专利名称：球阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种球阀，该球阀具有一个带有两个相互连通的连接孔的外壳、一个安置在该外壳内可围绕一轴线旋转的关闭体，该关闭体在一个位置将所述连接孔相互分隔开并且它具有一个设计为截球形的且与一个可沿轴向移动的密封垫圈配合作用的密封面，其中，关闭体具有一个基体和一个可拆卸地与该基体连接的且固定地支撑在该基体上的截球体，该截球体构成所述密封面。
另外，上述类型的球阀用于传输腐蚀性介质和大标称内径的情况下。在不能将一体式的关闭体制成具有相应的耐磨强度时，上述球阀可以实现由一种特别耐磨的全材料(Vollmaterial)或耐磨的护套制成所述截球形密封面。首先在大标称内径的情况下用高质量的材料制造一个一体式的关闭体是费事和昂贵的以及由于采用有些护套材料而产生材料应力因而不可能实现铠装所述关闭体的密封面的目的，尤其在需要更大的层厚时更是如此。
由DE 198 18 628 C2已知一种规定用在航空设备中的球阀，在该球阀中，所述密封面由一个与基体相连的密封弓形件构成，该弓形件用一种高表面质量的材料制成。其中，基体由另一种具有较小单位重量的材料制成，以便减小关闭机构的重量以及进而也减小球阀的重量。其中，所述密封弓形件在其外边缘处具有一个平的贴合面，该密封弓形件以该贴合面贴靠在基体的一个平的对接面上。借助于一个沿径向设置在其外边缘之内的定心环，将该弓形件对中在基体上。为了固定而采用一个从外部装入到该密封弓形件的一个沉孔中且旋入到螺纹体的一个螺纹孔中的中心螺栓。
另外，由DE 1 283 050已知一种带有一个可在旋塞阀上运动的密封体的闭塞栓，该密封体可通过朝入流侧方向导入到该旋塞阀内部的传导压力压紧到所述外壳的对应配设的密封面上。在此，密封体具有一个装入到所述旋塞阀的环形凹槽中的环形件形状。
在从DE 86 171 38 U1中已知的一种带有浮动塞子的球阀中，该浮动塞子由一个中间段和两个安装其上的截球体构成，这两个截球体作为弹性密封件通过导引销和弹簧压紧到所述阀座上。取代所述导引销，所述截球体也可以在所述中间段中定心。
本发明所要解决的技术问题是，将一种前言所述类型的球阀构造成，可以通过对构件的再加工以简单的方式实现修整。
上述技术问题按照本发明在上述类型的球阀中是这样得以解决的，即，所述关闭体具有一在其中安置所述截球体的凹槽，其中，所述截球体以一个与该截球体的中轴线同心地沿轴向延伸的外表面嵌入到所述凹槽中以及在该凹槽中对中，所述截球体与球心的距离可以通过沿轴向将该截球体支撑在所述基体上的措施来调整。
在按照本发明设计的球阀中，所述截球体的厚度尺寸可以在某一范围内变化，因为该截球体相对于球心的实际距离可以调整。这样做的优点是，所述用一种极贵重材料且也许按照一种费事的方法制造的截球体在其密封面的区域可以反复地修整以及因此该截球体在磨损后不必马上用一个新的来替换。尤其在承受强大磨损负荷的大标称内径的球阀中可以通过修整截球体达到明显减小装置费用的目的。
按照本发明的另一个建议，为了沿轴向将所述截球体支撑在所述基体上，采用一个安置在这两个构件之间的可更换的补偿元件，该补偿元件确定所述截球体离球心的距离。如果对截球体进行修整，则为了补偿由此减小的截球体厚度尺寸要采用一个相应更厚的补偿元件来代替原来的补偿元件，以便使所述截球形密封面仍然处于正确位置。
按照本发明的另一个建议，所述截球体的外表面设有外螺纹以及可旋入到相应的在所述凹槽的侧壁中设置的内螺纹中，同时采用一些可拆卸的锁紧件，以保证所述截球体不再旋转地固定在所述基体上。在该技术方案中，所述截球体通过其外螺纹保持固定在关闭体上并且通过在螺纹中的旋转调整到一个相对于球心的正确距离。
在本发明的一优选的扩展设计中，所述截球体在其背对所述截球面的背侧面上具有一嵌入到所述基体内的一个环形槽中的圆柱筒形突缘。在该扩展设计中，所述补偿元件由至少一个可装入到所述环形槽中的环形件构成，是有利的。为了将所述截球体可拆卸地固定在所述基体上，而有利地采用螺钉，将这些螺钉嵌入到所述截球体背侧上的螺纹沉孔中。
