一種用于浮動(dòng)球閥的閥座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于浮動(dòng)球閥的閥座，該閥座與該浮動(dòng)球閥的閥體之間通過一彈性單元連接，當(dāng)該浮動(dòng)球閥閉合時(shí)，該浮動(dòng)球閥的球體與該閥座均在該閥體腔內(nèi)移動(dòng)。
【專利說明】—種用于浮動(dòng)球閥的閥座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于流體控制的閥門，尤其涉及一種用于浮動(dòng)球閥的閥座。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有【技術(shù)領(lǐng)域】，球閥可以分為浮動(dòng)球閥和固定球閥。其中，固定球閥是指球體不浮動(dòng)，閥座可動(dòng)。工作時(shí)，閥前流體壓力在球體上產(chǎn)生的作用力全部傳遞給閥桿，不會使球體向閥座移動(dòng)，因而閥座不會承受過大的壓力，所以固定球閥的轉(zhuǎn)矩小、閥座變形小，密封性能穩(wěn)定、使用壽命長，適用于高壓、大口徑場合。通常而言，固定球閥為了使球體固定，而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工序多于浮動(dòng)球閥。
[0003]浮動(dòng)球閥是指球閥的球體是浮動(dòng)的，在介質(zhì)壓力作用下，球體能產(chǎn)生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上，保證出口端密封。壓力越大時(shí)，密封性能也越好，但是啟動(dòng)關(guān)閉的扭矩隨壓力的增大而增大。浮動(dòng)球球閥的結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，但球體承受工作介質(zhì)的載荷全部傳給了閥座，因此要考慮閥座能否經(jīng)受得住球體介質(zhì)的工作載荷，在受到較高壓力擠壓時(shí)，柔性的閥座材料發(fā)生偏移，因而密封效果下降。這種結(jié)構(gòu)，一般用于中低壓、小口徑場合。
[0004]與固定球閥相比較，浮動(dòng)球閥的結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝也相對簡單，成本也就低廉，但是由于全部壓力被閥座承受，因此導(dǎo)致開啟關(guān)閉浮動(dòng)球閥時(shí)需要的驅(qū)動(dòng)力也較大。另一方面，當(dāng)開啟扭矩很大時(shí)，閥座本身承受的壓強(qiáng)就增大，很容易損壞，導(dǎo)致介質(zhì)泄露。即使未到損壞程度，球體與閥座之間的摩擦力會增加，導(dǎo)致閥座產(chǎn)生磨損，從而降低閥座的使用壽命O
[0005]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種能有效克服上述缺陷的新的浮動(dòng)球閥的閥座。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于浮動(dòng)球閥的閥座，當(dāng)浮動(dòng)球閥閉合時(shí)，閥座可以自由在介質(zhì)內(nèi)移動(dòng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，該閥座與該浮動(dòng)球閥的閥體之間通過一彈性單元連接，當(dāng)該浮動(dòng)球閥閉合時(shí)，該浮動(dòng)球閥的球體與該閥座均在該閥體腔內(nèi)移動(dòng)。
[0008]更進(jìn)一步地，該彈性元件為多個(gè)螺旋彈簧，該螺旋彈簧的一端與該閥座連接，另一端與該閥體連接，從而使原來固定的閥座可以自由自在的在閥體內(nèi)移動(dòng)。
[0009]更進(jìn)一步地，該閥座由剛性材料制成。該閥座由金屬或陶瓷制成。該閥座通過一柔性材料與該球體接觸。該閥座靠近該球體的面為平面或球面。該閥座在靠近該球體的一面上包括一第一凹槽，該第一凹槽用于放置該柔性材料。該閥座在靠近該球體的一面上包括一第二凹槽，該柔性材料被嵌于該第一第二凹槽內(nèi)。該柔性材料被噴涂或采用其他工藝粘合在該閥座的表面。該閥座在靠近該閥體的一面上包括一第三凹槽，該第三種凹槽用于放置一柔性材料的密封圈，用于閥座與閥體之間的密封。[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]第一、由于壓力被多個(gè)部件分散，使安裝該閥座的浮動(dòng)球閥可以使用在更大尺寸的管道中，用于更大的壓力環(huán)境下；第二、由于球體、閥座均可浮動(dòng)，使該浮動(dòng)球閥在開啟時(shí)無需事先移開閥座，僅通過二者之間的位置調(diào)節(jié)即可實(shí)現(xiàn)低扭矩、易開啟；第三、閥座采用了剛性材料，并且壓力被多個(gè)部件分散，使該浮動(dòng)球閥的使用壽命更長、結(jié)構(gòu)更牢靠；第四、本發(fā)明所提供的使用該閥座的浮動(dòng)球閥可以使用在溫度、壓力變化較大等惡劣環(huán)境下。第五、如果采用本發(fā)明的閥座是由剛性材料與球體接觸表面是噴涂或薄型結(jié)構(gòu)，則可大大改善浮動(dòng)球閥開閉扭矩大的狀況，因?yàn)閯傂蚤y座直接承受介質(zhì)壓力，而球體與閥座在開閉移動(dòng)時(shí)的摩擦則由摩擦系數(shù)極小的塑性材料承受。