專利名稱：閥門用隔離密封傳動(dòng)啟、閉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種與閥門配套，用于開啟及關(guān)閉閥門的裝置。特別是一種采用隔離密封傳動(dòng)的啟、閉閥門的裝置。尤其適合諸如核工業(yè)部門及絕對(duì)不允許有害介質(zhì)外泄等的輸送管路中使用。
背景技術(shù)：
常規(guī)閥門由于其結(jié)構(gòu)原因，很難處理好動(dòng)密封問題，不可避免地會(huì)有輸送介質(zhì)外泄、造成浪費(fèi)甚致污染環(huán)境。對(duì)于一些有毒、有害的物質(zhì)的輸送，諸如核工業(yè)用的閥門等由于絕對(duì)不允許外泄，通常采用波紋管對(duì)閥桿部分進(jìn)行動(dòng)密封。采用波紋管密封雖然可有效防止介質(zhì)外泄，但由于密封用波紋管本身存在結(jié)構(gòu)及制造工藝復(fù)雜、裝置體積大、閘閥的啟閉行程長且不能進(jìn)行動(dòng)力傳遞，體積較同規(guī)格閥門大許多，制造難度大，使用中承受壓力低、受溫度變化影響大；此外，由于波紋管直接與輸送液體接觸，又易被腐蝕，特別是波紋管密封不能用于諸如蝶閥、球閥等旋轉(zhuǎn)啟閉的閥門上，應(yīng)用范圍受到極大限制。針對(duì)上述缺陷申請(qǐng)人在公告號(hào)為CN2725674的專利文獻(xiàn)中公開了一種發(fā)明名稱為《一種采用隔離密封傳動(dòng)的閥門啟閉裝置》該裝置包括殼體，帶對(duì)稱壓力軸承組的諧波傳動(dòng)裝置，由帶內(nèi)齒的柔性齒輪和上螺桿密封罩組成的隔離密封傳動(dòng)組件及設(shè)于其內(nèi)的下部為閥桿的螺桿、帶一對(duì)偏心齒輪的螺母套，壓蓋，手輪，底座以及密封環(huán)。該裝置雖然具有體積小，可有效防止被輸送介質(zhì)外泄，耐壓強(qiáng)度高、受溫度變化影響小、運(yùn)行安全并可適合與多類手動(dòng)、電動(dòng)高、中、低壓閥門配套使用，實(shí)現(xiàn)無泄漏調(diào)節(jié)控制等特點(diǎn)。但由于諧波傳動(dòng)裝置中的壓力軸承為鋼性軸承，螺母套所設(shè)上、下偏心輪為齒輪，因此在柔性殼體內(nèi)必須設(shè)置柔性內(nèi)齒與上、下偏心輪上的輪齒嚙合才能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，而柔性內(nèi)齒加工困難，對(duì)位精度要求極高，工作時(shí)易發(fā)生頂齒現(xiàn)象；此外，其柔性殼體的內(nèi)腔容積不能調(diào)節(jié)，密封傳動(dòng)組件內(nèi)腔在螺桿上、下移過程中心其容積將產(chǎn)生變化，溫度的變化亦將引起腔內(nèi)的氣體或填充液體積變化，這些變化將造成內(nèi)、外腔壓力失衡，形成壓力差，對(duì)螺桿行成負(fù)壓，同時(shí)亦可能將腐蝕性的氣、液吸入螺母套內(nèi)，腐蝕螺桿等。因而存在內(nèi)齒精度要求高、加工難度大、安裝調(diào)節(jié)困難、運(yùn)行中平穩(wěn)性差，易產(chǎn)生頂齒現(xiàn)象，以及柔性殼體內(nèi)腔壓力調(diào)節(jié)功能差，輸送介質(zhì)易進(jìn)入螺母套內(nèi)腐蝕螺桿等弊病。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)背景技術(shù)存在的弊病，改進(jìn)設(shè)計(jì)一種閥門用隔離密封傳動(dòng)啟、閉裝置，以達(dá)到簡化柔性傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝，自動(dòng)調(diào)節(jié)柔性殼體內(nèi)腔的壓力，確保內(nèi)、外腔壓力平衡；以及安裝調(diào)節(jié)方便，工作運(yùn)行平穩(wěn)，延長使用壽命等目的。
