专利名称：角行程阀门的阀座、阀芯密封结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及阀门，尤其是它的阀座与阀芯间的密封结构，该结构适用于角行程阀门例如偏心球阀、蝶阀。
背景技术：
传统角行程阀门的阀座、阀芯间的密封结构是钢性面接触或线接触硬密封，由于阀座、阀芯不可能完全同心，阀门关闭时，阀座、阀芯不能很好吻合，不可避免地存在间隙，其泄漏等级只能达到III-IV级，密封效果不是很好，不能用于对密封性能要求很高的场合。目前，国内、外一些阀门生产厂家开发出一种弹性硬密封阀门，参见图1，其阀座1被设计成端口外卷的异径管结构，其纵截面是“J”形，成为一个管弹簧，阀门关闭时，该管弹簧与阀芯线接触并被压缩，利用弹性元件万向退让特性，使阀座1与阀芯2吻合，形成完整的环形密封线，并利用其弹性产生一定的密封压力，因而没有间隙，显著地改善了密封效果，在普通工况下能达到VI级泄漏等级(最高泄漏等级，习惯称“零”泄漏)。但美中不足的是1.由于该阀座1是只有一个弹性变形段的管弹簧，为了使阀座1具有足够地弹性，管壁被设计得很薄；且由于阀座1是用钢板冲压成型，管壁各处的厚度是一样的，因此，阀座1的整体强度较差，在复杂、恶劣工况(高温、高压、大压差、大温差、腐蚀性介质、不干净介质等)下，阀座1容易损坏；同时，由于弹性变形的位移量集中在一个弹性变形段，该管弹簧容易疲劳，失去弹性，两个因素都影响阀座的使用寿命。而且，众所周知，阀座1与阀体装配时通常是永久性固定连接，不可拆卸，阀座1损坏或弹性失效，就意味着阀门报废，必须更换整只阀门，导致用户的使用成本很高。
2.为了保证阀座1的强度和弹性，不得不选用力学性能极好的特殊材料，并采用与材料相应的复杂、困难的热处理工艺，导致阀门的生产成本高。
实用新型内容本实用新型的目的意在提供一种没有上述缺点的角行程阀门的阀座、阀芯密封结构。
实现本实用新型目的的技术解决方案是一种角行程阀门的阀座、阀芯密封结构，所述阀座对应阀芯的部位延伸出一弹性元件，所述弹性元件与阀座是整体，其特征在于，该弹性元件是波纹管结构，具有至少两个弹性变形段。
所述波纹管呈塔形结构，即波纹管是锥管，其大头段位于阀座端，各波纹段的直径由大头段向小头段顺序递减，其锥度与阀芯受力点的发线方向相适应。
所述波纹管的管壁纵截面呈塔形结构，即其大头位于阀座端，各波纹段管壁纵截面的幅值由大头段向小头段顺序递减。
另外，所述阀座是将钢坯用机床切削而成，其本体部分的厚度不受波纹管管壁厚度的限制，根据强度设计的需要确定。
本实用新型的有益效果由于阀座的波纹管弹簧具有至少两个变形段，在获得同等弹性的前提下，即可增大波纹管的壁厚；且阀座是将钢坯用机床切削而成，其本体部分的厚度不受波纹管管壁厚度的限制，是根据强度设计的需要确定的，故阀座的整体强度大幅度提高，能满足在各种复杂、恶劣工况下的使用要求；同样由于阀座的弹性元件具有至少两个变形段，变形位移总量被分解到各变形段，每一变形段的变形位移量相对变小，波纹管弹簧不易疲劳，阀座的使用寿命大幅度延长。波纹管的壁厚增大以后，就可降低对材质的要求，简化热处理工艺，在获得同等使用性能的前提下，大幅度降低产品成本。
另外，由于波纹管弹簧是锥形管弹簧，当阀门关闭时，弹簧变形位移的方向基本与阀芯受力点的法线方向一致，环形密封线上各点受力均匀，密封效果好。
再有，由于波纹管的管壁纵截面呈塔形结构，弹簧被压缩时，动态稳定性好，变形位移的方向稳定，摆动幅度小，不仅有利改善密封效果，也可延缓弹簧疲劳，延长使用寿命。
