[发明专利]具有弹性/陶瓷密封圈的阀门

说明书

如图1的立体分解图中所示，蝶阀包括五个主要部件。阀体围绕套管（也可以称作密封圈2），该套管围绕密封件（也可以称作蝶板或者阀瓣3），该密封件由操作阀杆（也可以称作上阀杆4）操作，该操作阀杆与也可以称作下阀杆5的轴相对。

在制造四分之一圈蝶阀的现有技术的情况下，导致设计者通常使用弹性材料作为套管的密封材料，该材料与所密封的阀瓣不相容。

利用该原理可以提供密封问题的有效解决方案，但是这些解决方案存在缺点，例如：

·第一，弹性材料和金属材料的摩擦系数相对而言比较大，这意味着为了操作阀瓣需要使用很大的力；

·第二，不理想的摩擦系数导致弹性材料的表面不断磨损而影响了密封的长效性，并且因此缩短了阀门的使用寿命；

·第三，金属/弹性材料的转矩所具有的磨擦系数值在静态应用和动态应用中存在很大的差异，尤其是对于液态流体而言；静态摩擦转矩比动态摩擦转矩大得多，于是，在需要小范围移动的操作中，诸如在控制应用中，启动时所需的很大的力在移动刚一开始时就必须很快降低下来，否则就会发现阀门已经超出预定值移动。

本发明涉及一种能够克服这些缺点的密封圈。

无接头的环形的密封圈具有弹性材料部分，两个沿直径相对设置的通孔贯穿该弹性材料部分延伸，其特征在于，在内周面上设置有暴露的陶瓷材料部分。

本发明结合了两种部件的特性，利用了弹性材料的弹性特性，利用了陶瓷材料相对于金属材料而言优秀的摩擦系数并且利用陶瓷材料覆盖金属材料。

因此，围绕阀体的弹性材料部分呈现出多种功能：

·该弹性材料部分使得阀体与所传输的流体彻底隔离；

·该弹性材料部分支撑陶瓷部件并且提供弹性需求，以产生足够的接触力，从而确保相对于所传输的流体密封；

·该弹性材料部分确保相对于阀杆的通道密封，以及确保阀门相对于管道的法兰面密封，从而防止外部泄露。

当陶瓷材料部分沿内周面的中心圆延伸时，获得密封圈的最小的摩擦力，从而可以提供匀称性。陶瓷材料部分的宽度优选为内周面的宽度的1/4-1/5。

根据一种实施方式，陶瓷材料部分包括销子（stud），该销子保持在设置在弹性材料部分的孔中，该销子优选为在两个通孔之间均匀地（regular）成角度分布，而所述通孔由其自己的销子围绕。

优选地，在内周面上，弹性材料部分与陶瓷材料部分齐平，或者弹性材料部分延伸超出陶瓷材料部分，以确保陶瓷销子之间的密封，如此也可以确保边缘的密封。

销子的圆周长度优选为两个连续的销子之间的圆周长度的1/12-1/36。两个销子之间的圆周长度优选为密封圈的内圆周长度的1/24-1/120。

可以根据本发明使用不同的方法制造密封圈，以下描述的其中一种方法涉及在弹性材料部分和销子的连接中具有涂覆的弹性垫圈（coated resilient washer）。

根据另一种实施方式，销子具有燕尾形突出部（dovetail-like lugs），该燕尾形突出部止挡在弹性材料部分中。

止挡在弹性材料部分中的陶瓷销子还可以通过橡胶的硫化处理或者粘结的方式连接到弹性材料部分上。

本发明还涉及在蝶阀中使用根据本发明的密封圈。

在附图中，仅以举例的方式示出：

图1是根据现有技术的阀门的分解立体图；

图2是根据本发明的密封圈的立体图；

图3是根据本发明的密封圈的沿圆周的中心平面的截面图；

图4是沿图3中的C-C线的截面图；

图5是沿图3中的D-D线的截面图；

图6是根据本发明的密封圈的实施方式的部分立体图；

图7和图8是图6的密封圈中所使用的销子的立体图。

密封圈包括三种部件：

·弹性材料的部件6；

·具有线性横截面的陶瓷销子7；

·用于轴通道的陶瓷销子8。

销子8围绕沿直径相对设置的轴通道。销子7具有相当于10°-30°的非完整圆圆度（angular sector）的长度。每个销子与相邻的销子保持相当于3°-15°的非完整圆圆度的距离。

根据本发明可以使用两种制造方法制造密封圈：

·方法1：通过注射或者挤压二次成型

在注射前，所有的陶瓷部件放置在模具中，并且通过弹性的弹性垫圈机械定位，该弹性的弹性垫圈保持与密封圈的轮廓相符（moulded with）。