容易失效的缺陷，提供一种新型密封结构的闸阀，其密封处不存在摩擦，寿命更长、密封更可靠。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种新型密封结构的闸阀，包括阀体、阀杆、阀板和手柄，阀体内设有带进口和出口的阀腔，所述阀腔包括底部的密封腔体和供所述阀板滑动的滑动腔体；所述阀板的轴向侧面和阀腔的进出口之间设有相互配合的密封凸台，所述阀板径向侧面的下部设置为与所述阀腔密封腔的底部相配合的形状；在所述阀板阻隔阀腔进出口时，所述阀板密封凸台的下表面正好压紧在所述阀腔进出口密封凸台的上表面，同时阀板径向侧面的下部压紧在阀腔密封腔体的底部。在本实用新型所述的闸阀中，所述密封凸台设置为弧形，且所述阀板密封凸台的长度大于所述阀腔进出口密封凸台的长度；所述阀板凸台的两端延伸至阀板轴向侧面。在本实用新型所述的闸阀中，所述密封凸台优选设置为圆弧形，其弧度小于π。在本实用新型所述的闸阀中，所述阀腔进出口密封凸台的内径与所述阀腔进出口的内径相等。在本实用新型所述的进出口中，所述阀板径向侧面的下部包括中间段和位于中间 段两旁的过渡段，其过渡段设置为向下倾斜，使得中间段在垂直于阀杆的水平面上的投影长度小于阀板径向侧面的下部的投影长度。在本实用新型所述的闸阀中，所述阀板密封凸台的下表面包括与所述阀腔进出口密封凸台配合的密封段和位于密封段两端的过渡段；所述阀板密封凸台的两端延伸至所述阀板径向侧面下部的过渡段，使得阀板密封凸台的上表面与所述阀板径向侧面下部的过渡段连接，而阀板密封凸台下表面的过渡段延伸至所述阀板径向侧面下部的中间段或过渡段的中部。在本实用新型所述的闸阀中，所述阀板径向侧面下部的中间段设置为弧形面而过渡段设置为斜面。在本实用新型所述的闸阀中，所述阀腔的滑动腔体径向侧面和所述阀板径向侧面之间设有相互配合的滑轨和滑槽。在本实用新型所述的闸阀中，所述阀腔进出口密封凸台的端面与所述阀板轴向侧面相配合，使得阀板沿阀腔进出口密封凸台的端面之间上下滑动。实施本实用新型的闸阀，具有以下有益效果阀门的阀腔进出口通常设置在阀体相对的两侧面上，使得阀腔进出口位于阀腔的轴向侧面上。通过在阀板轴向侧面和阀腔进出口之间设置相互配合的密封凸台，当阀板在阀腔密封腔体内向下滑动时，阀板密封凸台的下表面压紧在阀腔进出口密封凸台的上表面，在阀板上部和阀腔进出口之间形成密封结构；由于通过设置相互配合密封凸台形成面密封，阀板移动方向与密封凸台配合面的移动方向相同，阀板密封凸台和进出口密封凸台之间不会产生与密封面平行的位移，对于阀板而言不存在内部剪切力，则密封面不会产生摩擦。同时，通过设置阀板径向侧面的下部与阀腔密封腔体的底部相匹配，当阀板在阀腔密封腔体内向下滑动时，阀板径向侧面的下部压紧在阀腔密封腔体的底部，在阀板底部和阀腔底部形成密封结构；由于通过设置阀板径向侧面的下部和阀腔密封腔体的底部相接触形成面密封；同样，由于阀板移动方向与阀腔密封腔体底部相垂直，阀板径向侧面的下部和阀腔密封腔体壁之间不会产生与接触面相平行的位移，对于阀板而言同样不存在内部剪切力，同样该密封面不会产生摩擦。这样阀板上部和下部的密封组合，形成了整体的密封，能够有效阻隔阀腔的阀腔进出口。其密封结构均为面密封，密封面之间无摩擦或轻微摩擦，密封面只承受压紧力，不承受摩擦力；对于金属阀板而言，密封面之间的密封为硬密封，密封面之间不会因摩擦而产生磨损；对于带橡胶阀板套的阀板而言，密封面之间的密封为软密封，阀板套不承受摩擦力，只承受压紧力，就不容易被撕裂，使得阀板的寿命大大增长，且其密封更可靠，不容易产生泄漏。在各种管道中，如果均采用这种新型密封结构的闸阀，能够大大降低管道的维护成本。[0017]更进一步地，通过设置阀板径向侧面的下部包括中间段和位于中间段两旁的过渡段，其过渡段设置为向下倾斜，使得中间段在垂直于阀杆的水平面上的投影长度小于阀板径向侧面的下部的投影长度。这样，使得阀板和阀腔之间的下密封包括中间段和过渡段，其中过渡段朝下倾斜，能够压紧在阀腔密封腔体壁上，形成可靠密封；避免了因中间段与阀板径向侧面的上部连接时，存在竖直或朝上倾斜的表面，这种表面在阀板向下移动时不承受压力反而会形成对密封表面造成磨损的摩擦力。下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
