一种强橡胶附着力偏心旋塞阀阀塞的制作方法

本发明涉及一种偏心旋塞阀阀塞，特别涉及一种强橡胶附着力长寿命偏心旋塞阀阀塞。

背景技术：

目前偏心旋塞阀阀塞形状可成圆柱形或圆锥形，阀瓣只是表面涂防锈材料，这种方法防锈和密封的能力差、使用寿命短。现有设计方法为阀瓣外直接包覆橡胶，如专利cn103671996a只在阀瓣外直接包覆一层橡胶，橡胶附着力小，当阀塞在阀门启闭时会被介质冲刷，橡胶与基体间存在较大剪切力，阀塞与阀体发生摩擦，使橡胶磨损严重，导致阀塞密封性能下降。此外密封角与包胶厚度缺少最优的定量计算关系式，不能准确确定必要的橡胶厚度，影响密封性能。

技术实现要素：

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种橡胶附着力大、使用长寿命的强橡胶附着力偏心旋塞阀阀塞。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的强橡胶附着力偏心旋塞阀阀塞包括采用金属材料制备而成的弓形结构的阀瓣本体、位于阀瓣本体上下端的阀轴；所述阀瓣本体上开设有纵横交错的t型槽，在开设有纵横交错的t型槽的阀瓣本体上包覆有橡胶包裹层，且所述橡胶包裹层延伸至t型槽内。

本发明中所述t型槽设置在阀瓣与阀体有效密封接触面处，且所述t型槽的数量为上、下、左、右各两条。具体说，在保证金属强度刚度条件下根据初始密封角度在阀瓣本体与阀体有效密封接触面处增加纵横t型槽，阀瓣本体外包覆一层橡胶包裹层，t型槽可以有效增大橡胶包裹层与阀瓣本体的接触面积，在橡胶包裹层与阀瓣本体之间增加了垂直于阀瓣表面方向上的摩擦力，极大的提高了橡胶附着力。另外，阀塞的圆柱形阀座表面偏心偏移，在90%关闭前不与阀座接触，保证长久的阀塞寿命。同时阀瓣本体与阀轴采用一体式铸造成型，强度和刚度高，扭力传递性能好，弓形设计在减轻阀瓣重量的同时对流体还有导向作用，工作寿命延长。精确的包覆橡胶计算方法能确保有足够的橡胶磨损量与压缩量。

本发明中所述橡胶包裹层（2）的厚度由式（2）计算：

（2）

式中：e是偏心距，

ω是压缩率，

式中：hbo是密封点到回转中心距离，β为旋转角，βa为密封终止角，β0为密封启始角，r铁是铁芯半径，l是包胶厚度，hab为密封行程，m为与流体有关的系数，a、c为与密封面有关的系数，p为流体的工称压力，e是弹性模量，bm为密封面在垂直于流体流动方向上的投影宽度。

本发明的有益效果如下：

1、t型槽可以有效增大橡胶包裹层与阀瓣本体的接触面积，并且在橡胶与阀瓣之间增加了垂直于阀瓣表面方向上的摩擦力，极大的提高了橡胶附着力。

2、当阀塞工作时，t型槽可以缓减橡胶与金属间的剪切力，提高阀塞使用寿命。阀瓣与阀轴采用一体式铸造成型，强度和刚度高，扭力传递性能好，弓形设计在减轻阀瓣重量的同时对流体还有导向作用，工作寿命延长。

3、阀塞的圆柱形阀座表面偏心偏移，在90%关闭前不与阀座接触，保证长久的阀塞寿命。

4、精确的包覆橡胶计算方法能确保有足够的橡胶磨损量和压缩量。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是t型槽局部剖视图。

图4是本发明的阀芯左视图。

图5是偏心距设计计算示意图。

图6是角度与包胶厚度设计图。

图中：1、阀瓣本体，2、橡胶包裹层，3、t型槽，4、阀轴。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

如图1、2、3、4所示，本发明的强橡胶附着力偏心旋塞阀阀塞包括采用金属材料制备而成的弓形结构的阀瓣本体1、位于阀瓣本体1上下端的阀轴4；所述阀瓣本体1上开设有纵横交错的t型槽3，在开设有纵横交错的t型槽3的阀瓣本体1上包覆有橡胶包裹层2，且所述橡胶包裹层2延伸至t型槽3内。

进一步说：本发明中所述t型槽3设置在阀瓣本体1与阀体有效密封接触面处，且所述t型槽3的数量为上、下、左、右各两条。具体说，在保证金属强度刚度条件下根据初始密封角度在阀瓣本体1与阀体有效密封接触面处增加纵横t型槽3，阀瓣本体1外包覆一层橡胶包裹层2，t型槽3可以有效增大橡胶包裹层2与阀瓣本体1的接触面积，并且在橡胶包裹层2与阀瓣本体1之间增加了垂直于阀瓣本体表面方向上的摩擦力，极大的提高了橡胶附着力。另外，阀塞的圆柱形阀座表面偏心偏移，在90%关闭前不与阀座接触，保证长久的阀塞寿命。同时阀瓣本体1与阀轴4采用一体式铸造成型，强度和刚度高，扭力传递性能好，弓形设计在减轻阀瓣重量的同时对流体还有导向作用，工作寿命延长。精确的包覆橡胶计算方法能确保有足够的橡胶磨损量与压缩量。

本发明中所述橡胶包裹层的厚度由下式计算：

（3）

式中：e是偏心距，

ω是压缩率，

式中：hbo是密封点到回转中心距离，β为旋转角，βa为密封终止角，β0为密封启始角，r铁是铁芯半径，l是包胶厚度，hab为密封行程，m为与流体有关的系数，a、c为与密封面有关的系数，p为流体的工称压力，e是弹性模量，bm为密封面在垂直于流体流动方向上的投影宽度。

设计的具体计算步骤如下：

第一步，选择起始密封角β（∠boo1≤β≤90°-∠boo1）。

如图2、4所示，在铁芯起始密封角处开始加纵横t型槽3，到有效密封面结束处为止。

第二步，根据图5确定偏心距:

式中旋塞密封工作段为a点到b点的一段圆弧长，hab为密封行程，βa为密封终止角，β0为密封启始角，e为偏心距。

第三步，计算橡胶压缩率：

式中m为与流体有关的系数，a、c为与密封面有关的系数，p为流体的工称压力，bm为密封面在垂直于流体流动方向上的投影宽度，ω为橡胶密封压缩率，e是弹性模量。

第四步，根据图6计算包胶厚度：

式中hbo是密封点到回转中心距离，β为旋转角，e是偏心距，r铁是铁芯半径，ω是压缩率，l是包胶厚度。