专利名称：用于膨胀式闸阀的后座组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种膨胀式闸阀，更具体地涉及一种用于膨胀式闸阀的后座组件。
背景技术：
膨胀式闸阀是这样一种阀，其中组件(闸门/闸板组件)用作容纳在阀壳体内的阀组件并包括闸门和在垂直于通道的方向上操作以打开或关闭该通道的闸板。在阀被定位在完全关闭位置和完全打开位置时，包括闸门和闸板的组件(闸门/闸板组件)的宽度增力口，并且组件被压抵设置在通道中的阀座，使得壳体内的空隙和通道彼此隔离。在阀向完全关闭位置或完全打开位置运动的状态，闸门/闸板组件的宽度减小，使得阀可更加容易地运动。端口分别设置在闸门和闸板中。如果连接到闸门的阀杆在阀处于完全关闭位置时向上运动，闸门/闸板组件向上运动。则，在闸板与阀帽接触时，闸板将停止。随后，如果阀杆进一步向上运动，只有闸门向上运动，闸门/闸板组件的宽度增加，使得阀到达完全打开位置。在完全打开位置，闸门和闸板的端口与通道连通。在这种膨胀式闸阀中，设置有后座以将壳体内的空隙与阀外侧密封并隔离。例如，后座组件用来通过使阀杆向上运动到完全打开位置使得阀杆上形成的密封表面与壳体的阀帽上形成的密封表面紧密接触来将壳体内侧的空隙与阀外侧密封和隔离。然而，为了使膨胀式闸阀装配该功能的后座，阀杆在闸门/闸板组件膨胀到完全打开位置且组件通过足够的力压抵阀座时的位置必须与阀杆在其密封表面与阀帽的密封表面紧密接触时的位置精确地匹配。但是，不能制造满足这种要求的膨胀式闸阀。美国专利5435520公开了一种用于膨胀式闸阀的后座组件，其包括围绕阀杆可滑动的密封构件以及偏压密封构件以使其与闸门分离的螺旋弹簧。这里，当闸门和闸板运动到阀的完全打开位置时，闸板由于与阀帽接合而不再进一步运动，而阀杆和闸门在与壳体的环形片接合的同时继续运动，使得密封构件将阀杆和壳体之间的间隙密封。密封构件与环形片接合，且密封构件提前被螺旋弹簧偏压。然而,在美国专利5435520的后座组件的结构中，闸门通过使用螺旋弹簧而相对于闸板运动。然而，螺旋弹簧的力很弱，使得通道可能不能与阀的壳体内侧的空隙的流体完全隔离。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于膨胀式闸阀的后座组件，其无论阀杆在闸门/闸板组件膨胀到完全打开位置且组件通过足够的力压抵阀座时的位置与阀杆在其密封表面与阀帽的密封表面紧密接触时的位置是否匹配都能正常操作。此外，本发明的另一目的在于提供一种用于膨胀式闸阀的后座组件，其以足够的力使得闸板和闸门相对彼此运动，从而在完全打开位置将壳体内侧的通道与空隙完全隔离。更进一步，本发明的又一个目的在于提供一种用于膨胀式闸阀的后座组件，使得不需要通过采用金属密封件作为后座来提供密封构件。根据本发明的一方面，提供一种用于膨胀式闸阀的后座组件，其包括壳体，其包括阀帽和管状部分并且壳体中形成有空隙和通道；闸门/闸板组件，其包括闸门和闸板；阀杆，其连接到所述闸门并与所述闸门一起上下运动；弹性止挡，其设置在所述阀帽处以定位在面对所述闸板的前端的位置；形成在所述阀帽上的密封表面；和形成在所述阀杆上的密封表面，其与形成在阀帽上的密封表面接合，其中，当所述膨胀式闸阀处于完全打开位置时，金属片形成在分别形成在所述阀帽和所述阀杆上的所述密封表面之间，并且所述闸板通过所述弹性止挡相对于所述闸门向下偏压。弹性止挡可以是板弹簧。当膨胀式闸阀处于完全打开位置时，板弹簧可在Imm至3mm的范围内变形。根据本实施方式的膨胀式闸阀的后座组件，随着后座组件，弹性止挡附接到阀帽以定位在面对闸板的前端的位置。因此，即使阀杆在闸门/闸板组件膨胀且组件以足够的力压抵阀座时的位置与阀杆在其密封表面与阀帽的密封表面紧密接触时的位置不精确匹配，两个位置之间存在少许偏差，该偏差也可通过止挡的弹性力吸收。因此，后座可以显示出可靠的功能。此外，根据本发明的用于膨胀式闸阀的后座组件，弹性止挡(板弹簧)设置在阀帽中以定位在面对闸板的前端的位置。因此，由于与螺旋弹簧相比，止挡具有充分大的弹性，可以获得足以将通道与壳体内侧的空隙完全隔离的力。此外，在本发明的用于膨胀式闸阀的后座组件中，由于阀杆设置有用于后座的密封表面，不需要密封构件。因此，金属密封可以形成在阀杆和闸门之间。特别是，本发明的后座组件能够最佳适用于可在高温时不使用密封构件的地热膨胀式闸阀。
