一种电液舷侧阀的制作方法

本实用新型涉及机械技术领域，尤其涉及一种电液舷侧阀。

背景技术：

潜艇和船舶上的电液舷侧阀应用在穿过船体的舷侧部位，是舱内管路与舷外连接的第一道闭锁，内部流通介质为淡水、海水、污水和污油等。良好的密封可靠性对于电液舷侧阀而言至关重要。

然而，现有技术的电液舷侧阀中仅在阀盖与阀杆部位采用O型密封圈和密封填料进行双密封(该密封填料为：碳化纤维填料，耐火温度为300℃左右)，其余部位均为单密封。例如，主密封仅通过一块金属密封块实现硬密封。因此密封可靠性较低。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种电液舷侧阀，用于至少解决现有技术电液舷侧阀密封可靠性较低的技术问题。

本实用新型提供了一种电液舷侧阀，包括阀体、阀瓣、阀杆、平衡腔活塞、阀盖、阀座、螺栓、缠绕垫片和蝶形弹簧，所述阀瓣包括：

软密封区域和硬密封区域；所述软密封区域和所述硬密封区域位于所述阀瓣上两个不同的平面；

所述软密封区域上设置有热塑性聚酰亚胺密封圈，所述硬密封区域上设置有金属密封块。

可选的，所述平衡腔活塞的外侧设置有第一O型密封圈，位于所述第一O型密封圈上的第一填充材料以及位于所述第一填充材料上的第一填料压盖。

可选的，所述平衡腔活塞的内侧设置有第二O型密封圈，位于所述第二O型密封圈上的第二填充填料以及位于所述第二填充材料上的第二填料压盖。

可选的，设置在所述阀盖和所述阀杆上的第三O型密封圈的材料具体为航空级别的氟橡胶，设置在所述阀杆上的第三填充材料具体为柔性石墨。

可选的，所述第一O型密封圈和所述第二O型密封圈的材料具体也为航空级别的氟橡胶，所述第一填充材料和所述第二填充材料具体也为柔性石墨。

可选的，所述蝶形弹簧的材料具体为镍基高温合金材料。

可选的，所述螺栓的材料具体为马氏体沉淀硬化不锈钢。

可选的，所述缠绕垫片的金属带的材料具体为奥氏体铬镍不锈钢，所述缠绕垫片的填充带为柔性石墨。

可选的，所述软密封区域所位于的平面在密封方向上高于所述硬密封区域所位于的平面。

可选的，在所述软密封区域和所述硬密封区域之间开设有沟槽。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、在本实用新型实施例的技术方案中，将现有技术中阀瓣的一个平面分为两个不同的平面，一个平面上设置热塑性聚酰亚胺密封圈，进而将该平面作为软密封区域，另一个平面上设置硬质的金属密封块，进而将该平面作为硬密封区域，故而通过两种软硬不同的材料实现电液舷侧阀主密封(或称阀面密封)的双密封形式，从而解决了电液舷侧阀密封可靠性较低的技术问题，实现了提高电液舷侧阀密封可靠性的技术效果。另，上述双密封中的软密封主要提高了阀面的密封可靠性，而硬密封解决了阀面密封的耐火要求。

2、进一步，在平衡腔活塞的外侧设置第一O型密封圈，并在所述第一O型密封圈上设置第一填充材料，且通过第一填料压盖压制第一填充材料，由此实现了平衡腔活塞外侧双密封，进一步提高了所述电液舷侧阀的密封可靠性。

3、更进一步，在所述平衡腔活塞的内侧设置第二O型密封圈，并在所述第二O型密封圈上设置第二填充材料，且通过第二填料压盖压制第二填充材料，由此实现了平衡腔活塞内侧双密封，进一步提高了所述电液舷侧阀的密封可靠性。

4、更进一步，在本实用新型实施例的技术方案中，设置在阀盖和阀杆上的第三O型密封圈的材料具体为航空级别的氟橡胶，通过航空级别的氟橡胶提高第三O型密封圈的尺寸精度，进而提高第三O型密封圈的密封性能，并且提高第三O性密封圈的使用寿命。设置在所述阀杆上的第三填充材料具体为柔性石墨，由于柔性石墨均为耐高温材料，因此在高温环境甚至船舶失火情况下，所述第三填充材料保证了密闭性，由此提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也提高了使用寿命。

