CN105065706B - 气囊密封型不锈钢半球阀 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半球阀技术领域，涉及气囊密封型不锈钢半球阀，阀体上通过螺栓固定有气囊压环，阀体与气囊压环之间形成有环形槽，环形槽内安装有由密封环和环形密封垫组成的气囊密封件，阀体相对侧壁的驱动轴上安装有半球体阀芯，半球体阀芯与阀体、气囊密封件、气囊压环之间有间隙配合，当阀芯开启与关闭时不发生磨擦，只有在气囊密封件内部充气膨胀与阀芯球面紧密结合时球阀才起密封作用，环形密封垫的下部与密封环的U型槽配合形成密闭的充气空腔，气囊压环的侧壁上设置有连通环形槽的进气通道，进气通道在环形槽的开口处密封连接有穿过环形密封垫伸至充气空腔内的通气导管，优点是：结构简单，密封好，适用于制药行业的进料、出料阀。
Description
技术领域
本发明属于球阀技术领域，特指一种气囊密封型不锈钢半球阀。
背景技术
不锈钢半球阀应用气囊密封装置在制药行业、食品行业完全符合耐真空、耐压力的密封性及“GMP”卫生级球阀的使用要求，其作用是：密封性能稳定、使用寿命长、维护方便，可根据产品的要求选用不同的密封材料，适用于各种密度的晶体、粉状颗粒及浆糊状的物料产品。
目前在制药行业应用于真空干燥机的进料、出料阀是”不锈钢偏心半球阀”(不锈钢是指材料，偏心半球是指阀门的结构)。如“浙江诚信医化设备有限公司”生产的“锥形螺带真空干燥机”,其所配套的出料阀是”不锈钢偏心半球阀”，偏心半球阀的密封结构：是利用半球阀旋转轴上的偏心距,半球阀旋转关闭的同时,在偏心轴距的作用下阀芯向上顶紧阀座上的密封面、从而达到阀门密封要求，偏心半球阀是为粉状、颗粒物料而设计的专用阀门,其优点是无积料、无死角、易清洗、这些优点适合制药行业的应用,其缺点是在开启与关闭时会产生阀芯球面与阀座密封面之间产生移位磨擦，磨擦会产生粉末颗粒，粉末颗粒会污染产品特别是医药类产品，不锈钢偏心半球阀在GMP卫生级产品上是不符合使用要求的。
CN 203963089 U公开了《一种圆顶阀》，它包括阀体、气囊压环、内环、弹性密封圈、半球体阀芯、托盘、密封环、上螺栓、侧螺栓、摇臂外壳、摇臂内轴、摇臂、转轴、转轴轴套、组合密封圈、端盖、气动执行器，气动执行器通电开始动作，弹性密封圈内的气从排气孔排出，气动执行器推动摇臂摆动，摆臂通过转轴使半球体阀芯开始转动并打开，在转动过程中，阀芯与密封圈之间不接触；在关闭的指令下，气动执行器开始反向动作，当半球体阀芯转至关闭状态时，气源对弹性密封圈供气，其不足之处在于：一是其密封装置由阀体1、气囊压环2、内环3、弹性密封圈4、半球体阀芯5、托盘6、密封环7、螺栓8组成，结构复杂；二是弹性密封圈4通过气囊压环2与内环3上预留的充气孔充气时，气体会从内环3的上表面及侧表面再经弹性密封圈4的侧表面及下表面泄流，导致密封效果差。
发明内容
本发明的目的是提供一种无磨擦，不产生粉末颗粒、密封效果好的气囊密封型不锈钢半球阀。
本发明的目的是这样实现的：
气囊密封型不锈钢半球阀，具有上下通道球形内腔的阀体上通过螺栓固定有气囊压环，阀体与气囊压环之间形成上部有扩口的环形槽，环形槽内安装有由密封环和环形密封垫组成的气囊密封件，过阀体中心位置在阀体相对侧壁的驱动轴上安装有半球体阀芯，半球体阀芯与阀体、气囊密封件、气囊压环之间有间隙配合，当阀芯开启与关闭时不发生磨擦，只有在气囊密封件内部充气膨胀与阀芯球面紧密结合时球阀才起密封作用，环形密封垫的下部与U型的密封环的U型槽配合在形成密闭的充气空腔，气囊压环的侧壁上设置有连通环形槽的进气通道，进气通道在环形槽的开口处密封连接有穿过环形密封垫伸至充气空腔内的通气导管。