图1是表示根据本发明的一种实施方式的膨胀式闸阀的纵向截面图；图2是表示图1的实施方式的膨胀式闸阀的一部分的放大纵向截面图；图3是表示图1的实施方式的膨胀式闸阀的止挡(板弹簧)的横向截面图；图4是表示图1的实施方式的膨胀式闸阀的止挡(板弹簧)的纵向截面图；附图标记列表4:阀帽6 :管状部分8 :壳体10:闸门12:闸板14:阀杆16 :通道18、20:阀座22:穿透孔
24、26:闸门的斜面28、30:闸板的斜面32 :空隙34 :形成在阀杆上的密封表面36 :形成在阀帽上的密封表面38:阀杆的扩张部分40 :板弹簧(止挡)42:闸板的延伸部分。
具体实施例方式以下参照附图描述本发明的实施方式。该实施方式的膨胀式闸阀包括壳体8、闸门/闸板组件10、12以及阀杆14。壳体8具有阀帽4和管状部分6。闸门/闸板组件包括闸门10和闸板12并用作容纳在壳体8内例的阀组件。阀杆14连接到闸门10。壳体8的管状部分6中形成有通道16。膨胀式闸阀进一步包括阀座18和20，其设置在壳体8内侧的通道16中以彼此面对。穿透孔22设置在阀帽4中，使得闸门10能够经该孔上下运动。闸门/闸板组件10、12在垂直于通道16的方向(上下方向)上操作以打开或关闭通道16。闸门10包括上斜面24和下斜面26，闸板12包括能够分别与闸门10的斜面24和26接合的上斜面28和下斜面30。当阀处于完全打开位置和完全关闭位置时，闸门/闸板组件10、12的宽度增加并被压抵管状部分6的阀座18和20。在阀向完全打开位置或完全关闭位置运动的状态，闸门/闸板组件10、12的宽度减小，使得阀能够更加容易地运动。端口(未显示)分别设置在闸门10和闸板12中。当闸阀处于完全打开位置时，端口和通道16彼此对准，使得通道16的上游和下游彼此连通。更特别地，在阀杆14向下运动时，闸门/闸板组件10、12的上斜面24和28彼此接触。在闸板12不能进一步向上或向下运动时，闸门10沿着闸门/闸板组件10、12的斜面24和28进一步向下运动。结果，闸门/闸板组件10、12的宽度增加，从而被强有力地压抵设置在壳体8的管状部分6中的阀座18和20，使得通道16的上游和下游被机械地密封且彼此隔离。当阀杆14向上运动时，闸门/闸板组件10、12的下斜面26和30彼此接触，使得闸门/闸板组件10、12向上运动。在传统的膨胀式闸阀中，当闸板12与阀帽4接触时，闸板12将停止，因此之后在阀杆14进一步向上运动时，只有闸门10沿着彼此接合的斜面26和30进一步向上运动，使得闸门/闸板组件10、12的宽度增加。在完全打开位置，闸门/闸板组件10、12强有力地压抵设置在壳体8的通道16中且彼此面对的阀座18、20，使得壳体8内侧的空隙32和通道16彼此隔离。此时，通道16的上游和下游通过分别设置在闸门10和闸板12中的端口彼此连通。现在描述根据本实施方式的将阀外侧与壳体8内侧的空隙32密封并隔离的后座组件。后座组件通过使阀杆14向上运动到完全打开位置使得阀杆14上形成的密封表面34与阀帽4上形成的密封表面36紧密接触来将壳体8内侧的空隙32与壳体8外侧密封和彼此隔离。阀杆14的下部前端设置具有变截面部分的扩张部分38。此外，阀帽4具有与阀杆14的变截面部分对应的变截面部分。即，阀帽4的穿透孔22的下开口部分附近的直径增加，使得当阀杆14向上运动到完全打开位置时，阀杆14的扩张部分38与阀杆14的下端在变截面部分处接合。由弹性体形成的止挡40附接到阀帽4以在完全打开位置定位在面对闸板12的上端的位置。止挡40例如是板弹簧。闸板12的上端设置有延伸部分42，其在通道16的方向上伸出以增加闸板12和止挡40之间的接触区域。现在将描述根据本实施方式的后座组件的操作。当阀杆14向上运动时，闸板12与止挡40接触。当阀杆14进一步向上运动时，阀杆14的前端的变截面部分与和该变截面部分接合的阀帽4的下部的变截面部分紧密接触。通过阀杆14和阀帽4之间的紧密接触，变截面部分分别用作密封表面34和36，使得壳体8内侧的空隙32被密封并与壳体8或阀帽4的外侧隔离。因此，阀杆14和连接到阀杆14的闸门10在上下方向上的位置固定，而由于止挡40的弹性力，闸板12沿着闸门/闸板组件的斜面26和30相对于闸门10向下压，使得闸门/闸板组件10、12的宽度增加，且闸门/闸板组件10、12被压抵阀座18和20。因此，通道16内侧的流体与壳体8的空隙32隔离和密封。此时,希望止挡40在Imm到3mm的范围内变形,例如在12英寸(300mm)的膨胀式闸阀的情况下，更具体地，在API6D “管线阀说明书”12英寸的Class 600闸阀的情况下。