专利名称：阀口密封方法
技术领域：
本发明涉及密封领域，主要是阀门中阀口和阀瓣、闸板等等间的相对应用塑性、可塑性接触实现高压、耐久密封的方法。
公知，根据一九八五年十月机械工业出版社北京第一版机械工业部编《阀门产品样本》，阀口、阀瓣等相对间密封，大多是硬度值相近的金属对金属的硬、硬接触，少部分采用硬度值差异较大的硬、软(金属对塑料等)或软、软(塑、塑等)接触实施的。
经分析硬、硬方式，其材料，加工精度和难度、阀盖结构强度，与密封介质压力的高低成正比;硬、软除球阀外包括软、软方式，绝大部分在低压区域。
一只少则数十元，多则上万元的阀门，除阀杆的密封外，主要是阀口，值得提出的，基本上阀口都采用硬、硬的方式处理，尤其高压阀口特别明显，而此恰恰是导致阀口难以耐久的重要原因。
从而，因阀口损坏影响阀体甚至整个阀门报废的现象能不能改变？塑性高分子材料及可塑性软金属等材料，能否介入硬、硬方式构成高压、耐久密封？包括已采用硬、软和软、软方式的球阀等能否再予以提高并广泛应用？本发明即为针对上述问题，提出一种设置在阀口或阀瓣等上的，塑性、可塑性密封圈及简单的重要的保护性封闭条件结构，利用外作用力使其获得反弹应力，从而实现耐压、耐久并便于更换和简省结构强度的目的。
为实现该目的，并便于说明，详见附图。
图1为宏观抗压强度、压缩强度和弹性示意剖面图2为微观阀口密封面分析示意图3为一种闸阀阀口密封结构剖面图4为一种球阀密封圈封闭结构剖面图5为截止阀等阀口密封结构剖面图1-5中，各数字代表如下[1]为压块，[2]为汽球，[3]为活塞，[4]为容器，[5]为接触密封水平面，[6]为实际密封面，[7]为硬质材料，[8]为塑性、可塑性材料，[9]为硬质内槽阀座，[10]为外涨弹性密封圈，[11]为可塑性闸板，[12]为内缩弹性密封圈，[13]为硬质外槽阀座，[14]为介质方向，[15]为阀体，[16]为左球夹，[17]为封闭圈，[18]为弹性密封圈，[19]为球蕊，[20]为右球夹，[21]为槽式阀瓣，[22]为密封圈，[23]为凸式阀口，[24]为罩式阀瓣，[25]为凸槽式阀口，[26]为可塑性密封圈，[27]为可塑性弹性结合式密封圈。
本发明结合附图叙述如下如图压块[1]搁在汽球[2]上，由于重力作用汽球[2]因此形变、压块[1]位置下降;当同一汽球[2]在容器[4]和活塞[3]的封闭作用下，由于其形变受到控制，压块[1]的重力作用则不能达到前述的结果。同是汽球，后者上升为抗压缩强度，从而;抗压缩强度及其反弹应力＞抗压强度及其反弹应力，并且前者反弹应力随压力增大而增大。
如图2，任何宏观平面，如接触密封水平面[5]在微观看来，仅仅是曲面上众多凸出点同一水平的连贯线，如实际密封面[6]。因此，由相互作用构成的密封，实际存在着两条曲面线屈服、吻合的问题，相对于硬质材料、[7]相互作用，硬质材料[7]和塑性、可塑性材料[8]的相互作用，显而易见，后者屈服、吻合容易得多。而且，区别于硬、硬的双双牺牲的吻合，硬、软相间却是一种适应，至少能保护硬的一方。
据此，本发明是这样实现的选择相对便于屈服和吻合的塑性、可塑性材料，制成一定形状的密封圈，经结构封闭处理而控制形变和增强反弹应力，实现高压、耐久阀口密封。
本发明的优点在于一、提出并解决了塑性、可塑性材料用于耐高压的问题。
现有技术，特别是在球阀上，应用塑性材料取得较大成功，实现了320公斤/平方厘米的突破，并且，通过对夹方法，强化了弹性模量、使之持久补给;在某些阀门上，如WJ61W-6P(214页)、J45J-6(219页)、J41N-40(273页)，J11B-25Z(289页)等等，亦相似本方法图5-A，在阀瓣[21]上设置槽安置塑性密封圈[22]和阀口[23]接触吻合。
然而，值得惋惜之处，在塑性、可塑性的基础上，给流变留了下余地，没有能进展到如图5-A，阀瓣[21]上设置的槽沟和阀口凸圈[23]的动配合尺寸基本一致，或如图4在密封圈[18]外围加设封闭圈[17]，从而构成密封圈[22]、[18]达到压缩强度的境界。