经实验测试表明，本结构的阀门达到VI级泄漏等级，下面是一只DN 150阀门的实验结果阀门设计参 数实验测试参数介质任意天然气公称压力10MP13MPa压差≤6MPa 8MPa介质温度≤350℃ 350℃启闭次数5万次无泄漏 ＞5万次无泄漏
以下结合附图和具体实施方式
详细说明本实用新型。
图1是现有弹性硬密封阀座的结构示意图。
图2是本发明的一种结构示意图(三个变形段的波纹管弹簧)。
图3是本发明的另一种结构图(两个变形段的波纹管弹簧)。
具体实施方式
参见图2阀座1对应阀芯3的一侧延伸出一波纹管弹簧2，该波纹管弹簧2具有三个波纹段，每个波纹段构成一个弹性变形段。此外还有两个特点一.波纹管呈塔形，即它是一个锥形波纹管，其大头段位于阀座端，各波纹段的公称直径φ不同，由大头段向小头段顺序递减(φ1＞φ2＞φ3)，具有锥度α，锥度α根据阀芯3的球面半径计算得出，当阀门关闭时，阀芯3
上的密封受力点A的法线L基本与α角的边重合，这样，环形密封线上各点受力均匀，密封效果好。
二.锥形波纹管的截面形状也呈塔形，各波纹段的幅值h不同，由大头段向小头段顺序递减(h1＞h2＞h3)，这样，波纹管弹簧被压缩时，动态稳定性好，变形位移的方向稳定，摆动幅度小，不仅有利改善密封效果，也可延缓弹簧疲劳，延长使用寿命。
本阀座1加工工艺与现有的端口外卷的异径管阀座截然不同，不是采用冲压工艺(其结构复杂，也无法冲压)，而是采用切削工艺，将钢坯在机床上切削而成，波纹管2的壁厚δ与阀座1本体的厚度Δ互不干扰，阀座1本体的厚度Δ是根据阀座强度设计的需要确定。加工成型后，将波纹管弹簧2热处理，需要特别指出，波纹管弹簧2的表面硬度应大于阀芯3的表面硬度，以减轻其磨损，因其是与阀体永久性固定连接，不可拆卸，而阀芯3磨损后更换方便。
参见图3通常，波纹管弹簧2具有两个变形段就可满足VI级泄漏要求，只有在使用环境特别恶劣，或阀门通径特别大，两个变形段无法达到VI级泄漏标准时，才应考虑采用三个或三个以上变形段。变形段越多，对材质要求越高，加工工艺越复杂，成本越高。
需要说明，上述阀芯3是一种泛称，对于球阀而言，是指偏心球；对于蝶阀而言，是指阀板。
权利要求1.一种角行程阀门的阀座、阀芯密封结构，所述阀座对应阀芯的部位延伸出一弹性元件，所述弹性元件与阀座是整体，其特征在于该弹性元件是波纹管结构，具有至少两个弹性变形段。
2.根据权利要求1所述的阀座、阀芯密封结构，其特征在于所述波纹管呈塔形结构，即波纹管是锥管，其大头段位于阀座端，各波纹段的直径由大头段向小头段顺序递减，其锥度与阀芯受力点的发线方向相适配。
3.根据权利要求2所述的阀座、阀芯密封结构，其特征在于所述波纹管的管壁纵截面呈塔形结构，即其大头位于阀座端，各波纹段管壁纵截面的幅值由大头段向小头段顺序递减。
专利摘要本实用新型公开了一种角行程阀门的阀座、阀芯密封结构，所述阀座对应阀芯的部位延伸出一弹性元件，所述弹性元件与阀座是整体，其特征在于该弹性元件是波纹管结构，具有至少两个弹性变形段；所述波纹管呈塔形结构；所述波纹管的管壁纵截面也呈塔形结构。优点是密封效果达到VI级泄漏等级，阀座的强度高，弹性元件耐疲劳，使用寿命长。
文档编号F16K1/32GK2861656SQ200520036780
公开日2007年1月24日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者明赐东 申请人:德阳华林仪表有限公司