[发明专利]球阀用装置

说明书

本发明涉及一种上述类型的阀，这种阀在阀壳中安排一个具有贯穿孔的阀体，而且在其中阀体可围绕一根与该孔垂直的转动轴线转动，借此能转动到该孔与阀壳的一个入口和一个出口连通的位置。在开启位置，入口、阀体孔和出口形成沿着一根共同阀轴线的完整阀孔。阀用转动阀体的方法关闭，致使孔的纵向轴线与阀轴线横切。于是阀体密封紧靠入口、出口或者入口和出口两者。

所述阀类的特点为，当阀完全开启时，孔的整个横截面敞开。这允许，例如，正在清理的清管器通过装有这种阀的管路。这种阀还能被做成在阀体内具有一个减小的孔。

所述阀类的不同实施例按照阀体形状以及在阀体和入口/出口之间的密封进行区分。

在所谓的球阀中使用一个球形阀体，它在分别位于阀壳的入口和出口处的环形密封面上密封地滑动。每个密封面处于一个平面之中，该密封平面与阀轴线形成一个直角，而且两个密封平面是平行的。接触压力由弹性力或者液力决定。

开头描述阀类的另一个实施例是从NO专利170239得知的，在其中每个密封平面与阀轴线形成一个斜角。在阀壳中，在每个密封面处安排一个在密封平面内的阀座。在阀体的两个相对侧面上装有在平面中的环形密封体，所述平面与一根垂直于转动轴线并且通常还垂直于转动体孔的轴线形成相同的斜角。一个密封体借助于阀体围绕其转动轴线转动而密封地压靠在一个阀座上。这个实施例有如下优点：在密封体和阀座之间的接触力由阀体的扭矩决定。另一个优点是：能在两个阀座，也就是说既在入口又在出口处获得密封，从而确保此阀关闭。而且，该阀在两个流动方向密封同样地好。

这种已知结构的一个特性是：在入口/出口处的正压力提供一个作用在阀体上的扭矩，并试图朝阀体开启方向转动它。该扭矩/开启扭矩和密封平面的斜度同时增加，还和压力同时增加。因此，对于打算用于高压的阀来说，密封平面对于阀轴线的最小角度尽可能大，也就是说尽可能接近直角是符合需要的。

这种已知结构的另一个特性是：在壳内的正压力在入口/出口处提供一个扭矩，它作用在阀体上，试图朝关闭方向转动它。该扭矩/开启扭矩和密封平面的斜度同时增加，还和压力同时增加。

如果配合密封面被定位在密封平面中，在密封体和阀座之间会出现不符需要的楔牢效果。这能通过增大阀平面的斜度，也就是说减少密封平面和阀轴线之间的角度来避免，但是如上所述，这就需要在阀体上作用一个较大扭矩以便获得密封。

另一种较好的解决办法是，形成阀座和密封体的环形配合密封面，以致于它们的对称轴线与密封平面构成直角。在NO170239中配合密封面被看作处在与阀体转动轴线垂直的一个平面截面中，因而阀轴线位于该平面截面之中。在该专利文件中，配合密封面被规定沿着一个围绕在离阀体转动轴线S一个距离处的中心N并具有半径R的圆M。因此如上所述，在密封面和密封平面之间有一个角度。如果转换为一个三维阀座和密封体，这意味着配合环形密封面形成一个具有半径(R)并且中心在N处的球面(M)的一部分。

已经弄清楚，根据NO170239制成的阀，除非使用中等压力就不能保持密封。由于压力增大，通常在到阀体转动轴线的距离为最大之处会产生泄漏。

本发明的目的在于：纠正从NO170239得知的此类阀的所述缺点，并制造出一种可用于中压和高压的阀。

这一目的通过在下面的说明书以及其后的权利要求所述的特征得以实现。

从NO170239得知的阀类的密封问题被认为与下述事实相联系：从阀体转动轴线到配合接触表面的距离由于密封平面的所述倾斜而改变。当阀体在一个专门扭矩作用下朝其关闭位置转动时，一个变化的扭矩臂导致一个沿着接触面的变化的接触力，以致于到阀体转动轴线的距离处于最大值的地方接触力最小。当在入口/出口处压力增大时，阀壳和阀体变形，于是在配合接触表面之间具有最小接触力的区域产生泄漏。

根据本发明，其根本特征在于，配合密封面具有不同的曲率。这是与从NO170239得知的阀相反的，在NO170239中规定两个密封面遵循相同的圆或者说球面。曲率差别能用下法达到：每个密封面形成一个不同半径球面的一部分；一个密封面形成一个圆锥面的一部分，而配合密封面形成一个球面的一部分、一个抛物面的一部分或者一个双曲面的一部分。这样做的一个效果是，当阀体受到一个扭矩时，配合密封面之间的接触沿着一条接触线而不是一个接触面起作用。如果扭矩加大，沿着接触线的表面压力剧烈升高。在接触力最大之处，也就是说到阀体轴线的距离最小的区域内，阀座和阀体内的材料变形，因而接触面增大。在此同时，这导致沿着接触线其他部分的较大接触力。