本發(fā)明的解決方案是在背景技術(shù)基礎(chǔ)上將對(duì)稱壓力軸承組由鋼性軸承組改為柔性軸承，將螺母套外柱面上所設(shè)一對(duì)偏心齒輪亦改為鋼性軸承或柔性軸承，同時(shí)取消設(shè)于柔性殼體內(nèi)與上述兩偏心齒輪配合的環(huán)狀柔性內(nèi)齒；在底座與軸套下部之間增設(shè)一帶活塞的環(huán)狀壓力平衡腔，以平衡工作時(shí)內(nèi)、外腔的壓力；本發(fā)明即以此實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。因此，本發(fā)明包括殼體、帶壓力軸承的諧波傳動(dòng)裝置，隔離密封組件及設(shè)于其內(nèi)的螺桿，螺母、螺桿套總成，手輪，壓蓋、底座，密封環(huán)；關(guān)鍵在于諧波傳動(dòng)裝置中的壓力軸承為環(huán)狀設(shè)置的柔性壓力軸承，隔離密封組件包括上螺桿密封罩及柔性殼體，其內(nèi)對(duì)應(yīng)于柔性壓力軸承的螺母套外柱面為一對(duì)上、下疊合且左右180°錯(cuò)位設(shè)置并分別帶鋼性軸承的偏心圓柱面或帶柔性軸承的橢圓柱面；諧波傳動(dòng)裝置中的柔性壓力軸承通過柔性殼體與螺母套上的一對(duì)錯(cuò)位設(shè)置的鋼性軸承分別半包覆式或與其上的柔性軸承全包覆式壓力接觸聯(lián)接，以傳遞補(bǔ)動(dòng)力。
為了很好地平衡柔性殼體內(nèi)、外腔工作時(shí)的壓力并防止腐蝕性輸送介質(zhì)沿螺桿下部進(jìn)入內(nèi)腔，在螺桿套與底座之間設(shè)一帶活塞的環(huán)形壓力平衡腔，同時(shí)在螺桿套對(duì)應(yīng)于上部壓力平衡腔處開設(shè)連通孔，并在其下部螺桿套與螺桿之間設(shè)置密封環(huán)、在閥蓋頂部設(shè)置一組連通孔。為了降低加工難度及提高螺母套的工作性能，將整體式螺母、螺桿套總成改為組合式、且采用銅質(zhì)螺母套，螺母套與螺桿套之間通過柱銷聯(lián)接成一體。而所述對(duì)應(yīng)于柔性壓力軸承的螺母套外柱面，當(dāng)為一對(duì)錯(cuò)位設(shè)置的偏心圓柱面時(shí)，其偏心量均為0.9～2mm；當(dāng)為橢圓柱面時(shí)，兩焦點(diǎn)之間的距離則為1.8～5mm。為了便于控制和觀察閥芯的開啟量，在殼體上還設(shè)有一閥門開度指示盤，該指示盤上的指針軸通過齒輪副、齒輪軸及其上的蝸輪與設(shè)于諧波傳動(dòng)裝置殼體上的蝸桿嚙合、并使指針隨其轉(zhuǎn)動(dòng)而同步動(dòng)作。為了防止上螺桿密封罩受外力影響變形、損壞，在密封罩外還設(shè)有一護(hù)套。