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)所提供的浮動(dòng)球閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明所提供的包括第一實(shí)施方式的閥座的浮動(dòng)球閥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明所提供的包括第二實(shí)施方式的閥座的浮動(dòng)球閥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明所提供的用于浮動(dòng)球閥的閥座的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5是本發(fā)明所提供的用于浮動(dòng)球閥的閥座的第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一種具體實(shí)施例的閥座。然而，應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明理解成并不局限于以下描述的這種實(shí)施方式，并且本發(fā)明的技術(shù)理念可以與其他公知技術(shù)或功能與那些公知技術(shù)相同的其他技術(shù)組合實(shí)施。
[0019]在以下描述中，為了清楚展示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作方式，將借助諸多方向性詞語進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)將“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“內(nèi)”、“向外”、“向內(nèi)”、“軸向”、“徑向”
等詞語理解為方便用語，而不應(yīng)當(dāng)理解為限定性詞語。
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中浮動(dòng)球閥的開啟狀態(tài)。其中10是閥桿、11是球體、12是介質(zhì)通道，13是閥體，14是閥座?，F(xiàn)有技術(shù)中，浮動(dòng)球閥所使用的閥座14必須是彈性材料制成，否則在浮動(dòng)球閥的關(guān)閉狀態(tài)下，無法實(shí)現(xiàn)密封。在浮動(dòng)球閥的開啟狀態(tài)下，介質(zhì)流經(jīng)介質(zhì)通道12和球體11?，F(xiàn)有技術(shù)中球閥由關(guān)閉進(jìn)入開啟時(shí)都希望能盡量減少閥桿的扭矩，這樣既能減少開啟時(shí)需要的驅(qū)動(dòng)力，還能降低閥座的磨損，避免密封性能的下降。為了減少閥桿的開啟扭矩，就必須想辦法減少閥座和球體之間的摩擦力。
[0021]圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式。圖2中所示出的浮動(dòng)球閥，此時(shí)為閉合狀態(tài)。其中閥體構(gòu)成一閥體腔，球體和閥座都放置于該閥體腔內(nèi)。該浮動(dòng)球閥開啟時(shí)，閥體腔中充滿了介質(zhì)，介質(zhì)流經(jīng)所述球體24和通道22。由于本發(fā)明的球體24和閥座26都可以在閥體腔內(nèi)移動(dòng)，因此，當(dāng)介質(zhì)進(jìn)入閥門以后，在球體腔內(nèi)介質(zhì)的壓力推動(dòng)下，可浮動(dòng)的球體24與可移動(dòng)的閥座26進(jìn)行密合。由于閥座26通過一彈性元件23與閥體連接，因此當(dāng)閥座26上承受的壓力增加時(shí)，彈性元件23會吸收掉部分壓力。閥座26與閥體21之間存有一間隙dl。當(dāng)通道22內(nèi)介質(zhì)所產(chǎn)生的壓力持續(xù)增大時(shí)，推動(dòng)該球體24移動(dòng)。球體在通道內(nèi)可以移動(dòng)的范圍d2大于閥座可移動(dòng)的范圍dl。當(dāng)閥座26移動(dòng)至極限時(shí)，閥座26同時(shí)緊貼閥體21和彈性元件23，于是球體與閥座之間的壓力被分散至由閥座、彈性元件、閥體三個(gè)部件來承受，同時(shí)體腔內(nèi)壓力分布也發(fā)生了變化。因此與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的球體、閥座同時(shí)可以浮動(dòng)的球閥更適應(yīng)于較大口徑和更高的壓力環(huán)境下。
[0022]本發(fā)明所提供的浮動(dòng)球閥，當(dāng)閥桿20開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于閥座26與球體24之間的摩擦力的存在，自動(dòng)擠壓彈簧23發(fā)生形變，彈簧通過形變將摩擦力吸收，因此開啟時(shí)扭矩大大減小。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，閥座無法移動(dòng)將承受全部的介質(zhì)壓力，顯然摩擦力就大，導(dǎo)致閥座在多次開啟閉合時(shí)的磨損增大。