图I所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀的立体图；图2所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀的爆炸图；图3a所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀的立体半剖视图；图3b所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀的另一立体半剖视图；图3c所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀位于阀板凸台位置处的立体剖视图；图4a所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀处于半开状态下的立体剖视图；图4b所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀处于全开状态下的立体剖视图；图5a所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀中阀体本体的剖视图；图5b所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀中阀体本体的立体剖视图；图6a所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀中阀板的立体图；图6b所示为本实用新型所述新型密封结构的闸阀中阀板的主视图。
具体实施方式在本实用新型所述新型密封结构的闸阀中，主要包括阀体10、阀杆20、阀板30和手柄40。其中，阀体10内设有带进口 51a和出口 51b的阀腔50，阀腔50包括底部的密封腔体50a和供阀板30滑动的滑动腔体50b ;阀板30的轴向侧面30a和阀腔的阀腔进出口51a、51b之间设有相互配合的密封凸台52、32，两密封凸台的配合面形成阀板和阀腔之间的上密封面；阀板径向侧面30b的下部设置为与阀腔密封腔体50a的底部相配合的形状，使得阀板径向侧面的下部与密封腔体底部形成下密封面；在阀板30阻隔阀腔进出口 51a、51b时，阀板密封凸台32的下表面32a正好压紧在阀腔进出口密封凸台52的上表面52b，同时阀板径向侧面30b的下部压紧在阀腔密封腔体50a的底部。如图1、2所示，在本实用新型所述新型密封结构的闸阀的优选实施例中，优选设置阀体10包括阀体本体11和阀盖12两个部分，阀腔50由阀体本体11和阀盖12组合形成，以方便加工和装配。阀体10相对的两侧设有进口管13和出口管14，阀体10内设有阀腔50，进口管13与阀腔50的连通处为阀腔的进口 51a，出口管14与阀腔50的连通处为阀腔的出口 51b。阀板30位于阀腔50内可上下滑动；阀杆20与阀盖上设置的螺纹孔15螺纹配合，阀杆20的一端与阀板30转动连接而另一端与阀体上方的手柄40固定连接。当转动手柄40时，阀杆20相对于阀体10转动从而产生相对于阀体10的上下位移，进而带动阀板30沿阀腔的滑动腔体50b升降。当阀板30位于阀腔50底部时，阀板的轴向侧面30a能够分别与阀腔进出口 51a、51b形成密封配合，从而阻隔阀腔进出口 51a、51b，使得闸阀处于关闭状态；当阀板30脱离阀腔50底部时，阀板的轴向侧面30a脱离阀腔进出口 51a、51b，从而将阀腔进出口 51a、51b通过阀腔50连通，使得闸阀处于打开状态。