用于球閥的金屬密封件及包括該密封件的球閥制造技術

一種用于具有球（３０）的球閥（１０）的金屬密封件（５０），其包括環形主體（５１）和用于與球（３０）的表面相互接觸的唇緣（５２），這種密封件包括在接觸唇緣（５２）中內嵌的徑向凹槽（５３）。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于球閥的金屬密封件以及包括該密封件的球閥。
技術介紹
在涉及在管道中輸送流體的工程技術中公知的是，需要用閥門截斷所述管道，所 述閥門能連接兩個管段，并且能夠允許或中斷通過管段的流體的流動。這種連接結構中非常重要的是球閥，球閥即這樣一種閥門在該閥門內，通過置于 閥門主體內的球來控制流動的流通或中斷，該球上設置有一直徑與管道直徑大致相同的貫 通孔，該球能在打開位置和關閉位置之間旋轉操作，在所述打開位置，所述貫通孔與流動方 向同軸，在所述關閉位置，所述貫通孔橫向于流動方向，并且在所述閥門內，球與管道之間 的密封是利用在相互接觸的相應的相對表面之間布置的環形密封件來實現的。為了使球腔達到密封狀態，該閥門具有同軸布置在閥主體和球之間的環，該環經 由彈性裝置軸向壓靠在所述球上，從而確保密封表面和球本身之間的接觸；該密封表面通 常是由所述環自身的金屬表面構成，所述環被以不同方式制作和/或處理，或者該密封表 面由適當配置的密封件構成，沿軸向將所述密封件壓在所述環的專用閥座上。盡管這些密封件可以執行它們的功能，但其具有缺點，這些缺點在實踐中尤其限 制密封件在高溫和/或高壓應用中的使用，在所述高溫和/或高壓應用中，金屬密封件雖然 更好地適用，但是價格非常昂貴，一方面是因為球的接觸面和作為閥座的環都要進行硬化 處理，另一方面是因為需要進行機加工來調整和確保球和兩個密封環的接觸面之間完美配I=I O此外，如與現有技術相關的附圖說明圖1至北所示，在實踐中還會發生如下情況在高壓應 用過程中，球和密封件在液壓的作用下容易變形，這些變形在球區域和密封件區域不規則， 密封件與球的外表面不再能完好契合，從而導致出現了未能接觸的區域，因此閥門密封不 嚴發生泄漏。現有技術的示例在GB2206952中有描述，GB2206952公開了一種浮動型閥門，即通 過置靠在固定密封環上的球的運動而提供密封作用，所描述的密封環是由薄彈性板組成， 所述薄彈性板像彈簧一樣撓曲，從而與球表面相契合。由此得出結論，如果所述表面不均一，那么相互接觸不準確，會發生泄漏現象；而 且，需要指出的是，與球接觸的環的表面是由外圍環形唇緣4A形成的，允許環發生變形的 切口 4C形成在與密封面相對的表面上。在US 4，421，895中描述了現有技術的另一個例子，其中控制盤相對于固定的密 封環旋轉；在這種情況下，密封環也是有彈性的，相對于控制盤上相應的表面觀起作用的 密封表面30b沒有滾花(milled)區，反而滾花區形成在與保持環36相接觸的后表面上。因此，提出的技術問題是提供一種用于球閥的金屬密封件，同時所述球閥的類型 是在球和閥主體之間形成有密封腔，這種密封件可以在很低和/或很高溫度和/或在高操 作壓力下使用，從而在截止閥存在變形的情況下仍確保閥門密封。與此問題相關地還要求這種閥門的生產和組裝應該既容易又價格低廉，同時還能 適用于現存的、而不是專門設計的閥門。
技術實現思路
根據本專利技術，提供了一種用于具有球的球閥的金屬密封件，所述密封件包括環形 主體，所述環形主體在縱向方向上的厚度大并且是剛性的；以及環形唇緣，所述環形唇緣的 前表面用于與球的表面相互接觸，其特征在于，用于進行相互接觸的所述前表面包括內嵌 的徑向凹槽。本專利技術還提供了一種球閥，包括閥門主體，其設置有容納球的閥座，所述球具 有共軸的貫通開口，并且所述球能夠從閥門關閉位置旋轉操作至閥門打開位置，或者從閥 門打開位置旋轉操作至閥門關閉位置；共軸的金屬密封件，其布置在所述閥門主體和球之 間，并作用于所述球的外表面，所述金屬密封件包括在縱向方向上厚度大的剛性環形主體 和環形唇緣，所述環形唇緣的前表面用于與所述球的表面相互接觸，其特征在于，用于接觸 的所述前表面具有多個內嵌的徑向凹槽。