本發(fā)明由于將背景技術(shù)中諧波傳動(dòng)裝置內(nèi)對(duì)稱設(shè)置的鋼性壓力軸承組、改為環(huán)形設(shè)置的柔性軸承，并將螺母套上與之對(duì)應(yīng)的一對(duì)偏心齒輪、改設(shè)成一對(duì)偏心設(shè)置的鋼性軸承或同心設(shè)置的橢圓形柔性軸承，同時(shí)取消柔性殼體上相應(yīng)的內(nèi)齒。壓力柔性軸片通過柔性殼體半包覆或全包覆軸承傳動(dòng)、其傳動(dòng)比為1；因而克服了柔性內(nèi)齒加工難度大、安裝調(diào)節(jié)困難、運(yùn)行的平穩(wěn)性差，易頂齒等缺陷。壓力平衡腔的設(shè)置又可自動(dòng)調(diào)節(jié)密封傳動(dòng)組件內(nèi)、外腔的壓力，防止腐蝕介質(zhì)進(jìn)入內(nèi)腔；閥門開度指示盤(機(jī)構(gòu))的設(shè)置，又便于觀察和有效調(diào)控閥門的開啟量。因而具有柔性隔離傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)工藝簡單，安裝、調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，柔性殼體內(nèi)、外腔壓力自動(dòng)平衡性好，有害介質(zhì)不易進(jìn)入內(nèi)腔；閥門開度調(diào)節(jié)控制準(zhǔn)確、方便，使用壽命較長等特點(diǎn)。


圖1.為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施例1.示意圖)；圖2.為A-A視圖；圖3.為B-B視圖；圖4.實(shí)施例2.當(dāng)柔性殼體內(nèi)、外均采用柔性軸承時(shí)、其螺母套，內(nèi)、外柔性軸承、柔性殼體結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系示意圖；圖5.為C-C視圖。
圖中1、殼體，2、諧波傳動(dòng)裝置，2-1、蝸桿(Z1)，2-2、壓力柔性軸承，3-1、柔性殼體，3-2、上螺桿密封罩，3-3、上環(huán)套，3-4、下環(huán)套，3-5及5、6、9～3、12-2、14-2密封環(huán)，7、護(hù)套，8、手輪，9、指示盤，9-1、指針，9-2、指針軸，9-4、齒輪軸，9-5、蝸輪(Z2)，9-6及9-7齒輪(Z1及Z2)，10、螺母套，10-1、上偏心軸承，10-2、下偏心軸承，10-3、柔性軸承，11、柱銷，12、螺桿套，12-1、連通孔，13、底座，14、壓力平衡腔，14-1、活塞，14-2、活塞環(huán)，15、螺栓，16、閥蓋，16-1、連通孔，17、螺桿。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本實(shí)施例以與DN200、工作壓力2.5MPa的閘閥配套用啟、閉裝置為例螺母套10材質(zhì)為ZCuAl9Mn2，長160mm，主體外徑φ52mm，內(nèi)螺紋為Tr32X6LH-7H，與上、下偏心軸承10-1、10-2配合的圓柱面直徑均為φ60mm，偏心量各為1.57mm，高均為13.2mm，下部與螺桿套12配合部長62.0mm，其上對(duì)稱開設(shè)2個(gè)φ10mm柱銷孔；軸承10-1、10-2型號(hào)均為61912；螺桿套12總長189mm，上部外徑φ70mm，長102mm，下部內(nèi)徑φ34mm與底座13、壓力平衡腔14配合處外徑φ50mm，長67mm，套體固定盤直徑φ131mm；螺桿17螺紋部分長265mm、下部光桿長250mm、直徑φ34mm。底座13高70mm、外徑φ225mm，上、下凹槽直徑分別為φ150mm及φ126mm、槽深分別為13mm及47mm，下部凹槽外徑150mm；活塞14-1內(nèi)、外徑分別為φ50mm及φ126mm、軸向厚22mm，內(nèi)、外密封槽的外、內(nèi)徑分別為φ59mm及117mm、軸向高均為7mm。