如图3a、3b、3c、3d所示，阀板轴向侧面30a和阀腔的阀腔进出口 51a、51b之间设有相互配合的密封凸台52、32，形成阀板上部的密封结构；阀板径向侧面30b的下部与阀腔密封腔体50a的底部相配合，形成阀板下部的密封结构。如图6a、6b所示，阀腔50包括密封腔体50a和滑动腔体50b，阀腔阀腔进出口 51a、 51b处设有密封凸台52，该密封凸台52由密封腔体壁向阀板30延伸而成。阀腔进出口密封凸台52的形状与阀板密封凸台32的形状相匹配，使得阀板30在阻隔阀腔进出口 51a、51b时，阀板密封凸台的下表面32a正好压紧在阀腔进出口密封凸台的上表面52b。如图5a、5b所示，阀板30的两个轴向侧面均设有密封凸台32，阀板密封凸台32由阀板轴向侧面30a向阀腔进出口 51a、51b延伸而成。优选设置阀板径向侧面30b的下部设置为与阀腔密封腔体50a相匹配的形状，优选设置阀板径向侧面30b的下部包括中间段30bI和过渡段30b2，过渡段30b2设置在中间段30bl的两旁，其过渡段30b2设置为向下倾斜，即中间段30bl在垂直于阀板的水平面上的投影长度小于阀板径向侧面30b的下部的投影长度；这样当阀板30向下压时，可以使得阀板径向侧面的中间段30bl压紧在阀腔密封腔体50a底部而其过渡段30b2压紧在密封腔体50a壁上，使得密封更为可靠，并能耐高压。具体地，可设置阀板径向侧面下部的中间段30bl为弧形而过渡段30b2为斜面。其中斜面的倾斜角度可根据闸阀所需要承受的压力等参数进行设计，当额定压力较大时，可将该过渡段30b2的倾斜角度设置为较大，这使得该过渡段30b2的耐压能力更强。优选设置密封凸台52、32的形状为弧形，且阀板密封凸台32的长度大于阀腔进出口密封凸台52的长度，这样阀板密封凸台32在压紧在阀腔进出口密封凸台52的上表面时还能向两端延伸至阀板径向侧面30b的下部，从而形成完整的密封，防止在过渡段30b2产生泄漏。最好将阀板密封凸台32和阀腔进出口密封凸台52都设置为圆弧形，其弧度小于
。最好设置阀腔进出口密封凸台52的内径与所述阀腔进出口 51b的内径相等，即阀腔进出口密封凸台的下表面52a与阀腔进出口管13、14的管壁连续。在上述实施例中，阀板密封凸台32的两端延伸至阀板径向侧面下部的过渡段30b2，优选设置阀板密封凸台的下表面32a包括密封段32al和过渡段32a2，其密封段32aI与阀腔进出口密封凸台52相配合，其过渡段32a 2位于密封段32al的两端，并且阀板密封凸台下表面的过渡段32a2延伸至阀板径向侧面下部的中间段30bl或过渡段30b2的中部。这样阀板密封凸台的上表面32b和下表面32a之间在阀腔50内无法直接连通，从而形成完整密封。通过设置阀板密封凸台的下表面包括与阀腔进出口密封凸台配合的密封段和位于密封段两端的过渡段；阀板密封凸台的两端延伸至阀板径向侧面下部的过渡段，使得阀板密封凸台的上表面与阀板径向侧面下部的过渡段连接，而阀板密封凸台下表面的过渡段延伸至阀板径向侧面下部的中间段或过渡段的中部。这样阀板和阀腔之间上密封面和下密封面在过渡段存在交叉重叠部分，使得阀板的下密封面能够过渡到上密封面，防止在过渡处产生泄漏，即阀板密封凸台的上表面32b和下表面32a之间在阀腔50内无法直接连通。在上述实施例中，阀腔滑动腔体的径向侧面54b和所述阀板径向侧面30b之间设有相互配合的滑轨53和滑槽33，以方便阀板30在阀腔50内上下滑动。优选将滑轨53设置在阀腔滑动腔体壁上，将滑槽33设置在阀板径向侧面的过渡段30b2。可设置阀腔进出口密封凸台的端面52c与阀板的轴向侧面30a相配合，使得阀板30沿阀腔进出口密封凸台的端面52c之间可上下滑动，进而可以缩短滑轨53的长度，在进行阀腔50的加工时增大了刀具的工作空间，使得加工更方便。