5、更进一步，所述第一O型密封圈和所述第二O型密封圈的材料具体也为航空级别的氟橡胶，提高了第一O型密封圈和第二O型密封圈的密封性能和使用寿命。所述第一填充材料和所述第二填充材料具体也为柔性石墨，进一步提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也进一步提高了使用寿命。

6、更进一步，所述电液舷侧阀的蝶形弹簧的材料采用镍基高温合金材料，在高温下所述蝶形弹簧不易蠕动和松弛，进一步提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温(800℃)情况下的密封可靠性，即提高了该电液舷侧阀的耐火性能，同时也进一步提高了使用寿命。

7、更进一步，所述电液舷侧阀的螺栓材料采用马氏体沉淀硬化不锈钢，使得所述螺栓在高温(800℃)情况下不易形变，且强度不易下降，进一步提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也进一步提高了使用寿命。

8、更进一步，所述电液舷侧阀的缠绕垫片的金属带的材料为奥氏体铬镍不锈钢，填充带为柔性石墨，由此使得缠绕垫片可耐高温(800℃)，进一步提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也进一步提高了使用寿命。

9、更进一步，由于热塑性聚酰亚胺密封圈形变系数大于金属密封块，本实用新型实施例通过将所述软密封区域所位于的平面在密封方向上设置高于所述硬密封区域所位于的平面，由此消除在阀瓣压紧密封时热塑性聚酰亚胺密封圈与金属密封块之间的形变差，故而使得热塑性聚酰亚胺密封圈实现的软密封与金属密封块实现的硬密封达到同时密封的效果，进一步提高了密封可靠性。

10、更进一步，在所述软密封区域和所述硬密封区域之间开设沟槽，在一定程度上隔离热塑性聚酰亚胺密封圈和金属密封块，防止两种密封材料相互干涉和影响，进一步提高密封可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电液舷侧阀的剖面示意图；

图2为图1中A区域放大图；

图3为图1中B区域放大图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种电液舷侧阀，用于至少解决现有技术电液舷侧阀密封可靠性较低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案总体思路如下：

在本实用新型实施例的技术方案中，将现有技术中阀瓣的一个平面分为两个不同的平面，一个平面上设置热塑性聚酰亚胺密封圈，进而将该平面作为软密封区域，另一个平面上设置硬质的金属密封块，进而将该平面作为硬密封区域，故而通过两种软硬不同的材料实现电液舷侧阀主密封(或称阀面密封)的双密封形式，从而解决了电液舷侧阀密封可靠性较低的技术问题，实现了提高电液舷侧阀密封可靠性的技术效果。

下面通过附图以及具体实施例对本实用新型技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

请参考图1，为本实用新型实施例中电液舷侧阀的剖面示意图。如图1所示，电液舷侧阀至少包括阀体1、阀瓣2、阀杆5、平衡腔活塞6、阀盖12、阀座13、螺栓14、缠绕垫片28和蝶形弹簧17。进一步，电液舷侧阀还可以包括第三O型密封圈29、第三填充材料27、第三填料压盖15、旁通阀杆10、螺塞11、外螺母16、活塞18、减速齿轮19、端盖20、曲轴21、连杆盖22、连杆23、小齿轮24、活塞齿条25、安装座26和限位环8。其中，上述各个部件的连接方式与功能与现有技术中连接方式与功能类似，因此本文就不详细一一赘述了。

由于现有技术中仅有阀盖12与阀杆5之间采用了双密封，因此导致密封可靠性较低。为了解决密封可靠性较低的技术问题，在本实用新型实施例中，如图1和图2所示，增加了主密封面的双密封。

具体来讲，本实用新型实施例中的阀瓣2包括两个不同的平面，如图2示出的两个平面。在图2中靠左的平面上设置热塑性聚酰亚胺密封圈34。热塑性聚酰亚胺为软质材料，因此设置热塑性聚酰亚胺密封圈34的区域本实用新型称为软密封区域。而图2中靠右的平面上则设置金属密封块35。由于金属为硬质材料，因此设置金属密封块35的区域本实用新型则称为硬密封区域。金属密封块35的材料可选用铝、铜、铁或其他复合金属，本实用新型不做具体限制。

相较于现有技术电液舷侧阀的主密封采用硬质金属密封块的单密封形式，由于软质的热塑性聚酰亚胺密封圈具有弹性，密封操作力矩较小，所以能够密封地更严实，因此，采用上述两种材料软硬结合的双密封作为主密封，提高了电液舷侧阀的密封可靠性。