上述密封环与阀芯球面形成密封面的底面上设置有两条以上的环形的三角形凸起形成环形的密封线。
上述环形密封垫的下部设置的唇边与密封环的U型槽的内壁配合，密封环的U型槽下部与环形密封垫之间在充气压力下形成密闭的充气空腔。
上述阀体上表面的内侧设置有下凹的台阶，气囊压环下表面的内侧设置有卡接在台阶上的凸环，凸环的外侧设置有形成上部有扩口的环形槽的凹槽、内侧设置有安装密封圈的环形槽。
上述的通气导管通过螺接或焊接在气囊压环上并与进气通道连通。
上述的密封环、环形密封垫、密封圈是用三元乙丙橡胶或氟橡胶或全氟橡胶材料制成的。
上述的密封环的两侧壁中心线过阀芯球面的圆心，密封环的下部密封面充气后与阀芯球面重合，密封环一侧设置的外翻边与阀体上平面相重合、另一侧设置的外翻边与气囊压环内槽壁相重合。
由补气罐配合气动装置控制所述的驱动轴的90度回转以打开或关闭半球阀并顺序控制对气囊的充气或放气。
上述补气罐配合气动装置的具体结构是：手动或电磁控制的三位四通阀的进气口通过导管与补气罐连通，三位四通阀的A接口的一路依次连通单向调速阀、气控单向阀后与气动执行器的一个接口连通，三位四通阀的A接口的另一路连通二位五通延时阀后与气囊的充气空腔连通，三位四通阀的B接口依次连通单向调速阀、气控单向阀后与气动执行器的另一个接口连通。
上述补气罐上连通的导管上连通有单向阀门及压力表。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1、本发明的气囊密封结构简单，密封性能稳定，使用寿命长。
2、本发明根据产品特性，可选用不同的密封材料。
3、本发明的维护方便，用户可自行维修、无需专业人员(例如更换密封件)。
4、本发明适用于制药或食品行业的进料、出料阀。
附图说明
图1是本发明过驱动轴轴线的剖视图。
图2是本发明半球体阀芯关闭、密封环充压与半球体阀芯密封时且垂直于驱动轴轴线过阀体中心的剖视图。
图3是本发明半球体阀芯关闭、密封环泄压与半球体阀芯解除密封时且垂直于驱动轴轴线过阀体中心的剖视图。
图4是本发明半球体阀芯打开时且垂直于驱动轴轴线过阀体中心的剖视图。
图5是图1结构在气囊处于排气后的A部放大示意图，排气后的密封环与半球体阀芯具有一定的间隙h。
图6是图1结构的A部放大示意图(气囊处于充气状态)。
图7是图1结构拆去密封环和环形密封垫后的A部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—图7：
气囊密封型不锈钢半球阀，具有上下通道球形内腔的阀体03上通过螺栓固定有气囊压环02，阀体03上与气囊压环02之间形成上部有扩口的环形槽22，环形槽22内安装有由密封环04和环形密封垫05组成的气囊密封件，过阀体03中心位置在阀体03相对侧壁的驱动轴09上安装有半球体阀芯01，半球体阀芯01与阀体03、气囊密封件(中的密封环04)、气囊压环02之间有间隙配合，当阀芯01开启与关闭时不发生磨擦，只有在气囊密封件内部充气膨胀与阀芯球面紧密结合时球阀才起密封作用，环形密封垫05的下部与U型的密封环04的U型槽配合形成密闭的充气空腔08，气囊压环02的侧壁上设置有连通环形槽22的进气通道07，进气通道07在环形槽22的开口处密封连接有穿过环形密封垫05伸至充气空腔08内的通气导管06；该通气导管06能够可靠地将气体引入气囊的充气空腔08内，气囊的充气空腔08内充入气压后将充气空腔08的四壁向外挤压，使得环形密封垫05和密封环04压紧在阀体03和气囊压环02的环形槽22的槽壁上，气体不会从环形密封垫05和密封环04与阀体03和气囊压环02之间的结合处泄压，同时，气囊外侧的密封环04向外推出并与半球体阀芯01紧密接触实现阀体03与半球体阀芯01之间的密封，进而密封良好地关闭气囊密封型不锈钢半球阀。
