专利名称：陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀的制作方法
技术领域：
本发明属于阀门，尤其是涉及到陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀方面的设计。
背景技术：
闸阀主要是以设有流体通路的阀壳体和一相互用螺栓连接的阀盖构成，为了支持 在启闭时接通和截流介质，需要用以使阀门在通道开启和关闭位置间动作的驱动螺杆以带 动闸板在阀壳内作垂直的上下运动，螺杆穿出壳体，位于该阀的外部，由手轮或者是电动装 置连接驱动。在确保流体通路的壁面与壳体外周之间的气密性，还需要有一对阀座，阀座为 圆环状，其内周面在壳体中形成并伸出的圆形台阶在流体通路中心的两侧，在全闭时阀座 与闸板的外周密接称着为阀座的密封面。在阀的壳体中，阀座通常在伸出的台阶孔内为螺纹连接或者是和壳体相结合的焊 接形成，并且在其密封面上堆焊成耐腐蚀的合金层，同样在间板的两侧密封面上也有堆焊 层类似合金，为了降低生产制造的成本，现在在很大程度上有人在伸出台阶的端面直接堆 焊合金。密封面以壳体垂直中心向上约有单面为5° V形斜面可容纳闸板的开档位置，这种 典型的大量使用于各种工业装置上的阀门名称定性为楔式闸阀。在楔式闸阀中，为了适应高温和高压流体介质上，阀座或者闸板的密封需要有一 个耐磨、耐腐蚀和硬度高的密封层，目前大多数为合金，但是即使是最好的合金如STL( — 种钴基合金)，有时在高温和高压流体介质上使用效果也不理想，因为，金属材料的密封面 除了摩擦磨损以外，还存在冲蚀和擦伤和粘着磨损，影响密封效果和使用寿命，因此，长期 以来市场上使用的一断时间后就普遍存在着内现象且维修比较困难。所以，需要在提高阀 座密封的耐磨、耐腐蚀和硬度上下功夫，到目前为止，一些提出了陶瓷为闸阀作为密封副的 技术如下。专利文献1 公告号CN100351561C，专利号=200410100929. 8的“陶瓷闸阀”。特征
是用陶瓷密封面组件取代普通间阀的密封面，该组件由陶瓷密封面本体、锁紧器和密封填 料组成，陶瓷密封面本体是用陶瓷材料制成的直角梯形截面的圆环，外侧为锥面，锁紧器呈 环状，其内侧加工有一段与阀座及阀瓣相连接的螺纹，和一段与陶瓷密封面本体相配合的 锥面，锁紧器将陶瓷密封面本体及填料压紧在阀座和阀瓣上。公知的这种顶芯式的双闸板闸阀，由于零件多，密封结构复杂，只适合尺寸较大的 比如电站上的高温高压闸阀情况下使用，通用程度并不高。然而，对于所指出的有两处密封 填料，材料应该是如阀门中常用的柔性石墨，这样的填料只有在充分保护的情况下才能发 挥其密封性能，尤其是锁紧器内螺纹的根部退刀槽的区域空间很小，能够正常放置填料是 不现实的，但是，如果这个空间如果不能非常有效的封堵，会给流体泄漏留下极大的隐患， 结果是阀门的密封很快就会失效。
发明内容
本发明可解决以上问题，目的是提供一种通用的“陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀”(以下均称为闸阀)，弹性阀座与陶瓷闸板为柔性接触的设计可延长闸阀的寿命并 长期保持阀门密封的可靠性，陶瓷闸板与金属弹性阀座的不同的材料可以降低相互间的磨 损。本发明以闸阀为前提，由阀壳体和阀盖等部件相连接的部分和弹性阀座与陶瓷阀 瓣相接触在关闭阀门时可形成密堵流体的部分构成。以阀壳体水平线为中心是流体出入口 的流道，在通道两侧台阶孔中各置配备有一弹性阀座，其中圆孤的一面与陶瓷闸板(以下 称为闸板)的端面接触并形成严密的贴合成为闸阀的密封副。弹性阀座是为已知的铬镍不锈钢材质，优选的为管材，密封端以外径向上为圆孤 的起点和终点在其中心的大致90°上向外扩展，经加工卷曲成一圆孤状，与阀体相结合的 是在通道环形槽中，从槽的平面和阀座的内径处用焊接的方式来固定，亦可采用过盈的装 配，如滚压或者是用压力机缓缓压入的方式形成固定连接。在阀的关闭状态下，这种结构的特征是由于入口 /出口作用在阀瓣上的正压力 的不同(所述压力是指管道内介质的压力)，闸板向弹性阀座施压，作用力在以圆心为中心 处的孤面上，在保证能够有足够的强度承受弯曲应力的情况下，这种俯于弹性的结合可以 帮助获得较为理想的密封效果。