按照本发明的另一个建议，所述基体具有平行于所述截球形密封面的顶点切线的通孔，该通孔在所述关闭体处于某一位置时将所述连接孔相互连通。在传输磨蚀介质时，所述基体在其通孔端部处的棱边首先遭到强烈磨损。为了降低磨损，按照本发明，在所述通孔的一端部处的棱边区域由耐磨材料制成的可更换环构成。在此也存在这样的可能性，即，在对于过度磨损的修整中用一新的可更换环替换原磨损的可更换环。与所述截球体不同，因为所述可更换环较小的环形横截面以及相应较小的材料用量和对于类似的技术方案而言过小的安装空间，因而不能对可更换环进行修整。当然可以设想，对所述可更换环通过铠装进行修整。取代设置所述可更换环，也可以在所述通孔端部处的棱边区域内通过安装护套保护所述基体。
下面借助一种实施方式详细说明本发明。附图中
图1表示一个按照本发明的球阀的一部分；图2表示图1所示球阀的关闭体的一部分；图3表示按照本发明的球阀的关闭体的另一种扩展设计。
图1部分地表示一个球阀的外壳10和关闭体1。关闭体1具有一个对称的球形垫圈的形状以及围绕一根垂直于图纸平面的、通过球心的轴线Z可旋转地安置在外壳10内。关闭体1具有一个带有沿一轴线Y延伸的通孔12的基体11。该通孔12用于将一个设置在外壳10内的连接孔13与另一个图中未示出的与该连接孔镜像对称地设置的连接孔13连接起来。为了建立所述连接孔之间的连接，关闭体1从图1中所示的位置围绕轴线Z旋转90°。
为了封闭连接孔13，关闭体1具有一个带有一截球形密封面7的截球体2，该密封面7与一金属的密封垫圈17配合作用。该密封垫圈17可沿轴向移动地安置在外壳10内且通过弹簧18压紧到截球体2上。截球体2可拆卸地固定在基体11上。截球体2或者至少其密封面7由一种特别耐磨的材料制成。
在图2中示出的局部图表示出截球体2固定在基体11上的情况。为了安装截球体2，基体11具有一个带有一个中央的平面形底面15以及一个围绕该底面15的环形槽16的凹槽14，该环形槽16具有同心的圆柱形侧壁面和一个平面形底面。截球体2在其与所述密封面相对置的背侧对应于所述凹槽14地进行设计以及在其外边缘处具有一个嵌入到所述环形槽16中的圆柱筒形突缘8，该突缘8围绕一个直接面对所述底面15的平面形圆面9。在所述环形槽16的底面与所述突缘8的端面之间有一间隙，一个用作补偿元件的环形件4位于该间隙中。截球体2通过该环形件4支撑在基体11上。用螺钉6将截球体2固定在所述凹槽14中，这些螺钉从所述通孔12分别穿过一个通到所述环形槽16中的孔以及一个穿过所述环形件4的孔被旋入到一个在所述突缘8内的螺纹孔中。为了相对于所述基体11密封所述截球体2，所述突缘8与所述环形件4邻接地具有两个环形凹槽，在这两个环形凹槽中安装由人造橡胶或石墨制成的密封圈5。
为了降低在通孔12端部处的棱边区域的磨损，在那里采用可更换环3，该可更换环可从所述基体11上拆下以及由一种与该基体11相比特别耐磨的材料制成，例如由一种铠装材料制成。可更换环3具有与所述密封面7有相同半径和中心的球环面19。球环面19与所述密封面7间隔距离地位于比密封垫圈17的对应密封面宽度更小的最窄处。由此确保，密封垫圈17可以顺利地从所述密封面7滑动到所述球环面19上以及相反方向地滑动。避免了密封垫圈17嵌入到所述基体11的更软材料中的危险。在图2中表示了这一情况。图中示出密封垫圈17相对于关闭体1处于一个从图1所示位置大约旋转8°的位置。
在有腐蚀性材料处于连接孔13中时，在打开和关闭球阀时密封面7遭受强烈的磨损负荷。因此，有时候需要更新密封面。在关闭体的上面已描述的设计结构中，可以以简单的方式通过拆下截球体2以及对其进行再加工来更新密封面7。因为通过再加工改变了截球体2的轴向结构高度，因此，在安装所述再加工好的截球体2之前，为了补偿将一个相当于所述结构高度变化量的更厚或更薄的环形件4装入到所述凹槽14中。
图3表示一关闭体1′，该关闭体在将截球体2′可调整地沿轴向支撑在所述基体11′上的措施方面与前面所述实施方式不同。截球体2′的圆柱筒形突缘8在其内侧面上具有内螺纹20以及所述圆柱形环形槽16的与该突缘8相邻的侧壁的内侧面设有相应的外螺纹21。这两种螺纹相互啮合以及由此将截球体2′固定地支撑在基体11′上。此外，可以以简单的方式通过相对于基体11′旋转截球体2′来调整截球体2′相对于球心的轴向距离。