然而，本发明并不局限于此，只要止挡可以变形使得闸板和闸门通过足以在完全打开位置将通道与壳体内侧的空隙隔离的力相对彼此运动即可。此外，止挡40被设计成使得变形不超过材料的容许应力。在本实施方式的膨胀式闸阀中，随着后座组件，弹性止挡40附接到阀帽4以在完全打开位置定位在面对闸板12的上端的位置。因此，即使阀杆14在闸门/闸板组件10、12膨胀且组件以足够的力压抵阀座18和20时的位置与阀杆14在其密封表面34与阀帽4的密封表面36紧密接触时的位置不精确匹配，两个位置之间的少许偏差也可通过止挡40的弹性力吸收。因此，后座可以显示出可靠的功能。下面将描述止挡40的材料、形状等。可以使用例如JIS G4303 SUS(17_4ph 钢)、JIS G4053 SCM430、SCM435 和SCM440 (Cr-Mo钢)作为止挡40的材料。在上面描述的API6D “用于管线阀的说明书”12英寸Class 600闸阀的膨胀式闸阀中，当该实施方式的止挡40将闸板12相对于闸门10向下压且闸门/闸板组件10、12与阀座18、20紧密接触以将通道16内侧的流体与壳体8内侧的空隙32隔离的力通过实验获得时，该力为大约5000kg。当止挡40的变形S (mm)被设置成2mm时,可以建立公式S = 7L3ff/bh3E = 2mm。在此，如图3和4所示，L表示止挡40的臂的长度(mm)，W表示施加在闸板12上的向下力(kg), b表示止挡40的宽度(mm), h表示止挡40的厚度(mm), E表示纵向弹性系数。当L、W、b、h 和 E 分别被设置成 140mm、5000kg、60mm、32mm 和 21000kg/mm2 时，止挡40的应力o (kg/mm2)通过下面获得O = 3Lff/bh2= 34. 2kg/mm2计算结果通过使用位移测量和应力测量的实验来验证。因此，需要选择止挡40的材料，使得应力O不超过材料的容许应力。JIS G4303SUS(17-4ph 钢)、JIS G4053 SCM430、SCM435、以及 SCM440 (Cr-Mo 钢)的容许应力都在34. 2kg/mm2 以上。尽管已经参照示例性实施方式描述了本发明，应当理解，本发明并不局限于公开的示例性实施方式。本发明还包括本领域技术人员通过理解说明书的描述和附图修改的实施方式。
权利要求
1.一种用于膨胀式闸阀的后座组件，包括 壳体，其包括阀帽和管状部分并且壳体中形成有空隙和通道； 闸门/闸板组件，其包括闸门和闸板； 阀杆，其连接到所述闸门并与所述闸门一起上下运动； 弹性止挡，其安装在所述阀帽处，以定位在面对所述闸板的前端的位置； 第一密封表面，其形成在所述阀帽上；和 第二密封表面，其形成在所述阀杆上并与所述第一密封表面接合， 其中，当所述膨胀式闸阀处于完全打开位置时，金属片形成在分别形成在所述阀帽和所述阀杆上的所述密封表面之间，并且所述闸板通过所述弹性止挡相对于所述闸门向下偏压。
2.根据权利要求1所述的用于膨胀式闸阀的后座组件，其中，所述止挡是板弹簧。
3.根据权利要求1所述的用于膨胀式闸阀的后座组件，其中，当所述膨胀式闸阀处于完全打开位置时，所述止挡在1_至3_的范围内变形。
4.根据权利要求2所述的用于膨胀式闸阀的后座组件，其中，当所述膨胀式闸阀处于完全打开位置时，所述止挡在1_至3_的范围内变形。
全文摘要
本发明提供一种用于膨胀式闸阀的后座组件，其能够以足够的力使闸板和闸门相对于彼此运动以在完全打开位置将壳体内的通道与空隙彼此隔离。该后座组件包括壳体，其包括阀帽和管状部分并且壳体中形成有空隙和通道；闸门/闸板组件，其包括闸门和闸板；阀杆，其连接到所述闸门并与所述闸门一起上下运动；弹性止挡，其安装在所述阀帽处以定位在面对所述闸板的前端的位置；形成在所述阀帽上的密封表面；和形成在所述阀杆上的密封表面，其与形成在阀帽上的密封表面接合，其中，当所述膨胀式闸阀处于完全打开位置时，金属片形成在分别形成在所述阀帽和所述阀杆上的所述密封表面之间，并且所述闸板通过所述弹性止挡相对于所述闸门向下偏压。
文档编号F16K3/18GK102996837SQ20111036895
公开日2013年3月27日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年9月9日
发明者横见正宏 申请人:株式会社蒂克斯Iks