如图3a、3b、3c所示，当闸阀处于关闭状态时，阀板30位于阀腔密封腔体50a内，此时阀板密封凸台32压紧在阀腔进出口密封凸台52上，并且阀板30下部压紧在密封腔体50a的底部，使得阀板30和阀腔进出口 51a、51b之间形成完整密封；同时阀板30被轴向定位在阀腔进出口密封凸台的端面52c之间。如图4a所示，当转动手柄40通过阀杆20带动阀板30向上移动时，阀板的轴向侧面30a沿阀腔进出口密封凸台的端面52c向上滑动，此时阀板的滑槽33位于滑轨53的下方并未与滑轨53相配合，闸阀处于半开状态。如图4b所示，当进一步转动手柄40时，阀板的滑槽33滑至滑轨53下端并与滑轨53相配合，此时阀板的轴向侧面30a仍与阀腔进出口密封凸台的端面52c相配合，但其相互之间的接触面积变小；通过滑轨53和滑槽33的定位，使得阀板30在阀腔50内的滑动更为可靠，此时闸阀处于全开状态。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种新型密封结构的闸阀，包括阀体、阀杆、阀板和手柄，阀体内设有带进口和出口的阀腔，其特征在于，所述阀腔包括底部的密封腔体和供所述阀板滑动的滑动腔体；所述阀板的轴向侧面和阀腔的阀腔进出口之间设有相互配合的密封凸台，所述阀板径向侧面的下部设置为与所述阀腔密封腔体的底部相配合的形状；在所述阀板阻隔阀腔进出口时，所述阀板密封凸台的下表面正好压紧在所述阀腔进出口密封凸台的上表面，同时阀板径向侧面的下部压紧在阀腔密封腔体的底部。
2.根据权利要求I所述闸阀，其特征在于，所述密封凸台设置为弧形，且所述阀板密封凸台的长度大于所述阀腔进出口密封凸台的长度；所述阀板凸台的两端延伸至阀板轴向侧面。
3.根据权利要求2所述闸阀，其特征在于，所述密封凸台优选设置为圆弧形，其弧度小于Tl o
4.根据权利要求3所述闸阀，其特征在于，所述阀腔进出口密封凸台的内径与所述阀腔进出口的内径相等。
5.根据权利要求2所述闸阀，其特征在于，所述阀板径向侧面的下部包括中间段和位于中间段两旁的过渡段，其过渡段设置为向下倾斜，使得中间段在垂直于阀杆的水平面上的投影长度小于阀板径向侧面的下部的投影长度。
6.根据权利要求5所述闸阀，其特征在于，所述阀板密封凸台的下表面包括与所述阀腔进出口密封凸台配合的密封段和位于密封段两端的过渡段；所述阀板密封凸台的两端延伸至所述阀板径向侧面下部的过渡段，使得阀板密封凸台的上表面与所述阀板径向侧面下部的过渡段连接，而阀板密封凸台下表面的过渡段延伸至所述阀板径向侧面下部的中间段或过渡段的中部。
7.根据权利要求6所述闸阀，其特征在于，所述阀板径向侧面下部的中间段设置为弧形面而过渡段设置为斜面。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的闸阀，其特征在于，所述阀腔的滑动腔体径向侧面和所述阀板径向侧面之间设有相互配合的滑轨和滑槽。
9.根据权利要求I至7中任一项所述的闸阀，其特征在于，所述阀腔进出口密封凸台的端面与所述阀板轴向侧面相配合，使得阀板沿阀腔进出口密封凸台的端面之间上下滑动。
专利摘要本实用新型涉及一种新型密封结构的闸阀，包括阀体、阀杆、阀板和手柄，阀体内设有带进口和出口的阀腔，阀腔包括底部的密封腔体和供阀板滑动的滑动腔体；阀板的轴向侧面和阀腔的阀腔进出口之间设有相互配合的密封凸台，阀板径向侧面的下部设置为与阀腔密封腔体的底部相配合的形状；在阀板阻隔阀腔进出口时，阀板密封凸台的下表面正好压紧在阀腔进出口密封凸台的上表面，同时阀板径向侧面的下部压紧在阀腔密封腔体的底部。通过在阀板和阀腔进出口之间设置相互配合的密封凸台，提高了密封的可靠性，避免了阀板密封面产生摩擦力，大幅提高了闸阀闸板的使用寿命。
文档编号F16K3/02GK202381724SQ20112050488
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者黄虹宾 申请人:深圳大学