进一步，本实用新型之所以采用软硬结合的双密封，而不是将主密封完全设置为热塑性聚酰亚胺密封圈，原因在于：热塑性聚酰亚胺密超过280℃将发生形变，最多超过600℃将发生分解，因此为了保证在高温环境下、甚至在失火情况下主密封的密封可靠性，保留一个平面来设置金属密封块。因此，在正常情况下，对于主密封，热塑性聚酰亚胺密封圈34起主要密封作用，金属密封块35起次要密封作用；而当出现高温、失火情况，金属密封块35起主要密封作用，热塑性聚酰亚胺密封圈34起次要密封作用，由此确保主密封在高温情况下的密封可靠性。

更进一步，如图2所示，在软密封区域位于平面上，热塑性聚酰亚胺密封圈34中还设置有第四O型密封圈4，进一步加强软密封区的密封作用。在硬密封区域所位于的平面上，金属密封块35中还设置有增强型柔性石墨金属波齿复合垫圈3。增强型柔性石墨具有较高的耐高温性能，故而增强型柔性石墨金属波齿复合垫圈3进一步加强了主密封面的耐火性。

由上述描述可以看出，本实用新型实施例中的电液舷侧阀通过增加主密封面的双密封，较现有技术仅在阀盖和阀杆部位设置双密封，提高了电液舷侧阀的密封可靠性。

进一步，作为本实用新型第一种可选的实施方式，还增加了平衡腔活塞外侧的双密封。具体来讲，如图1和图3所示，在平衡腔活塞6的两边外侧设置有第一O型密封圈31，在第一O型密封圈31上设置有第一填充材料30，以及用于压制和固定第一填充材料30的第一填料压盖9。

相较于现有技术平衡腔活塞外侧的单密封，本实用新型实施例通过第一O型密封圈31密封，以及通过第一填充材料30密封，实现了平衡腔活塞6两外侧双密封。因此，结合上述实施方式中主密封面双密封，进一步提高了电液舷侧阀的密封可靠性。

进一步，结合上述第一种可选的实施方式，作为本实用新型第二种可选实施方式，还增加了平衡腔活塞内侧的双密封。

具体来讲，如图1和图3所示，在平衡腔活塞6的两边内侧设置有第二O型密封圈33，在第二O型密封圈33上设置有第二填充材料32，以及用于压制和固定第二填充材料32的第二填料压盖7。

相较于现有技术平衡腔活塞内侧的单密封，本实用新型实施例通过第二O型密封圈33密封，以及通过第二填充材料32密封，实现了平衡腔活塞6两内侧双密封。因此，结合上述实施方式中主密封面双密封和平衡腔活塞外侧双密封，进一步提高了电液舷侧阀的密封可靠性。

进一步，结合上述第二种可选的实施方式，作为本实用新型第三种可选实施方式，对于现有技术中已有的阀盖12和阀杆5面的双密封，在本实用新型实施例中，设置在阀盖12和阀杆5上的第三O型密封圈29的材料选用航空级别的氟橡胶，而设置在阀杆5上的第三填充材料27选用柔性石墨。

具体来讲，氟橡胶具有较好耐老化性，航空级别的氟橡胶耐老化性更为显著。航空级别的氟橡胶可以制成精度高的部件。因此，通过航空级别的氟橡胶制成第三O型密封圈29，可以提高第三O性密封圈29的尺寸精度，进而提高第三O型密封圈29的密封性能，同时提高第三O性密封圈的使用寿命。而柔性石墨在840℃时，物理性质几乎不发生变化，故具有良好的耐高温性。因此，通过柔性石墨作为第三填充材料27，提高了本实用新型实施例中的电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性。同时，耐高温材料使得电液舷侧阀不易烧毁，所以提高了电液舷侧阀的使用寿命。

进一步，结合上述第三种可选的实施方式，作为本实用新型第四种可选实施方式，第一O型密封圈31和第二O型密封圈33的材料也采用航空级别的氟橡胶，提高了第一O型密封圈和第二O型密封圈的密封性能和使用寿命。第一填充材料30和第二填充材料32也具体为柔性石墨，进一步提高了本实用新型实施例中的电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也进一步提高了使用寿命。