上述密封环04与阀芯球面形成密封面的底面上设置有两条以上的环形的三角形凸起28形成环形的密封线。
上述环形密封垫05的下部设置的唇边051与密封环04的U型槽的内壁配合，密封环04的U型槽下部与环形密封垫05之间形成密闭的充气空腔08。
上述阀体03上表面的内侧设置有下凹的台阶25，气囊压环02下表面的内侧设置有卡接在台阶25上的凸环26，凸环26的外侧设置有形成上部有扩口的环形槽22的凹槽、内侧设置有安装密封圈20的环形槽29，阀体03上表面的内侧设置的下凹的台阶25可对气囊压环02或气囊压环02上的凸环26良好的定位。
上述的通气导管06通过螺接或焊接在气囊压环02上并与进气通道07连通。
上述的密封环04、环形密封垫05、密封圈20是用三元乙丙橡胶或氟橡胶或全氟橡胶材料制成的。
上述的密封环04的两侧壁23中心线过阀芯球面的圆心，密封环04的下部密封面充气后与阀芯球面重合，密封环04一侧设置的外翻边27与阀体03上平面30相重合、另一侧设置的外翻边与气囊压环内槽壁24相重合，由于该外翻边27的存在，对气囊的充气空腔08充气后，环形密封垫05将密封环04的外翻边27分别压制在阀体02和气囊压环02的扩口部24上。
由补气罐14配合气动装置控制所述的驱动轴09的90度回转以打开或关闭半球阀并顺序控制对气囊的充气或放气，所述的补气罐14和气动装置设置在气控箱12内。
上述补气罐14配合气动装置12的具体结构是：手动或电磁控制的三位四通阀16的进气口通过导管与补气罐14连通，三位四通阀的A接口30的一路依次连通单向调速阀17、气控单向阀18后与气动执行器10的一个接口连通，三位四通阀16的A接口30的另一路连通二位五通延时阀13后与气囊的充气空腔08连通，三位四通阀16的B接口31依次连通单向调速阀17、气控单向阀18后与气动执行器10的另一个接口连通。
所述的气动装置也可以是CN 203404408U公开的《一种具有密封防错结构的半球阀装置》中气动元件与导管等所组成的气动装置。
上述补气罐14上连通的导管上连通有单向阀门15及压力表。
本发明的使用如下：
1、不锈钢半球阀关闭(参见图2)：手动或电磁控制三位四通阀16动作至关闭半球体阀芯01的位置，补气罐14内的气体依次经过三位四通阀16的A接口30的一路依次通过单向调速阀17、气控单向阀18后与气动执行器10的一个接口连通并进气，同时，该气体控制另一单向调速阀17打开，使得气动执行器10的另一个接口通过三位四通阀16的B接口31排气，气动执行器10动作带动两个半轴09固连的半球体阀芯01转动90度至关闭位置后，三位四通阀16的A接口30的另一路气体经过二位五通延时阀13的延时后进入气囊的充气空腔08充气，将气囊外侧的密封环04向外推出并与半球体阀芯01紧密接触实现阀体03与半球体阀芯01之间的密封，进而密封良好地关闭气囊密封型不锈钢半球阀。
2、不锈钢半球阀关闭且解除密封环04的密封(参见图3)：手动或电磁控制三位四通阀16动作至中立位置，切断补气罐14内的气体与三位五通阀16的A接口30的一路的连通，三位四通阀16的A接口30、B接口31均处于排气(或泄压状态)，两个单向调速阀17同时关闭，二位五通延时阀13在弹簧的作用下使得进入气囊的充气空腔08内的气体排气(或泄压状态)，解除密封环04的密封。
