专利名称：双锥金属密封阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种球阀，特别涉及一种具有扭矩小、适用于各种温度的双锥金属密封阀。
背景技术：
目前，普通球阀采用的是活塞式阀座结构，活塞式阀座结构主要存在以下问题
I :阀座与阀体之间的密封件主要采用O形圈、柔性石墨等非金属元件，由于柔性石墨所需预紧比压高，且安装、使用时易损坏，所以较难建立活塞密封腔，故易导致阀门泄露，同时启闭扭矩较大。而O型圈不能用于高温工况，所以使用场合受到限制。2 :在介质力及弹簧力的作用下，其阀座密封面紧靠球体密封面。因此，阀门在启闭时，密封副始终存在摩擦，故其密封面易擦伤。因此，该类阀门使用寿命受到严重削弱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种具有扭矩小、耐高温，密封性能好，可靠性高的双锥金属密封阀。为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的双锥金属密封阀，包括带有流道的阀体，阀体流道中设置有阀球，阀球连接有阀座，阀球与阀座之间设有密封副结构，阀球旋转中心与阀体流道中心的径向偏心e，阀球旋转中心与阀座密封面的轴向偏心H，以及密封副圆锥中心线与流道中心线的夹角α。阀座为通过焊接或胀接方式固定在阀体上。阀座为整体式或通过焊接、胀接或栓接方式固定在阀体上。所述密封副结构由垫片、密封圈、压圈、固定环构成，垫片套在阀球上，垫片外侧是密封圈，密封圈外侧是压圈，最后通过固定环连接在阀球上，固定环通过螺钉连接在阀球上。所述密封圈为PTFE、RPTFE、NYLON、PEEK、橡胶等非金属材料。所述密封圈为不锈钢夹柔性石墨制成的多层次密封圈。密封圈为全金属材料制成。所述阀体的结构可以为上装式、侧装二段式、侧装三段式及整体式，连接形式可以为栓接也可以为焊接。所述阀球固定形式可以采用支撑板固定，也可以采用整体式球体耳轴固定或者球体与阀体间采用分开式固定轴连接形式。有益效果，因阀球旋转中心与阀体流道中心存在偏心量e，故阀门开启时，阀球密封面能迅速脱离阀座密封面。使阀门开关时两密封面之间无摩擦，克服了普通球阀启闭时，密封面之间始终存在摩擦的问题，有效降低了阀门的启闭扭矩，增加了阀门的使用寿命，且不会出现卡死现象，故其在高温工况下具有普通球阀无法比拟的优点，同时，本发明的密封副圆锥中心线与阀体流道中心线又设计有角偏心α，这样即提高了阀门密封性能，又提高了阀门的加工工艺性。
下面结合附图和具体实施方式
来详细说明本发明；图I为本发明所述的双锥金属密封阀结构示意图。图2为图 I的局部放大图。图3为三偏心结构示意图。图4为本发明所述的密封圈结构示意图。图5为本发明所述的双锥金属密封阀密封副脱开示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。参看图I、图2，本发明主要由阀体I、支撑板2、阀球3、螺钉4、阀杆5、填料箱6、支架7、垫片8、密封圈9、压圈10、固定环11及阀座12等主要零部件组成。阀球3由支撑板2(上下各一块)支撑。阀杆5与阀球3通过扁槽连接以传递扭矩。阀座12与阀体I通过焊接或胀接等方式固定在阀体内，并确保介质不会沿阀座外圆渗漏。将密封圈9、压圈10及固定环11用螺钉4连接在阀球3上，使之成为一个整体，在密封圈9与阀球3之间设有垫片8以增加密封可靠性。参看图4，本发明的密封圈9是绕一个顶角为β的圆锥体的轴线经旋转切削而得，其截面形状为椭圆形。同理，与之配对的阀座密封面也是绕一个顶角为β的圆锥体的轴线经旋转切削而得。参看图3，当阀门处于关闭状态时，阀球旋转中心与阀体流道中心线L存在径向偏心e，阀球旋转中心ο与阀座密封面存在轴向偏心H，以及密封副圆锥中心线与流道中心线存在夹角α。各偏心的取值范围为e :1 200mm，H :1 1000mm，α :1° 180°。阀座12为整体式或通过焊接、胀接或栓接方式固定在阀体上。