进一步，结合上述第四种可选的实施方式，作为本实用新型第五种可选实施方式，蝶形弹簧17的材料具体为镍基高温合金材料。在具体实现过程中，本实用新型所属领域的普通技术人员可以选择任意一种镍基高温合金材料制成蝶形弹簧17，本实用新型不做具体限制。

例如，选择GH145来制作蝶形弹簧17。GH145具有较高的韧性和疲劳强度，在800℃的高温下材料机械性能不会发生大的改变。

由于主密封面的密封力主要来自于滑块内蝶形弹簧17受压后的反作用力，因此本实用新型实施例利用镍基高温合金材料制作蝶形弹簧17，使得蝶形弹簧17在高温下不易蠕动和松弛，弹性模量E和切变模量G也不会发生大的改变，进而高温情况下蝶形弹簧17的弹力不会下降，进而主密封面的密封力不会减小，由此提高了电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性。同时也进一步提高了使用寿命。

通过实验验证，蝶形弹簧17可耐800℃高温。

进一步，结合上述第五种可选的实施方式，作为本实用新型第六种可选实施方式，本实用新型实施例中螺栓14的材料具体为马氏体沉淀硬化不锈钢。另外，电液舷侧阀的主要传动件、其他位置的螺栓和螺母也均可以采用马氏体沉淀硬化不锈钢来制成。

马氏体沉淀硬化不锈钢是一种耐高温材料，在具体实现过程中，本实用新型所属领域的普通技术人员可以根据实际选择马氏体沉淀硬化不锈钢的型号或组分，本实用新型不做具体限制。

通过实验验证，以05Cr17Ni14Cu4N6作为螺栓14的材料为较佳选择。该材料固溶温度达1040℃，沉淀硬化温度达600℃以上，由该材料制作的零件在高温条件下强度及形状不会发生大的改变。

由上述描述可以看出，采用马氏体沉淀硬化不锈钢制作螺栓和其他零件，使得螺栓在高温情况下不易形变，且强度不易下降，进一步提高了本实用新型实施例中的电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也进一步提高了使用寿命。

通过实验验证，螺栓14等其它用马氏体沉淀硬化不锈钢制成的零件可耐800℃高温。

进一步，结合上述第六种可选的实施方式，作为本实用新型第七种可选实施方式，缠绕垫片28的金属带的材料具体为奥氏体铬镍不锈钢，缠绕垫片28的填充带为柔性石墨。

奥氏体铬镍不锈钢具有良好的耐高温性，在具体实现过程中，本实用新型所属领域的普通技术人员可以根据实际选择奥氏体铬镍不锈钢的型号或组分，本实用新型不做具体限制。

通过实验验证，若以310S(0Cr25Ni20)作为金属带的材料，结合柔性石墨作为填充带材料，所制成的缠绕垫片28可耐800℃左右的高温。

因此，以奥氏体铬镍不锈钢作为电液舷侧阀的缠绕垫片的金属带的材料，柔性石墨作为填充带的材料，由此使得缠绕垫片可耐高温，进一步提高了本实用新型实施例中的电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也进一步提高了使用寿命。

通过实验验证，缠绕垫片28可耐800℃高温。

进一步，结合上述第七种可选的实施方式，作为本实用新型第八种可选实施方式，软密封区域所位于的平面在密封方向上高于硬密封区域所位于的平面。

具体来讲，由于热塑性聚酰亚胺为软质材料，形变系数大于金属密封块的形变系数，故而热塑性聚酰亚胺密封圈34在作用力下产生的形变会大于金属密封块35的形变。为了抵消热塑性聚酰亚胺密封圈34的形变，使形变后的热塑性聚酰亚胺密封圈34与金属密封块35平行，进而使得主密封面密封更紧密，本实用新型实施例设置软密封区域所在平面在密封方向上高于硬密封区域所在平面。请参考图2，图2中竖直方向为密封方向，靠左的平面高于靠右的平面。

在具体实现过程中，本领域普通技术人员可以根据热塑性聚酰亚胺密封圈的形变系数以及厚度等实际参数设置软密封区域所在平面与硬密封区域所在平面之间的高度差，本实用新型不做具体限制。

由上述描述可以看出，通过将软密封区域所位于的平面在密封方向上设置高于硬密封区域所位于的平面，由此消除在阀瓣压紧密封时热塑性聚酰亚胺密封圈与金属密封块之间的形变差，故而使得热塑性聚酰亚胺密封圈实现的软密封与金属密封块实现的硬密封达到同时密封的效果，进一步提高了密封可靠性。