3、不锈钢半球阀打开：在解除密封环04的密封后，手动或电磁控制三位四通阀16动作至打开半球体阀芯01的位置，补气罐14内的气体依次经过三位四通阀16的B接口31、单向调速阀17、气控单向阀18后与气动执行器10的另一个接口连通并进气，同时，该气体控制另一单向调速阀17打开，使得气动执行器10的一个接口经过三位四通阀16的A接口排气，气动执行器10动作带动两个半轴09固连的半球体阀芯01反转90度至打开位置，此时，位于排气状态的三位四通阀16的A接口30的另一路与二位五通延时阀13连通排气，使得气囊的充气空腔08内一直处于泄压状态。
4、不锈钢半球阀打开至任意位置：在上述不锈钢半球阀打开的过程中，通过手动或电磁控制三位四通阀16动作至中立位置，则迅速切断补气罐14内的气体与三位五通阀16的A接口30的一路的连通，三位四通阀16的A接口30、B接口31均处于排气(或泄压状态)，两个单向调速阀17同时关闭，气动执行器10内的气体被截停，半球体阀芯01不再转动，不锈钢半球阀打开在三位四通阀16动作至中立位置时的位置。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.气囊密封型不锈钢半球阀，其特征在于：具有上下通道球形内腔的阀体上通过螺栓固定有气囊压环，阀体与气囊压环之间形成上部有扩口的环形槽，环形槽内安装有由密封环和环形密封垫组成的气囊密封件，过阀体中心位置在阀体相对侧壁的驱动轴上安装有半球体阀芯，半球体阀芯与阀体、气囊密封件、气囊压环之间有间隙配合，当阀芯开启与关闭时不发生磨擦，只有在气囊密封件内部充气膨胀与阀芯球面紧密结合时球阀才起密封作用，环形密封垫的下部与U型的密封环的U型槽配合形成密闭的充气空腔，气囊压环的侧壁上设置有连通环形槽的进气通道，进气通道在环形槽的开口处密封连接有穿过环形密封垫伸至充气空腔内的通气导管；
所述的密封环、环形密封垫是用三元乙丙橡胶或氟橡胶材料制成的；
所述密封环一侧设置的外翻边与阀体上平面相重合、另一侧设置的外翻边与气囊压环内槽壁相重合。
2.根据权利要求1所述的气囊密封型不锈钢半球阀，其特征在于：所述密封环与阀芯球面形成密封面的底面上设置有两条以上的环形的三角形凸起形成环形的密封线。
3.根据权利要求1所述的气囊密封型不锈钢半球阀，其特征在于：所述环形密封垫的下部设置的唇边与密封环的U型槽的内壁配合，密封环的U型槽下部与环形密封垫之间形成密闭的充气空腔。
4.根据权利要求1所述的气囊密封型不锈钢半球阀，其特征在于：所述阀体上表面的内侧设置有下凹的台阶，气囊压环下表面的内侧设置有卡接在台阶上的凸环，凸环的外侧设置有形成上部有扩口的环形槽的凹槽、内侧设置有安装密封圈的环形槽。
5.根据权利要求1所述的气囊密封型不锈钢半球阀，其特征在于：所述的通气导管通过螺接或焊接在气囊压环上并与进气通道连通。
6.根据权利要求1所述的气囊密封型不锈钢半球阀，其特征在于：所述的密封环的两侧壁中心线过阀芯球面的圆心，密封环的下部密封面充气后与阀芯球面重合。
7.根据权利要求1—6任一项所述的气囊密封型不锈钢半球阀，其特征在于：由补气罐配合气动装置控制所述的驱动轴的90度回转以打开或关闭半球阀并顺序控制对气囊的充气或放气。
8.根据权利要求7所述的气囊密封型不锈钢半球阀，其特征在于：所述补气罐配合气动装置的具体结构是：手动或电磁控制的三位四通阀的进气口通过导管与补气罐连通，三位四通阀的A接口的一路依次连通单向调速阀、气控单向阀后与气动执行器的一个接口连通，三位四通阀的A接口的另一路连通二位五通延时阀后与气囊的充气空腔连通，三位四通阀的B接口依次连通单向调速阀、气控单向阀后与气动执行器的另一个接口连通。
9.根据权利要求8所述的气囊密封型不锈钢半球阀，其特征在于：所述补气罐上连通的导管上连通有单向阀门及压力表。
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