专利名称：金属硬密封防垢截球自动阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀门，特别是涉及一种金属硬密封防垢截球自动阀。
背景技术：
水泵控制阀门的主要作用是
1、 水泵启动时，水泵控制阀门按预先设定的步骤、时间和速度 打开，使拖动水泵的电动机的电流从零稳步上升至工作电流，其作用 是不出现机组从惯性静态瞬间进入动态而使电流大幅剧升的现象，保 护电机不被烧毁。
2、 水泵停止运行时，水泵控制阀门按预先设定的步骤、时间和 速度关闭，最终切断水流实现止回。其作用是消除或减弱停泵水锤， 防止水锤摧毁机组、管路和泵房，同时实现切断水流实现止回，阻止 回水继续回流，保持水充满水泵内腔，水泵再次抽水时不需灌满水或 抽真空。
水泵控制阀目前主要有膜片式、活塞式多功能水力控制阀、液力 自动阀、管力阀等，多功能水力控制阀主要缺点是阻力系数大、结构 长度长、整体尺寸重量大，不适合于节能节材的政策，因而在此基础 上开发出来了液力自动阀、管力阀，解决了阻力系数大、结构长度长、 整体尺寸重量大的问题，但出现的新问题是
1、 液力自动阀、管力阀、斜板式多功能阀的阀座、阀板密封面 为锥面接触密封，累计加工和装配误差使其偏离打开角的范围，因而 有时关闭后打不开，打开后关不了。
2、 阀门关闭时间3 6个月后在阀座、阀板密封面上产生结垢，
结塘层阻止阀板的转动，因而在需要打开的时候阀门打不开。
3、 阀板打开后，阀板外侧边缘与阀座内缘相隔距离极近，管内
长条杂质、螺旋状切屑及螺栓等容易卡在二者构成的缝隙内，导致阀
门无法完成关闭动作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种运行可靠、密封性好的金 属硬密封防垢截球自动阀。
为了解决上述技术问题，本发明提供的金属硬密封防垢截球自动 阀，包括阀体及其阀座，安装在阀体上的阀杆，活动套装在阀杆上的大阀板和固定安装在阀杆上并与大阀板对应的小阀板，与阀杆连接的 控制系统，所述的阀杆为贯通式阀杆，与所述的贯通式阀杆连接的控 制系统设置于所述的阀体外，所述的大阀板关闭时与所述的阀体轴线
的垂足偏15° 20° ，所述的贯通式阀杆轴心偏心0. 10 0. 2DN，所 述的大阀板的背面弧线与所述的贯通式阀杆的轴中心相交，所述的大 阀板的密封面为密封球面，所述的阀座的密封面为与所述的密封球面 相切的密封锥面，所述的大阀板的密封球面上涂复有一层聚四氟乙烯 涂层；所述的大阀板的密封球面截长大于所述的阀座的密封锥面宽 度。
所述的控制系统为全机械结构，不需阀内介质控制的控制缸。 采用上述技术方案的金属硬密封防垢截球自动阀，具有如下主要 特点-
1、 控制系统无外供动力。控制系统为全自动机械结构，结构可 靠性高。且不需要电、压縮空气、压力水等外供能源动力来驱动控制 系统；
2、 阀门启闭时密封面间无摩擦。球体偏心转动，阀板、阀座密 封面在阀门启闭时瞬间重合或脱离，密封面间无摩擦；
3、 介质流过阀门流动阻力小。阀内流道通畅，阀板为流线形， 因而流动阻力极小；
4、 自适应功能。因杂质滞留或加工、装配精度等因素影响下， 阀门关闭时球面阀板、锥形阀座密封面中心重合误差较大时，根据球 落井口理论和熵增理论，能自动寻找重合中心，并自动运动至重合中 心，完成重合过程，达到密封良好。
5、 高密封比压。由于阀板与阀座的密封接触面为环线接触，其 剖视图为点接触，阀座锥面为球体各接触点的法面，当流体压力作用 于阀芯时，作用点的接触面积为无穷小，因此作用力为无穷大，形成 强大的密封比压，使硬碰硬的密封天衣无缝，确保零泄漏得以实现。
6、 补偿磨损。如果长时间使用密封面发生磨损，因密封面为线 密封，球面与圆锥面作用相当于钝角切削刀具与砧板的作用，在介质 压力作用下形成嵌滚压式密封，自动弥合磨损或损伤；当磨损发展为 印圈式磨损时，阀芯会越程密封，形成过关补偿磨损，因此阀门的密 封十分可靠。
7、 能扒开、切断、碾碎杂质。由于其转动结构和阀板、阀座的 密封面为球面对圆锥面，大的固态颗粒在关闭时被扒开，小的固体颗 粒被碾碎，长条形杂质颗粒被切断排开，因此其密封为纯净密封，密 封极为可靠。
8、 启闭时阀板横截面上投影发生变化。阀门打开时阀板横截面上投影越来越小，縮小的速度先快后慢，关闭时阀板横截面上投影越 来越大，先慢后快，类似楔形闸阀，由于縮、胀速度的有益变化，远
优于楔形闸阔的效果；并且阀门打开时阀板横截面上投影向阀门内部 退，后退速度先快后慢，阀门关闭时阀板横截面上投影向阀外方向进， 其进的速度先慢后快，类似锥形截止阀，由于縮、胀速度的有益变化， 远优于锥形截止阀的效果。
本阀门综合了偏心球阀、三偏蝶阀、楔形闸阀和锥形截止阀的所 有优异功能并远优于所有功能之和。
综上所述，本发明是一种运行可靠、密封性好的金属硬密封防垢 截球自动蝶阀。