进一步，结合上述第八种可选的实施方式，作为本实用新型第九种可选实施方式，在软密封区域和硬密封区域之间开设有沟槽。

具体来讲，在软密封区域所位于的平面和硬密封区域所位于的平面之间开设沟槽，两个高度不同的平面以形似“凹”字形的方式连接。两个平面之间的沟槽减弱了设置在软密封区域上的热塑性聚酰亚胺密封圈34和设置在硬密封区域上的密封金属块之间的接触，故而两种密封材料不易相互干涉和影响，由此进一步提高密封可靠性。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、在本实用新型实施例的技术方案中，将现有技术中阀瓣的一个平面分为两个不同的平面，一个平面上设置热塑性聚酰亚胺密封圈，进而将该平面作为软密封区域，另一个平面上设置硬质的金属密封块，进而将该平面作为硬密封区域，故而通过两种软硬不同的材料实现电液舷侧阀主密封(或称阀面密封)的双密封形式，从而解决了电液舷侧阀密封可靠性较低的技术问题，实现了提高电液舷侧阀密封可靠性的技术效果。另，上述双密封中的软密封主要提高了阀面的密封可靠性，而硬密封解决了阀面密封的耐火要求。

2、进一步，在平衡腔活塞的外侧设置第一O型密封圈，并在所述第一O型密封圈上设置第一填充材料，且通过第一填料压盖压制第一填充材料，由此实现了平衡腔活塞外侧双密封，进一步提高了所述电液舷侧阀的密封可靠性。

3、更进一步，在所述平衡腔活塞的内侧设置第二O型密封圈，并在所述第二O型密封圈上设置第二填充材料，且通过第二填料压盖压制第二填充材料，由此实现了平衡腔活塞内侧双密封，进一步提高了所述电液舷侧阀的密封可靠性。

4、更进一步，在本实用新型实施例的技术方案中，设置在阀盖和阀杆上的第三O型密封圈的材料具体为航空级别的氟橡胶，通过航空级别的氟橡胶提高第三O型密封圈的尺寸精度，进而提高第三O型密封圈的密封性能，并且提高第三O性密封圈的使用寿命。设置在所述阀杆上的第三填充材料具体为柔性石墨，由于柔性石墨均为耐高温材料，因此在高温环境甚至船舶失火情况下，所述第三填充材料保证了密闭性，由此提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也提高了使用寿命。

5、更进一步，所述第一O型密封圈和所述第二O型密封圈的材料具体也为航空级别的氟橡胶，提高了第一O型密封圈和第二O型密封圈的密封性能和使用寿命。所述第一填充材料和所述第二填充材料具体也为柔性石墨，进一步提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也进一步提高了使用寿命。

6、更进一步，所述电液舷侧阀的蝶形弹簧的材料采用镍基高温合金材料，在高温下所述蝶形弹簧不易蠕动和松弛，进一步提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温(800℃)情况下的密封可靠性，即提高了该电液舷侧阀的耐火性能，同时也进一步提高了使用寿命。

7、更进一步，所述电液舷侧阀的螺栓材料采用马氏体沉淀硬化不锈钢，使得所述螺栓在高温(800℃)情况下不易形变，且强度不易下降，进一步提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也进一步提高了使用寿命。

8、更进一步，所述电液舷侧阀的缠绕垫片的金属带的材料为奥氏体铬镍不锈钢，填充带为柔性石墨，由此使得缠绕垫片可耐高温(800℃)，进一步提高了本实用新型实施例中的所述电液舷侧阀在高温情况下的密封可靠性，同时也进一步提高了使用寿命。

9、更进一步，由于热塑性聚酰亚胺密封圈形变系数大于金属密封块，本实用新型实施例通过将所述软密封区域所位于的平面在密封方向上设置高于所述硬密封区域所位于的平面，由此消除在阀瓣压紧密封时热塑性聚酰亚胺密封圈与金属密封块之间的形变差，故而使得热塑性聚酰亚胺密封圈实现的软密封与金属密封块实现的硬密封达到同时密封的效果，进一步提高了密封可靠性。

10、更进一步，在所述软密封区域和所述硬密封区域之间开设沟槽，在一定程度上隔离热塑性聚酰亚胺密封圈和金属密封块，防止两种密封材料相互干涉和影响，进一步提高密封可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。