专利名称：无磨损螺旋面密封阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀门，更具体地说，尤其涉及一种无磨损螺旋面密封阀门。
背景技术：
阀门是通过可动机构来控制管道内介质的流动，最常见的是通过施加力矩带动阀芯旋转或升降而达到开关目的。因此，阀门密封的可靠性是最重要的性能。阀芯运动的理想状态是⑴阀门处于关闭状态时，密封副的密封比压均勻且保持设计要求；⑵开启阀门时又希望相互紧贴的密封面能先行分离，然后再旋转，以避免密封面的磨损和减少开启力矩。上述(1)的状态，往往是比较容易实现的，只要提高阀门密封面的制造精度就可以达到。但对⑵的状态就比较难以实现，本发明提供了解决此问题的可靠方法。球阀、蝶阀、旋塞阀都是通过转动阀芯来控制阀门开关的，密封面分别是球面、圆锥面或圆柱面，在开关的过程中运动密封面始终与静止密封面紧贴而作相对运动，因此启闭时扭矩较大，密封面也易因摩擦而损坏，在输送含有粉尘等颗粒介质的管道中，阀门的使用寿命则更短。为了解决上述问题，人们相应进行了改进，如出现了轨道式球阀、撑开式球阀、双偏心蝶阀、三偏心蝶阀、提升式旋塞阀等等。这些改进都是为了在开关阀门时能减轻密封面的摩擦，从而减小操作扭矩，延长阀门的使用寿命。但是这些改进都存在局限性，虽有一定的效果，但同时也带来了新的缺陷。如与原来的阀门相比，结构变得更复杂，零件数量增加，制造工艺难度大、精度高，增加了制造成本。综上所述，要保证阀门关闭到位，除保证零件制造精度外，实现密封副的密封比压均勻且保持设计要求，是阀门密封的关键。在如何应用节能、快捷、可靠地提高阀门的使用寿命，问题的焦点是如何实现阀门在开启时能在转动密封件的同时让运动密封面与静止密封面瞬时分开，阀门在关闭时转动密封件到关闭位置时，运动密封面与静止密封面才紧密贴合，从而实现无摩擦的阀门启闭。本发明就是为了解决这一问题并实现目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、体积小且密封可靠性较高的无磨损螺旋面密封阀门。本发明的技术方案是这样实现的一种无磨损螺旋面密封阀门，包括阀体，在阀体上设有介质入口和介质出口，在阀体内活动设有阀芯和阀座，其中所述的阀芯与阀座闭合时的接触部横切面的轮廓线为同一条等速螺线的一部分；阀芯与阀座闭合时阀芯沿等速螺线外旋转，阀芯与阀座脱离，阀门打开；阀芯与阀座脱离时阀芯沿等速螺线内旋转，阀芯与阀座形成接触密封，阀门关闭。上述的无磨损螺旋面密封阀门中，所述的阀座位于阀体中部，所述的阀芯设置在阀座内，阀座与阀芯配合形成密封面。上述的无磨损螺旋面密封阀门中，所述的阀体内设有空腔，空腔分别与介质入口和介质出口导通，所述的阀芯设置在空腔内，所述的阀座设置在介质入口或介质出口外围的阀体上；阀芯与阀座配合形成密封面。上述的无磨损螺旋面密封阀门中，所述的阀芯由支座和设置在支座上的密封件组成，密封件与介质出口配合形成密封面；所述的密封件的外表面为球面，该密封件的横截面的外轮廓线位于等速螺线上。上述的无磨损螺旋面密封阀门中，所述的阀体与阀座为一体成型的整体结构。本发明采用上述结构后，首先阀体与阀芯的配合采用等速螺线原理，实现开关过程的无磨损，形成较为理想的密封效果，当阀芯朝顺时针旋转时，可以在阀门开启的瞬间， 实现阀芯与阀体接触面的脱离，具有无磨擦且力矩小的优点。其次，采用等速螺线原理后， 只需要在阀体内直接加工出一个由等速螺线生成的螺旋曲面，这样可以使得阀座与阀体可以一体成型，与传统阀门的密封面与阀体分开为两个零件，具有本质的区别，这种结构大大增加了密封面的刚性，保证在高压下密封面也不易出现变形，具有恒定的密封比压，提高限密封可靠性，又避免了介质或杂物在传统的阀座与阀体之间的空隙中聚集、结晶，影响阀的使用寿命；最后，由于采用等速螺线原理，阀芯在逆时针旋转时，能自动清除密封面上的尘垢，并且可以自动补偿密封功能，使得阀门的使用寿命得到延长。本发明适用于球阀、蝶阀、 旋塞阀等旋转式开关的阀门，具有启闭扭矩小，密封比压均勻，密封面无磨损的优点。适于工业化批量生产。
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。图1是本发明具体实施例1的结构示意图；图2是图1的使用状态参考图之一；图3是图1的使用状态参考图之二 ；图4是本发明具体实施例2的结构示意图；图5是图4的使用状态参考图之一；图6是图4的使用状态参考图之二。图中阀体1、介质入口 la、介质出口 lb、阀芯2、支座2a、密封件2b、阀座3、空腔4。