柔性殼體3-1總高216mm，中部與柔性軸承2-2等配合處內(nèi)徑φ87mm、高40mm，其上部筒體錐度2.5°、下部筒體錐度5.0°、壁厚1.5mm、材質(zhì)為40CrNiMoA，下環(huán)套3-4軸向高27mm，外徑150mm，與螺母套固定盤配合處內(nèi)徑φ131mm，與柔性殼體3-1下口部聯(lián)接處直徑φ106.5mm；密封罩3-2，總高270mm、內(nèi)徑φ34mm、壁厚4mm，環(huán)套3-3高48mm、與柔性殼體3-1配合處外徑φ81mm，柔性殼體3-1與上、下環(huán)套3-3、3-4通過等離子密封焊結(jié)成一體。諧波傳動(dòng)裝置2高221mm，上部內(nèi)、外徑分別為φ42mm及φ70mm；下部內(nèi)、外徑分別為φ110mm及φ140mm，其上的蝸桿2-1(Z1)頭數(shù)、軸面模數(shù)及齒頂高系數(shù)均為1，齒形角20°、螺旋軸向高16mm、升角0.414°、右旋，頂圓直徑φ134.2mm，內(nèi)腔下部與壓力柔性軸承2-2配合處的環(huán)槽為橢圓形環(huán)槽、軸向高18.2mm、短軸半徑R59mm，兩焦點(diǎn)距離3.14mm，壓力柔性軸承2-2型號(hào)為3E818KAT2。殼體1、高240mm，與下環(huán)套3-4及底座13配合處內(nèi)、外徑分別為φ150mm及φ225mm，上部與諧波傳動(dòng)裝置2及壓蓋4配合處的內(nèi)、外徑分別為φ140mm及φ185mm，主體壁厚8mm，其上齒輪軸9-4安裝孔直徑φ16mm、深124mm；指示盤9直徑φ100mm、齒輪9-7(Z4)齒頂圓直徑φ72mm，齒輪軸9-4直徑φ8mm、長130mm；其上蝸輪9-5(Z2)法面模數(shù)及齒頂高系數(shù)均為1、齒數(shù)12齒、齒型角20°、螺旋角0.434°、右旋，齒輪9-6(Z3)模數(shù)及齒頂高系數(shù)亦均為1，齒型角20°、共12齒。護(hù)套7高138mm，內(nèi)徑φ46mm、下端通過M60×1.5內(nèi)螺紋與諧波發(fā)生裝置2的上端緊固聯(lián)接；手輪8外徑φ400mm、中心孔φ62mm，通過平鍵與諧波傳動(dòng)裝置2聯(lián)接并通過護(hù)套7軸向固定。本實(shí)旋例所有密封圈均采用O型丁睛橡膠密封圈。
本實(shí)施例通過緊固螺栓15將殼體1、底座13及閥蓋16、緊固成一體、閥蓋上對(duì)稱設(shè)4個(gè)φ5mm的連通孔16-1；螺桿底端與閥芯聯(lián)接。當(dāng)手輪8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)諧波傳動(dòng)裝置2及其上的壓力柔性軸承2-2轉(zhuǎn)動(dòng)，并隔著柔性殼體3-1帶動(dòng)偏心軸承10-1、10-2及螺母套同步轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過螺桿17帶動(dòng)閥芯開啟或關(guān)閉。
實(shí)施例2本實(shí)施例以螺母套10外柱面采用柔性軸承為例，其橢圓形外柱面短軸半徑R34mm，兩焦點(diǎn)距離亦為3.14mm、軸向高29mm；為了確保力矩傳遞、本實(shí)施例采用一對(duì)每個(gè)軸承額定力距為250N·m的型號(hào)為3E814KAT2型柔性軸承。其余均與實(shí)施例1.相同。
權(quán)利要求