图1是本发明结构示意图2是本发明的剖面结构示意图3是本发明的球锥结合示意图4是本发明的密封球面截长大于密封锥面宽度示意图； 图5是密封球面截长小于阀座的密封锥面宽度示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。 参见图1、图2、图3和图4，阀体2结构采用有一定倾角的蝶 阀形式，贯通式阀杆5安装在阀体2上，大阀板3活动套装在贯通式 阀杆5上，与大阀板3对应的小阀板4固定安装在贯通式阀杆5上， 贯通式阀杆5与阀体2外的控制系统1连接，控制系统1为全机械结 构，可用以阀内介质控制的活塞式、膜片式控制缸，也可用不需阀内 介质控制的控制缸。大阀板3关闭时与阀体2轴线的垂足偏15° 20 ° ，贯通式阀杆5轴心偏心0. 10 0. 2DN，大阀板3的背面弧线与贯通 式阀杆5的轴中心相交，以便合理设置重心使阀板无外力作用时能自 动落下闭合，并有一定的密封比压。
将密封面改造成球锥结合，大阀板3的密封面为密封球面8，阀 座6的密封面用与密封球面8相切的密封锥面7。根据熵增原理，球 锥配合时，锥面即是球面的切平面，无论其配合误差多大，只要球径 大于锥面重合线的直径，两密封面可以自动对正中心，两密封面中心 在其自身特有的规律作用下自动重合于一点，无论在多大的加工和装 配误差下都能保证了阀座6、大阀板3密封面良好的重合(如图3)。 球锥配合能自动越位补偿印圈式磨损。球锥配合形成的线密封能最大 利用回水余压，实现硬碰硬的密封完全，达到零泄漏。
大阀板3的密封球面8上涂复一层极薄的聚四氟乙烯，聚四氟乙 烯不粘任柯油、水和其它固、液态物质，可防止水垢凝固粘结在大阀
板3的密封球面8上，同时在加工表面质量不很高时四氟乙烯的变形 形成微观软密封，使密封更加可靠，四氟乙烯摩擦系数非常低、耐磨 性特高，因而启闭力矩小，其防腐性能是当今材料中最优的。
阀门启闭时偏心截球转动时总在小于其截面投影边线内转动(图 1和图2)，大阀板3的密封球面8截长大于阀座6的密封锥面7宽度， 固体结垢9很高时截球转动超出轮廓线外时也不会阻挡大阀板3的自 由转动(如图4)。否则，如果大阀板3的密封球面8截长小于阀座6 的密封锥面7宽度，固体结垢9超出轮廓线外时截球转动会阻挡大阀 板3的自由转动(如图5)。
液力自动阀在阀杆上有定位轴套筒，打开时阀板悬挂耳轴心过 高，阀板与阀座距离过小，容易卡杂质、螺栓等，且多个配合误差的 影响容易引起阀板的启闭误差，使之打不开关不死。本阀门取消定位 轴套，使阀门打开时阀杆轴心向阀门出口移动较大，阀板与阀座距离 加大，阀门在打开时不易卡杂质、螺栓等。
本阀门的结构可用于管力阀、液力自动阀、斜板式多功能阀等启 闭时具有转动性质的阀门的技术更新。
权利要求
1、一种金属硬密封防垢截球自动阀，包括阀体(2)及其阀座(6)，安装在阀体(2)上的阀杆，活动套装在阀杆上的大阀板(3)和固定安装在阀杆上并与大阀板(3)对应的小阀板(4)，与阀杆连接的控制系统(1)，其特征是所述的阀杆为贯通式阀杆(5)，与所述的贯通式阀杆(5)连接的控制系统(1)设置于所述的阀体(2)外，所述的大阀板(3)关闭时与所述的阀体(2)轴线的垂足偏15°～20°，所述的贯通式阀杆(5)轴心偏心0.10～0.2DN，所述的大阀板(3)的背面弧线与所述的贯通式阀杆(5)的轴中心相交，所述的大阀板(3)的密封面为密封球面(8)，所述的阀座(6)的密封面为与所述的密封球面(8)相切的密封锥面(7)。
2、 根据权利要求1所述的金属硬密封防垢截球自动阀，其特征 是所述的大阀板(3)的密封球面(8)上涂复有一层聚四氟乙烯涂层。
3、 根据权利要求1或2所述的金属硬密封防垢截球自动阀，其 特征是所述的大阀板(3)的密封球面(8)截长大于所述的阀座(6)的 密封锥面(7)宽度。
4、 根据权利要求1或2所述的金属硬密封防垢截球自动阀，其 特征是所述的控制系统(l)为全机械结构，为以阀内介质控制的活 塞式、膜片式控制缸，可不需阀内介质控制的控制缸。
全文摘要
本发明公开了一种金属硬密封防垢截球自动阀，阀杆为贯通式阀杆(5)，与贯通式阀杆(5)连接的控制系统(1)设置于阀体(2)外，大阀板(3)关闭时与阀体(2)轴线的垂足偏15°～20°，贯通式阀杆(5)轴心偏心0.10～0.2DN，大阀板(3)的背面弧线与贯通式阀杆(5)的轴中心相交，大阀板(3)的密封面为密封球面(8)，阀座(6)的密封面为与密封球面(8)相切的密封锥面(7)，大阀板(3)的密封球面(8)上涂复有一层聚四氟乙烯涂层；大阀板(3)的密封球面(8)截长大于所述的阀座(6)的密封锥面(7)宽度。本发明是一种运行可靠、密封性好的金属硬密封防垢截球自动阀。
文档编号F16K1/226GK101344173SQ20081003217
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者柯 廖, 廖灿长 申请人:湖南泵阀制造有限公司