为了将截球体2′固定在基体11′上的一个所期望的调整位置中，亦即固定在基体11′上的一个确定的转角位置中，截球体2′的突缘8具有大量的例如二十四个平行于该突缘8的圆柱轴线的螺纹孔22。这些螺纹孔22相互之间具有相同的间距以及相对于所述圆柱轴线具有相同的距离。一可从所述通孔12中够到的阶梯孔24位于基体11′中，该阶梯孔24具有与所述螺纹孔22相同的相对于所述圆柱轴线的距离以及可以通过旋转带有螺纹孔22的截球体2′被遮盖。通过穿过所述阶梯孔且旋入到其中一个螺纹孔22中的锁定螺钉23可以将截球体2′固定在每个螺纹导程的二十四个不同角位。如果所述螺纹20、21具有例如一个1.5mm的螺距，则借助于二十四个螺纹孔22可以以每步0.0625mm的量调整截球体2′与球心的距离。由此更好地满足现存的对调整精度的要求。
当然也可以以其他不同方式将截球体2′固定在所述已调整好的转角位置上。例如将一压紧到截球体底面上的紧固螺栓安置在所述基体的螺纹孔中，以便保证该截球体不再旋转地摩擦连接地固定。而这样一种设计结构提供了一种无级地调整截球体的方法，但是却对温度变化和震动明显更敏感。
权利要求
1.一种球阀，其具有一个带有两个相互连通的连接孔的外壳、一个安置在该外壳内可围绕一轴线旋转的关闭体，该关闭体在一个位置上将所述连接孔相互分隔开并且它具有一个设计为截球形的且与一个可沿轴向移动的密封垫圈配合作用的密封面，其中，所述关闭体具有一个基体和一个可拆卸地与该基体连接的且固定地支撑在该基体上的截球体，该截球体构成所述密封面，其特征为所述关闭体(1)具有一在其中安置所述截球体(2)的凹槽(14)，其中，所述截球体(2)以一个与该截球体的中轴线同心地沿轴向延伸的外表面嵌入到所述凹槽(14)中以及在该凹槽中对中，所述截球体(2)与球心的距离可以通过沿轴向将该截球体(2)支撑在所述基体(11)上的机械措施来调整。
2.按照权利要求1所述的球阀，其特征为为了沿轴向将所述截球体(2)支撑在所述基体(11)上，采用一个安置在这两个构件之间的可更换的补偿元件，该补偿元件确定所述截球体(2)与球心的距离。
3.按照权利要求1或2所述的球阀，其特征为所述截球体(2)在其背对所述截球面的背侧面上具有一嵌入到所述基体内的一个环形槽(16)中的圆柱筒形突缘(8)。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的球阀，其特征为所述补偿元件由至少一个可装入到所述环形槽(16)中的环形件(4)构成。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的球阀，其特征为通过嵌入到所述截球体(2)背侧上的螺纹孔内的螺钉(6)将该截球体(2)固定在所述基体(11)上。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的球阀，其特征为所述基体(11)具有平行于所述截球面形密封面(7)的顶点切线的通孔(12)，该通孔在所述关闭体处于某一位置时将所述各连接孔相互连通，其中，在该通孔(12)的至少一个端部处的棱边区域由一耐磨材料制的可更换环(3)构成。
7.按照权利要求1至5中任一项所述的球阀，其特征为在所述通孔(12)的端部处的棱边区域内通过安装一护套保护所述基体(11)。
8.按照权利要求1所述的球阀，其特征为所述截球体(2′)上设有与所述截球面的一中轴线同心的螺纹(20)以及可旋入到一个设在所述基体(11′)内的对接螺纹中，同时设置一些可拆卸的锁紧件，以保证所述截球体不再旋转地固定在所述基体上。
9.按照权利要求8所述的球阀，其特征为所述截球体(2′)在其背对所述密封面(7)的背侧面上具有大量的平行于轴线的螺纹孔(22)，这些螺纹孔的中心线分布在一个共同的与所述截球面的中轴线同心的圆弧上，以及所述基体(11′)具有至少一个孔(24)，该孔(24)根据所述截球体的位置与所述其中一个螺纹孔(22)对准并容纳一个可旋入到该对准的螺纹孔中的锁定螺钉(23)。
全文摘要
本发明涉及一种球阀，其具有一个带有两个相互连通的连接孔的外壳(10)、一个安置在该外壳内可运动的关闭体(1)，该关闭体具有一个基体(11)和一个可拆卸地与该基体连接的带有一密封面(7)的截球体(2)，该截球体(2)安置在所述基体(11)的一凹槽(14)中，其中，所述截球体(2)以一个与该截球体的中轴线同心地沿轴向延伸的外表面嵌入到所述凹槽(14)中以及在该凹槽中对中，所述截球体(2)与球心的距离可以通过沿轴向将该截球体(2)支撑在所述基体(11)上的措施来调整。
文档编号F16K5/06GK1820160SQ200480019761
公开日2006年8月16日 申请日期2004年7月30日 优先权日2003年7月31日
发明者艾尔弗雷德·兰格 申请人:艾尔弗雷德·兰格