1.一種閥門用隔離密封傳動(dòng)啟、閉裝置，包括殼體，帶壓力軸承的諧波傳動(dòng)裝置，隔離密封組件及設(shè)于其內(nèi)的螺桿，螺母、螺桿套總成，手輪，壓蓋，底座，密封環(huán)；其特征在于諧波傳動(dòng)裝置中的壓力軸承為環(huán)狀設(shè)置的柔性軸承，隔離密封組件包括上螺桿密封罩及柔性殼體，其內(nèi)對(duì)應(yīng)于柔性壓力軸承的螺母套外柱面為一對(duì)上、下疊合且左右180°錯(cuò)位設(shè)置的分別帶鋼性軸承的偏心圓柱面或帶柔性軸承的橢圓柱面；諧波傳動(dòng)裝置中的柔性壓力軸承通過柔性殼體與螺母套上的一對(duì)錯(cuò)位設(shè)置的鋼性軸承分別半包覆式或與其上的柔性軸承全包覆式壓力接觸聯(lián)接，以傳遞動(dòng)力。
2.按權(quán)利要求1.所述閥門用隔離密封傳動(dòng)啟、閉裝置；其特征在于在螺桿套與底座之間設(shè)有一帶活塞的環(huán)形壓力平衡腔，同時(shí)在螺桿套對(duì)應(yīng)于上部平衡腔處開設(shè)一組連通孔并在其下部螺桿套與螺桿之間設(shè)置密封環(huán)，在閥蓋頂部正對(duì)腔體部位開設(shè)一組通孔。
3.按權(quán)利要求1.所述閥門用隔離密封傳動(dòng)啟、閉裝置；其特征在于螺母、螺桿套總成為組合式且、采用銅質(zhì)螺母套，螺母套與螺桿套之間通過柱銷聯(lián)接成一體。
4.按權(quán)利要求1.所述閥門用隔離密封傳動(dòng)啟、閉裝置；其特征在于所述螺母套外柱面，當(dāng)為一對(duì)錯(cuò)位設(shè)置的偏心圓柱面時(shí)，其偏心量為0.9～2mm；當(dāng)為橢圓柱面時(shí)，兩焦點(diǎn)之間的距離則為1.8～5mm。
5.按權(quán)利要求1.所述閥門用隔離密封傳動(dòng)啟、閉裝置；其特征在于在殼體上還設(shè)有一閥門開度指示盤，該指示盤上的指針通過齒輪副、齒輪軸及其上的蝸輪與設(shè)于諧波傳動(dòng)裝置殼體上的蝸桿嚙合，并使指針隨其轉(zhuǎn)動(dòng)而同步動(dòng)作。
6.按權(quán)利要求1.所述閥門用隔離密封傳動(dòng)啟、閉裝置；其特征在于在上螺桿密封罩外還設(shè)有一護(hù)套。
全文摘要
該發(fā)明屬于與閥門配套用隔離密封啟、閉裝置，包括設(shè)有開度指示盤的殼體，帶柔性壓力軸承的諧波傳動(dòng)裝置，包括螺桿密封罩及柔性殼體的隔離密封組件，螺桿及帶一對(duì)偏心鋼性軸承或柔性軸承的螺母套，螺桿套、底座及壓力平衡腔，設(shè)有連通孔的閥蓋，壓蓋，護(hù)套，密封件及手輪。本發(fā)明具有柔性隔離傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)工藝簡單，安裝、調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，柔性殼體內(nèi)、外腔壓力自動(dòng)平衡性好，有害介質(zhì)不易進(jìn)入內(nèi)腔；閥門開度調(diào)節(jié)控制準(zhǔn)確方便，使用壽命較長等特點(diǎn)?？朔吮尘凹夹g(shù)采用柔性內(nèi)齒精度要求高、加工難度大，安裝調(diào)節(jié)困難，運(yùn)行易發(fā)生頂齒、平穩(wěn)性差，柔性殼體內(nèi)外腔壓力調(diào)節(jié)功能差，腐蝕性介質(zhì)易進(jìn)入內(nèi)腔等弊病。
文檔編號(hào)F16K41/00GK101050827SQ200610020649
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2006年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日
發(fā)明者林德寬 申請(qǐng)人:林德寬