[0023]現(xiàn)有技術(shù)中，浮動(dòng)球閥所使用的閥座必須是彈性材料制成，否則無法實(shí)現(xiàn)密封。本發(fā)明中，由于閥座26同樣可以在閥體腔中浮動(dòng)，因此本發(fā)明中閥體采用剛性材料，如金屬、陶瓷等制成，同時(shí)，閥座與球體接觸表面仍由摩擦系數(shù)較小的塑性材料覆蓋。這樣的話,更加增強(qiáng)了閥座本身的使用壽命，又不增大摩擦壓力，減少了因閥座損壞導(dǎo)致的密封效果變差的風(fēng)險(xiǎn)。在另一種較佳實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)最佳的密封效果，該閥座26在靠近球體的一個(gè)面上增加了一個(gè)凹槽，該凹槽25中用于放置塑性材料密封件。這樣當(dāng)球體24與閥座26接觸時(shí)，因?yàn)樗芰厦芊饧拇嬖谑菇橘|(zhì)不會在球體與閥座之間流出，并且因?yàn)樵撍芰厦芊饧氖軌毫ψ饔孟伦冃涡?，因此球體在與閥座26貼緊受壓后不會嚴(yán)重?fù)p壞閥座表面的塑性材料。與此同時(shí)，我們還可以在閥座26與閥體21連接的一個(gè)面上再增設(shè)一個(gè)凹槽27，用于放置O型或V型等多種形狀的密封圈。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的浮動(dòng)球閥，可以適用于溫度、壓力變化劇烈的環(huán)境下，這是因?yàn)楫?dāng)?shù)蜏匕l(fā)生時(shí)，球閥材料的熱膨脹率不同以及冷縮形變，可浮動(dòng)的球體和可浮動(dòng)的閥座兩者之間相互調(diào)節(jié)壓力，因而不需要人工干預(yù)，自動(dòng)達(dá)到較佳密封效果。當(dāng)壓力增大時(shí)，壓力被多個(gè)零部件分散承受，因?yàn)椴粫驗(yàn)閱我涣慵?fù)荷過重而發(fā)生形變。
[0024]圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式，與第一實(shí)施方式比較起來，圖3中所示的閥座，具有結(jié)構(gòu)更為簡潔，整裝成本更低的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)圖2中的密封圈被球體24擠壓發(fā)生形變，為了防止密封圈25從凹槽25中掉出來，凹槽25必須足夠長，這樣就導(dǎo)致了整個(gè)浮動(dòng)球閥的閥體體腔腔增大，進(jìn)一步導(dǎo)致了閥體的增大，制造成本的上升。第二實(shí)施方式中直接在剛性的閥座30與球體的表面上噴涂柔性材料32，如橡膠、聚四氟乙烯、尼龍等塑性材料。圖4(a)中，閥座30與球體接觸的面可以是一個(gè)或多個(gè)平面。圖4(b)中，閥座30與球體接觸的面是一個(gè)球面。與接觸面是平面比較起來，接觸面是球面，將球體與閥座的連接處由點(diǎn)變面，分散了壓強(qiáng)。
[0025]圖5是本發(fā)明的第三實(shí)施方式，與第二實(shí)施方式比較起來，第三實(shí)施方式作了進(jìn)一步改進(jìn)。第二實(shí)施方式中，雖然在制造過程中，已經(jīng)通過噴涂、燒結(jié)等工藝將柔性材料與金屬閥座固定在一起，但是由于浮動(dòng)球閥的工作環(huán)境溫差、壓差變化劇烈，可能會出現(xiàn)柔性材料脫離金屬閥座的情況。因此第三實(shí)施方式中，閥座40與球體接觸的面上增設(shè)了兩個(gè)凹槽42，并且把柔性材料43嵌進(jìn)凹槽內(nèi)。優(yōu)先地，該凹槽是梯形、圓形凹槽(圖中未示出)，并且凹槽的開口小于底面,用于將柔性材料43卡死。圖5(a) (b)中，閥座40與球體接觸面的形式與圖4(a) (b)相同，可以是一個(gè)平面、多個(gè)平面或球面。其中圖5(a)是兩個(gè)凹槽的情形，圖5(b)是三個(gè)凹槽的情形，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道凹槽的數(shù)量可以由閥座需要承受的壓力和其規(guī)格計(jì)算而出，而不用于限定本發(fā)明。[0026]本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述閥座與所述浮動(dòng)球閥的閥體之間通過一彈性單元連接，當(dāng)所述浮動(dòng)球閥閉合時(shí)，所述浮動(dòng)球閥的球體與所述閥座均在所述閥體腔內(nèi)移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述彈性元件為多個(gè)螺旋彈簧，所述螺旋彈簧的一端與所述閥座連接，另一端與所述閥體連接。
3.如權(quán)利要求1所述的用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述閥座由剛性材料制成。
4.如權(quán)利要求3所述的用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述閥座由金屬或陶瓷制成。
5.如權(quán)利要求3所述的用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述閥座通過一柔性材料與所述球體接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述閥座靠近所述球體的面為I個(gè)或多個(gè)平面或者球面。
7.如權(quán)利要求5所述的用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述閥座在靠近所述球體的一面上包括一第一凹槽，所述第一凹槽用于放置所述柔性材料。
8.如權(quán)利要求7所述的用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述閥座在靠近所述球體的一面上包括一第二凹槽，所述柔性材料被嵌于所述第一第二凹槽內(nèi)。
9.如權(quán)利要求5所述的用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述柔性材料被噴涂或粘合至所述閥座的表面。
10.如權(quán)利要求3所述的用于浮動(dòng)球閥的閥座，其特征在于，所述閥座在靠近所述閥體的一面上包括一第三凹槽，所述第三凹槽用于放置一密封圈。
【文檔編號】F16K5/20GK104006183SQ201410163868
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】賀增華 申請人:賀增華