本发明者发现这样的事实，将所述弹性阀座的R槽形成特定的深度，并且使槽底 位于特定的位置时，在闸阀的运行过程中，所得到内周面可以适当的变位，所以减小了阀体 的转动转矩，更容易的与陶瓷闸板的密封面密接，因而容易防止液体泄漏。在公知的一些结构陶瓷用于阀门作为密封面的成功的案例中，类似用于通用闸阀 闸板的结构陶瓷尚未见报导，其最主要的问题是结构陶瓷脆性高，难以适应如该阀通常用 是阀杆顶压在近类似于刚性间板的密封面的接触方式来实现。另外，有时候存在着管道内的气流脉动所激发的管道振动，也对陶瓷阀的密封件 和正常使用构成巨大的威胁。密封垫片的两平面分别与环形槽的平面、陶瓷闸板的一端平面接触并成密封的态 势。为防止闸阀在关闭时流体介质从B进入C，或从C进入B，在密封垫片和陶瓷闸板之间 有0.5 Imm左右的压缩空间以保持陶瓷闸板的平面不至于和闸板架的凹槽底面相碰。另 外金属+石墨制成的缠绕密封垫的柔性可以消除管道震动对陶瓷闸板的抗淬性起到保护 的功效。连接陶瓷间板的是有和锥度相配合一致的是锥度环，两零件由螺钉通过锥度环沉 头孔并与螺纹互相连接且固定在闸板架中。对于小尺寸的闸阀，可用整体陶瓷闸板，整体陶瓷闸板置于闸板架的环槽中，并由 安装在间板架上的螺钉和螺纹与直槽口相连接，所述螺纹最好是设计在间板架水平中心的 两侧。陶瓷闸板为一光滑的密封平面，并在其平面上设计了一向内凹进的槽，以减少对其所 需研磨的成本。闸板架的平面的槽中也设有向内凹进的环形槽，保持的平面与的平面有一 个相对较为稳定的接触，减少两零件的接触面积可防止间板架在温度变化之中对整体陶瓷 闸板带来不利的影响。在的另一端有向内凹进的槽，也可以设计成加强筋，以减小整体陶瓷 闸板的重量。对于弹性阀座有一个不能忽视的内容是，其密封为孤形的面和陶瓷闸板的一面为 线性接触，线性面上结垢困难，这对于现有闸阀的阀座的平面上常滞留顽垢使密封失效提出了新的解决方法，即使有微量存在，也会被非常坚硬的陶瓷阀板压溃而不复存在。除了上述的因素以外，闸阀另一个密封失效的原因是金属与金属粘着磨损，多年 来，本行业的研究机构和技术人员采用了大量的研究和试验，虽然采用了不同的硬度和材 料的配对的方法，但始终它们还是为同一类别，尤其是不锈钢阀的两密封同一材料损害更 为严重，这也是本发明陶瓷阀瓣和弹性阀座配对要解决的重要问题之一。通过上述的设计可以达到如下的效果1.结构陶瓷闸板具有超强的硬度，耐腐蚀性能优越，可以有效的提高阀门的使用
寿命ο2.陶瓷闸板和闸板架为活动连接，拆装卸方便，零件损坏后可以更换。3.操作力矩小；弹性阀座与陶瓷闸板的接触为柔性接触，密封方式为管道内的流 体压力推动，所需操作力小。
在上述的图中，如有相同的标号则表示是相同的作用。图示主要零件码号为1、阀体，2、弹性阀座，3、陶瓷阀板，4、锥度环，5、闸板架，6、 密封垫，7、阀杆，8、螺钉，9、焊接密封面，10、焊接面，11、定位螺钉，12、螺纹，13、整体陶瓷闸 板。本发明的这些和其它目的优点通过下面附图作详细描述。图1是本发明陶瓷阀瓣与金属弹性阀座密封的闸阀剖视图。图2是图1密封结构部件A处的放大的剖视图。图3是图1整体陶瓷闸板密封结构部件的放大的剖视图。图4是图1阀座为焊接式的密封结构部件的放大剖视图。
具体实施例方式本发明上述的陶瓷阀瓣与金属弹性阀座密封的闸阀，在图1、2的实施例中，以阀 体1的水平线为中心是流体出入口的通道B/C，相垂直于通道中心的为闸板架5，其中在约 为斜面5°两侧有容纳陶瓷闸板3、密封垫6的环形凹槽5-1和5-2，阀体1通道内两侧台 阶孔1-1中各置配备有弹性阀座2、端部的圆孤2-1与陶瓷闸板3(以下称为闸板)的端面 3-1接触形成严密的贴合成为闸阀的密封副。所述密封垫6的两平面分别与环形槽的平面5-2、陶瓷闸板3的一端平面3-3接触 并成密封的态势。为防止闸阀在关闭流体介质从B进入C，在密封垫6和陶瓷闸板3之间有 0. 5 Imm左右的压缩空间5_4以保持陶瓷闸板3的平面不至于和闸板架的凹槽底面5_5 相碰。另外金属+石墨制成的缠绕密封垫6的柔性可以消除管道震动对陶瓷闸板3的抗淬 性起到保护的功效。连接陶瓷闸板3中的是和3-2、4_1锥度相配合一致的是锥度环4，由螺钉8通过锥 度环4沉头孔4-2并与螺纹5-3、4-3互相连接且固定在闸板架5中。