所述阀体I的结构可以为上装式、侧装二段式、侧装三段式及整体式，连接形式可以为栓接也可以为焊接。所述阀球3固定形式可以采用支撑板固定，也可以采用整体式球体耳轴固定或者球体与阀体间采用分开式固定轴连接形式。如图所示线段a是以旋转中心为起点，以两密封面重合的交线上距阀体流道中心线最远的点为终点的直线。线段b是以旋转中心为起点，以两密封面重合的交线上距阀体流道中心线最近的点为终点的直线。可以看出，线段a比线段b长。同理，线段c比线段d长。线段a、线段b、线段C、线段d即为阀球的转动臂。故可得如下结论当逆时钟转动阀球，即阀门开启时，密封圈9将迅速脱离阀座密封面，防止了密封副之间的相互摩擦(参看图5)。当顺时钟转动阀球，即关闭阀门时，密封圈9将逐渐靠紧阀座密封面，直至阀门保持密封，此时密封圈还有足够的预紧余量，故当密封圈出现磨损时，只需将阀球继续转动一定角度即可确保阀门密封。普通的硬密封球阀密封副均为球面结构，此类密封副对加工设备及制造精度要求极高，其阀座密封面与球体须精加工后研磨，且研磨之后还需要配磨，生产工艺复杂，生产周期长，故其生产效率低下，而生产成本却不断攀升。本发明的密封副采用锥面密封结构，即保证了良好的密封性能，又提高了加工工艺性。且密封圈与阀球设计成可拆卸式结构，给以后的维修和保养带来极大便利。一旦密封圈处出现泄露，只需更换密封圈或阀座即可，而普通的硬密封球阀则必须更换整个阀球、阀座，故其维修成本高。因此，无论从产品性能、制造成本、生产效率及售后服务的角度出发，本发明都具有明显优势。综上所述本发明具有密封性能好、耐高温、长 寿命、易制造、便维护及外形美观、结构紧凑等优点。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.双锥金属密封阀，包括带有流道的阀体，阀体流道中设置有阀球，阀球连接有阀座，阀球与阀座之间设有密封副结构，其特征在于，阀球旋转中心与阀体流道中心的径向偏心e，阀球旋转中心与阀座密封面的轴向偏心H，以及密封副圆锥中心线与流道中心线的夹角α ο
2.根据权利要求I所述的双锥金属密封阀，其特征在于，各偏心的取值范围为e1 200mm, H :1 1000mm，α :1° 180°。
3.根据权利要求I或2所述的双锥金属密封阀，其特征在于，阀座为整体式或通过焊接、胀接或栓接方式固定在阀体上。
4.根据权利要求I或2所述的双锥金属密封阀，其特征在于，所述密封副结构由垫片、密封圈、压圈、固定环构成，垫片套在阀球上，垫片外侧是密封圈，密封圈外侧是压圈，最后通过固定环连接在阀球上，固定环通过螺钉连接在阀球上。
5.根据权利要求4所述的双锥金属密封阀，其特征在于，所述密封圈为PTFE、RPTFE,NYLON、PEEK、橡胶材料。
6.根据权利要求4所述的双锥金属密封阀，其特征在于，所述密封圈为不锈钢夹柔性石墨制成的多层次密封圈。
7.根据权利要求4所述的双锥金属密封阀，其特征在于，密封圈为全金属材料制成。
8.根据权利要求I所述的双锥金属密封阀，其特征在于，所述阀体的结构可以为上装式、侧装二段式、侧装三段式及整体式，连接形式可以为栓接也可以为焊接。
9.根据权利要求I所述的双锥金属密封阀，其特征在于，所述阀球固定形式可以采用支撑板固定，也可以采用整体式球体耳轴固定或者球体与阀体间采用分开式固定轴连接形式。
全文摘要
本发明提供一种双锥金属密封阀，包括带有流道的阀体，阀体流道中设置有阀球，阀球连接有阀座，阀球与阀座之间设有密封副结构，阀球旋转中心与阀体流道中心的径向偏心e，阀球旋转中心与阀座密封面的轴向偏心H，以及密封副圆锥中心线与流道中心线的夹角α。本发明具有密封性能好、耐高温、长寿命、易制造、便维护及外形美观、结构紧凑等优点。
文档编号F16K5/06GK102635701SQ201210129350
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月27日 优先权日2011年12月19日
发明者卓桂朝, 罗起飞, 金成波 申请人:圣博莱阀门有限公司