根据阀口密封公式P＝F+F1+F2其中P为密封力，F为两接触面单位压强力，F1为阀杆的动密封摩擦力，F2为介质作用于阀瓣接触面积的力。实质构成密封的是F。所谓F，为上述两面的屈服、吻合力，因而如本方法特定条件下吻合，经控制形变施加压缩力，很容易产生作用在吻合面上大于介质渗透力的反弹应力。
二、对阀口密封的耐久性，发挥了积极的作用由于采用硬、软方式，和有效避开及自然保护阀口的特定结构，如图5-A、B，限定了伤害对象只能是密封圈[22]而这种密封圈是可以经常更换的;其次，硬、硬方式的接触表面互相伤害是妨碍耐久的根本因素，而硬、软方式的结果将是软质材料接触表面是周而复始的塑性、可塑性应变。
三、减少了加力结构的强度硬、软方式，密封力从抗压强度转变为软质材料的表面屈服、吻合变形强度，以及必要的密封压缩强度，相对减弱了硬、硬方式所必需的加力结构强度。
四、适用范围较广如图3，一种闸阀阀口结构，在内槽阀座[9]上装外涨弹性密封圈[10]，外槽阀座[13]上装内缩弹性密封圈[12]，两圈面适度高出阀座面;经可塑性闸板[11]插涨，密封圈[10]、[12]压缩至阀座[9]、[13]平面，在介质[14]的作用下，组合构成密封圈[10]、[12]封闭压缩产生弹性。
如图4，球阀对夹式结构，弹性密封圈[18]外设置和球芯[19]吻合的封闭圈[17]，通过左、右球夹[16]、[17]对夹及介质压力作用，构成密封圈[18]的弹性压缩。
如图5-A、B，截止阀结构，槽式阀瓣[21]和凸式阀口[23]，罩式阀瓣[24]和凸槽式阀口[25]对密封圈[22]进行凸凹式封闭弹性压缩。
综上所述，本发明在现有技术的基础上，结合封闭概念，对阀口密封性能、阀口并延及阀体和阀门的耐久性得出了客观的积极效果，因而发展、发挥了塑性和可塑性在密封中的应有作用。
实施例根据图5-A，在阀瓣[21]槽内设置5×5高压聚乙烯密封圈[22]，槽口内外加工成2×45°锥体，便于阀口[23]导入;反之，如图5-B，阀瓣[24]改成罩状，密封圈[22]嵌装进凸槽式阀口[25]，其阀口顶部加工成3×45°便于罩状阀瓣[24]导入;考虑高温，如图5-C密封圈[26]采用了铸铝等软金属材料;考虑高速介质冲刷，如5-D，采用薄型可塑性密封圈[27]保护塑性密封圈[22]的结合式。
以上形式装配在J11H-16型截止阀上，实验表明，无论A、B、C、D，都能达到超出600KC/cm2试压泵极限以上的效果。
权利要求
1.阀口密封方法，包括密封面[5]上硬质材料[7]和可塑性材料[8]的吻合机理。其特征在于活塞[3]和容器[4]组成的对汽球[2]封闭压缩的结构。
2.根据权利要求1所述，阀口密封方法，其特征在于阀瓣[21]为密封圈[22]设置的凹槽，和阀口[23]的凸颈内外径尺寸一致，凹槽口内外均应有锥度。
3.根据权利要求1所述之阀口密封方法，其特征在于罩式阀瓣[24]的罩圈口面和凸槽式阀口[25]上为密封圈[22]设置的凹槽，其内外径尺寸一致;凸槽式阀口[25]的凸颈外圈带有锥度。
4.根据权利要求1所述之阀口密封方法，其特征在于设置在密封圈[18]外侧的封闭圈[17]和球面[19]吻合，密封圈[18]高度大于封闭圈[17]。
5.根据权利要求1所述，阀口密封方法，其特征在于阀座[9]、[13]分别为内槽式和外槽式，密封圈[10]、[12]适度高出阀座平面。
6.根据权利要求2、3、4、5所述，阀口密封方法，其特征在于密封圈[10]、[12]、[17]、[22]为塑性材料。
7.根据权利要求2、3、4所述，阀口密封方法，其特征在于密封圈[26]、组合密封圈[27]、封闭圈[17]，为可塑性材料。
全文摘要
阀口密封方法，适用于阀门中主要是解决阀口耐压和耐久的问题。本方法，选择相对便于屈服、吻合的塑性，可塑性材料根据需要制成密封圈，设置在阀口或阀瓣上等。并经特定的结构封闭处理而控制形变和增强反弹应力，实现耐压、耐久问题的解决。由于本方法简单明了，可广泛用于阀门生产、修复和改造。
文档编号F16K3/22GK1045165SQ9010562
公开日1990年9月5日 申请日期1990年2月20日 优先权日1990年2月20日
发明者郑亚华 申请人:郑亚华