弹性阀座2是为已知的耐腐蚀的不锈钢材质，优选的为管材，密封端2-1以外径向 上的圆孤2-2为起点和终点在其中心的大致90°上向外扩展，经加工卷曲成一圆孤状，与 阀体1相配合在通道台阶孔1-1中，通常和阀座2的端面连接方式可形成焊接面10或者是过盈的装配如用压力机缓缓压入的形式来固定。参看图3，整体陶瓷闸板13置于闸板架5的环槽5-1中，并由安装在闸板架5上的 螺钉11和螺纹5-6与直槽口 13-5相连接，所述螺纹5-6最好是设计在间板架5水平中心 的两侧。整体陶瓷闸板13适用于较小尺寸的闸阀，13-1为一光滑的密封平面，并在其平面 上设计了一向内凹进的槽13-4，以减少对其所需研磨的成本。闸板架5的平面5-7的槽中 也设有向内凹进的环形槽5-5，以保持13-2的平面与5-7的平面有一个相对较为稳定的接 触，减少两零件的接触面积可防止闸板架5在温度变化之中对整体陶瓷闸板13带来不利的 影响。在13-1的另一端有向内凹进的槽13-3，也可以设计成加强筋，以减小整体陶瓷闸板 13的重量。另一个为图4所示的实施例是传统在阀体1上堆焊密封面9，而所区别的是上述闸 板架5为实体结构，而此结构为弹性闸板架。关闭状态下，这种结构的特征是由于入口 /出口作用在阀瓣上的正压力的不同 (所述压力是指管道内介质的压力)，闸板向弹性阀座施压，作用力在以圆心为中心处的孤 面上，在保证能够有足够的强度承受弯曲应力的情况下，这种俯于弹性的结合可以帮助获 得较为理想的密封效果，结果是阀门关闭力矩的减小。说明书至此已说明完毕，对于阅读并理解本领域的技术人员来说会有更多的改进 和提高，而本发明的技术要点仅以权利要求书作为限定。
权利要求
1.一种陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀，特征是在相垂直于阀体(1)通道中 心的为闸板架(5)，其中在约为斜面5°两侧有容纳陶瓷闸板(3)、密封垫(6)的环形凹槽 (5-1)和(5-2)，阀体⑴通道内两侧台阶孔(1-1)中各置配备有弹性阀座⑵、端部的圆孤 (2-1)与陶瓷闸板(3)的端面(3-1)接触形成严密的贴合成为闸阀的密封副。
2.根据权利要求1所述的陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀，密封垫(6)的两平面 分别与环形槽的平面(5-2)、陶瓷闸板(3)的一端平面(3-3)接触并成密封的态势。
3.根据权利要求1所述的陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀，连接陶瓷闸板(3)中 的是和(3-2)、(4-1)锥度相配合一致的是锥度环(4)，由螺钉(8)通过锥度环(4)沉头孔 (4-2)并与螺纹(5-3)、(4-3)互相连接且固定在闸板架(5)中。
4.根据权利要求1所述的陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀，弹性阀座(2)的密封 端(2-1)以外径向上的圆孤(2-2)为起点和终点在其中心的大致90°上向外扩展，经加工 卷曲成一圆孤状，与阀体(1)相配合在通道台阶孔(1-1)中。
5.根据权利要求1所述的陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀，整体陶瓷闸板(13)置 于闸板架(5)的环槽(5-1)中，并由安装在闸板架(5)上的螺钉(11)和螺纹(5-6)与直槽 口 (13-5)相连接。
全文摘要
一种陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀，特征是以阀体1的水平线为中心是流体出入口的通道B/C，相垂直于通道中心的为闸板架5，其中在约为斜面5°两侧有容纳陶瓷闸板3、密封垫6的环形凹槽5-1和5-2，阀体1通道内两侧台阶孔1-1中各置配备有弹性阀座2、端部的圆孤2-1与陶瓷闸板3的端面3-1接触形成严密的贴合成为闸阀的密封副。
文档编号F16K3/30GK102135187SQ20101062398
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者戴学祥, 项美根 申请人:黄山良业阀门有限公司