具體實施例方式參照附圖，進一步的詳細資料將從下面關于本專利技術主題的實施例的非限制性例子 的描述中獲得，其中圖Ia顯示已知的球閥處于關閉位置時沿縱向豎直面的剖面；圖Ib顯示在球變形的情況下圖Ia所示密封件的放大詳圖；圖加顯示在變形的情況下圖1所示帶有所述環的球的透視圖；圖2b顯示圖加所示球與環之間沒有接觸的區域的放大詳圖；圖3顯示根據本專利技術的密封環的接觸側的透視圖；圖4顯示根據圖3沿環的徑向平面的剖面；圖5顯示圖2中環的外側環形邊緣的局部細節剖面；圖6顯示圖2中環的徑向凹槽的放大的局部細節；圖7a顯示根據本專利技術的球閥處于關閉位置時的縱向豎直剖面；圖7b顯示在球變形的情況下圖7a所示密封件的放大詳圖；圖fe顯示在變形的情況下根據本專利技術帶有所述環的球的透視圖；圖8b顯示根據本專利技術在球與環之間的接觸區域的放大詳圖。具體實施例方式如圖1所示，假定只為方便描述考慮，并且在不加任何限制地設定一對參考軸線， 即平行于流動方向的縱向參考軸線X-X和橫向的Y-Y參考軸線的情況下，根據本專利技術的球 閥在附圖中以示例的方式示出，其形式為耳軸(trunnion)類型的三部分閥門，實質上包 括閥門主體10，該閥門主體10設置有容納球30的閥座，球30具有共軸的圓柱開口 31，并 且能夠利用傳統裝置(未顯示)將球30從閥門關閉位置(圖1)轉動操作至閥門打開位置 (未顯示)ο所述閥門還包括兩個相對的端部凸緣20，所述端部凸緣在球的相對兩側固定于閥 門主體10上，并且設計用于為管道(未顯示)提供連接。金屬軸向密封件50位于每個凸緣20和球30之間，以便與球30的外表面30a形成干涉，所述密封件相對于所述外表面30a形成密封，從而產生了球腔12。如與現有技術相關的圖Ia至2b所示，傳統類型的密封閥50由于球30的不規則 變形引起密封件50和球30本身之間的相互接觸的缺失而不能保持密封作用，這是因為密 封件不能適應該變形。如圖3至圖6所示，本專利技術設想一種由環51所形成的金屬軸向密封件50，所述環 51在縱向X-X上厚度大，為剛性，并且相對于球實現密封的邊緣51a包括環形唇緣52，與球 30形成接觸的前表面5 具有多個在徑向上延伸的內嵌(inset)徑向凹槽53。根據優選實施例，設想該徑向凹槽53如下-彼此之間以規則的角間距分隔開；-將唇緣52的實體/空隙之比限定在10%至70%之間；-以長寬尺寸比大于1形成。如圖7a至圖8b所示，即使是在傳統密封件不能正常工作而發生泄漏的高工作壓 力和很高和/或很低溫度的環境中，配備有根據本專利技術的密封件的閥門10也能夠無泄漏工 作，根據本專利技術的密封件能夠跟隨球30的不規則變形，保持各表面間的完好相互接觸。因此，現在很清楚，利用根據本專利技術的閥門能得到密封腔和軸向密封面，其尤其 適合于很高和/或很低溫度和/或高壓下應用，同時流體也可以是磨蝕性的，其也適用于 大直徑的閥門，這是因為帶有徑向內嵌凹槽的密封唇緣的特殊構造確保了唇緣自身在徑向 方向上和相對于環與球之間的接觸平面均發生彈性彎曲，使環發生彈性改變以適應球的 不規則變形，結果是使用壽命長，同時密封作用好，這在該業界中被稱為“氣密性(biAble tight)”。而且，可以在不必進行損壞各個部分的操作的情況下很容易地更換這種密封件， 所述密封件可以在不必同時更換密封件和球的同時進行更換，使得在所述密封件出現磨損 的情況下，對閥門的維護容易又迅速；此外，更換密封件不需要使用特殊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于具有球（３０）的球閥（１０）的金屬密封件（５０），所述密封件包括：環形主體（５１），所述環形主體在縱向方向（Ｘ－Ｘ）上的厚度大并且是剛性的；以及環形唇緣（５２），所述環形唇緣的前表面（５２ａ）用于與球（３０）的表面相互接觸，其特征在于，用于進行相互接觸的所述前表面（５２ａ）包括內嵌的徑向凹槽（５３）。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：V里卡爾迪，
申請(專利權)人：凱撒博內蒂股份公司，
類型：發明
國別省市：IT[]