具体实施例方式实施例1参阅图1至图3所示，本发明的一种无磨损螺旋面密封阀门，包括阀体1，在阀体1 上设有介质入口 Ia和介质出口 lb，在阀体1内设有阀芯2和阀座3，所述的阀芯2与阀座3 闭合时的接触部横切面的轮廓线为同一条等速螺线的一部分，即阀芯2横截面的外轮廓线与阀体1上对应的横截面的内轮廓线相接触的部分均位于同一条等速螺线上；阀芯2与阀座3闭合时阀芯2沿等速螺线外旋转，阀芯2与阀座3脱离，阀门打开；阀芯2与阀座3脱离时阀芯2沿等速螺线内旋转，阀芯2与阀座3形成接触密封，阀门关闭。具体地，本实施例中的阀座3位于阀体1中部，所述的阀芯2设置在阀座3内，阀座3与阀芯2配合形成密封面，阀座3和阀芯2相接触部分的表面硬度可根据使用场合采用不同的材料和加工工艺，如选用超音速喷涂碳化钨、镀硬铬、喷焊镍基合金、等离子氮化等密封表面处理技术。而对于软密封则可根据工况选用聚四氟乙烯PTFE、对位聚苯PPL、尼龙等制成阀体1 ；本实施例中的阀芯2朝顺时针方向旋转90°时处于全开状态，阀芯2朝逆时针方向旋转90°时处于密封状态。阀芯2的安装方式与传统的相同，都是通过传动轴固定在阀体1上，传动轴与阀体1的接触部之间均做密封、防磨处理，即设置密封胶圈和防磨胶圈；同时在阀体1外侧的传动轴上设置扳手，方便开关阀门。实施例2参阅图4至图6所示，本发明的一种无磨损螺旋面密封阀门，包括阀体1，在阀体1 上设有介质入口 Ia和介质出口 lb，在阀体1内设有阀芯2和阀座3，在阀体1内设有空腔 4，空腔4分别与介质入口 Ia和介质出口 Ib导通，所述的阀芯2设置在空腔4内，所述的阀座3设置在介质入口 Ia或介质出口 Ib外围的阀体1上；阀芯2与阀座3配合形成密封面。 具体地，本实施例中的阀芯2由支座加和设置在支座加上的密封件2b组成，密封件2b与介质出口 Ib配合形成密封面；所述的密封件2b的外表面为球面，该密封件2b的横截面的外轮廓线位于等速螺线上。本发明适用于球阀、蝶阀、旋塞阀等旋转式开关的阀门，具有启闭扭矩小，密封比压均勻，密封面无磨损的优点。适于工业化批量生产。以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式
以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种无磨损螺旋面密封阀门，包括阀体(1)，在阀体(1)上设有介质入口(Ia)和介质出口(Ib)，在阀体(1)内设有阀芯(2)和阀座(3)，其特征在于，所述的阀芯O)与阀座 (3)闭合时的接触部横切面的轮廓线为同一条等速螺线的一部分；阀芯O)与阀座(3)闭合时阀芯(2)沿等速螺线外旋转，阀芯(2)与阀座(3)脱离，阀门打开；阀芯(2)与阀座(3) 脱离时阀芯(2)沿等速螺线内旋转，阀芯(2)与阀座(3)形成接触密封，阀门关闭。
2.根据权利要求1所述的无磨损螺旋面密封阀门，其特征在于，所述的阀座(3)位于阀体(1)中部，所述的阀芯⑵设置在阀座⑶内，阀座(3)与阀芯⑵配合形成密封面。
3.根据权利要求1所述的无磨损螺旋面密封阀门，其特征在于，所述的阀体(1)内设有空腔，空腔(4)分别与介质入口(Ia)和介质出口(Ib)导通，所述的阀芯(2)设置在空腔内，所述的阀座(3)设置在介质入口(Ia)或介质出口(Ib)外围的阀体(1)上；阀芯 (2)与阀座(3)配合形成密封面。
4.根据权利要求3所述的无磨损螺旋面密封阀门，其特征在于，所述的阀芯(2)由支座 (2a)和设置在支座Oa)上的密封件Ob)组成，密封件Ob)与介质出口(Ib)配合形成密封面；所述的密封件Ob)的外表面为球面，该密封件Ob)的横截面的外轮廓线位于等速螺线上。
5.根据权利要求1至4任一所述的无磨损螺旋面密封阀门，其特征在于，所述的阀体 (1)与阀座(3)为一体成型的整体结构。
全文摘要
本发明公开了一种无磨损螺旋面密封阀门，属于阀门技术领域，其技术要点包括阀体，在阀体上设有介质入口和介质出口，在阀体内活动设有阀芯和阀座，其中所述的阀芯与阀座闭合时的接触部横切面的轮廓线为同一条等速螺线的一部分；阀芯与阀座闭合时阀芯沿等速螺线外旋转，阀芯与阀座脱离，阀门打开；阀芯与阀座脱离时阀芯沿等速螺线内旋转，阀芯与阀座形成接触密封，阀门关闭；本发明旨在提供一种结构简单、体积小且密封可靠性较高的无磨损螺旋面密封阀门；用于控制介质在管道中的流动。
文档编号F16K51/00GK102384312SQ20111033062
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者刘会新, 杨志中, 潘运清, 王红娟, 罗利梅, 罗苑林, 邱茂煌 申请人:广东明珠流体机械有限公司