專利名稱：高壓偏心旋轉閥止推軸承結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業(yè)過程控制閥，具體說涉及一種適用于大口徑的高壓偏心旋轉閥中的止推軸承結構。
背景技術：
在上世紀七十年代初期，美國發(fā)明了偏心旋轉調節(jié)閥，國外又稱凸輪撓曲閥，它有結構簡單、重量輕、體積小，流道通暢，流通能力較大、耐壓差能力強等等優(yōu)點，因此很快風靡全世界，至今還是全球調節(jié)閥的主流產品。我國分別從日本、美國引進了這種產品技術，因此從上世紀九十年代起，偏心旋轉調節(jié)閥一直是主流產品。不過我國引進的偏心旋轉閥產品最高壓力等級為ANSI ClaSS600，相當我國的PNlOMPa ；即使是原發(fā)明的美國 Masoneilan公司目前該產品的最高壓力等級還是ClaSS600 ；引進產品的公稱通徑最大為 DN300。改革開放三十多年來，石油化工企業(yè)的單體工程越來越大、各種管道口徑不斷增大；輸氣輸油管道不斷發(fā)展，水利工程的規(guī)模日益擴大，大口徑控制閥的需求量不斷增加。 傳統(tǒng)用的單座閥、套筒閥、三通閥等直行程控制閥、0形球閥等閥門，口徑DN200以上的產品已很笨重，安裝時困難重重，而偏心旋轉閥相對來說尺寸小、重量輕，耐壓差能力強，因此逐漸顯示其優(yōu)勢。申請人的DN350、DN400等大口徑偏心旋轉閥、ANSI Class900(相當于 PN15MPa)的高壓偏心閥系列產品相繼被成功開發(fā)，登上了此類產品的制高點。而且經多年來現(xiàn)場使用證明，高壓、大口徑偏心旋轉閥性能優(yōu)異。但是在開發(fā)過程中也發(fā)現(xiàn)，當口徑增大、壓力等級提高后，會產生很多新的技術問題。其中之一是閥桿的軸向推力。在中、低壓力產品中，因閥桿較細，壓力不高，壓力作用在閥桿端面的推力不會很大，一般用一個軸用擋圈能擋住。但同樣口徑下，壓力等級提升，閥桿直徑增粗，軸向推力大大增加，再用擋圈就會出問題，閥桿可能擠壞擋圈后向外竄動，嚴重時扭壞曲臂和執(zhí)行機構，影響偏心旋轉閥的正常使用，甚至有安全隱患。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，通過該軸承結構將上述軸向推力頂住，以克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷。本實用新型采用以下技術方案—種高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，包括閥體，和貫穿于閥體內且可旋轉的閥桿， 所述閥桿底部、在靠近閥桿軸端的位置開有一圈凹槽，所述凹槽內嵌有卡環(huán)，所述閥桿上還套有卡套和墊片，所述卡套包括第一、第二端面，所述墊片包括第一、第二端面，所述卡套第一端面與卡環(huán)摩擦連接，卡套第二端面與所述墊片第一端面滑動連接，墊片第二端面與閥體摩擦連接。進一步地，所述卡環(huán)為一對半環(huán)結構。進一步地，所述卡套第二端面與墊片第一端面間的接觸面積均大于卡套第一端面
3與卡環(huán)間的接觸面積，以及墊片第二端面與閥體間的接觸面積。進一步地，所述卡套包括卡套本體和卡套本體外緣延伸出的突出部，所述卡套第一端面設于卡套本體上，突出部上包括第一側面，所述第一側面與卡環(huán)的圓周面相對。進一步地，所述閥桿與閥體之間還設有導套，所述導套套在閥桿上。進一步地，所述高壓偏心旋轉閥還包括端蓋，所述閥體底部設有通孔，所述端蓋將通孔密封。優(yōu)選地，所述卡環(huán)材質為不銹鋼。優(yōu)選地，所述卡套第二端面表面為硬質合金，所述墊片第一端面表面為硬質合金。本實用新型涉及的高壓偏心旋轉閥止推軸承結構可擋住閥桿的軸向推力，由卡環(huán)將推力傳遞到卡套上，再由卡套將推力轉移到閥體上，這個推力最后轉到閥體上，閥桿就不會發(fā)生竄動，保證了閥門的安全運行。

圖1為本實用新型中高壓偏心旋轉閥的結構示意圖。圖2為圖1中A圈的放大示意圖。圖3為本實用新型涉及的高壓偏心旋轉閥的止推軸承結構中卡環(huán)的結構示意圖。圖4為本實用新型涉及的高壓偏心旋轉閥的止推軸承結構中卡套的結構示意圖。圖5為本實用新型涉及的高壓偏心旋轉閥的止推軸承結構中墊片的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，為本實用新型涉及的高壓偏心旋轉閥，該偏心旋轉閥包括氣動執(zhí)行機構 1，所述氣動執(zhí)行機構1通過連接機架2與閥體3相連，閥體3內設有閥座(圖中未示出)， 閥桿4和閥芯5，閥桿4貫穿在閥體3內并通過花鍵與閥芯相連，在氣動執(zhí)行機構1的推動下閥桿4帶動閥芯轉動作50°旋轉運動。在閥桿4底部設有止推軸承6。具體說是這樣， 閥桿4底部為階梯軸，在階梯軸上、靠近閥桿4軸端的位置開有一圈凹槽，見圖2，所述凹槽內嵌有卡環(huán)11，見圖3，所述卡環(huán)11為一對半環(huán)結構。所述階梯軸上還套有卡套10和墊片 9，所述卡套10包括第一、第二端面103、104，所述墊片9包括第一、第二端面91、92，參見圖 4、圖5，所述卡套第一端面103與卡環(huán)11摩擦連接，卡套第二端面104與所述墊片第一端面 91滑動連接。所述閥桿4與閥體3之間還設有導套8，所述導套8套在閥桿4上，該導套8 耐高溫耐磨損，并且與閥桿4為動配合，在導套8與閥桿4之間設有耐磨損密封件7，所述墊片9設于導套8下方，并且墊片第二端面92與閥體3摩擦連接。進一步地，所述卡套第二端面104與墊片第一端面91間的接觸面積要均大于卡套第一端面103與卡環(huán)11間的接觸面積，以及墊片第二端面92與閥體3間的接觸面積。這樣卡環(huán)11、卡套10隨閥桿4轉動，而卡套10與墊片9之間作相對運動。參見圖4，所述卡套10包括卡套本體101和卡套本體101外緣延伸出的突出部 102，所述卡套第一端面103設于卡套本體101上，突出部102上包括第一側面105，所述第一側面105與卡環(huán)11的外圓周面相對，即卡環(huán)11設于突出部102圍成的空腔內。參見圖1，為了安裝止推軸承6，閥體底部設計通孔(中低壓產品，這個底部是實心的)，并加一個端蓋進行密封。在本實施例中，端蓋12包括與閥桿4底端配合的中間部，及突緣部。所述閥體3底部設有通孔，所述端蓋12將通孔密封，閥桿4底端與端蓋12中間部之間設有墊片，突緣部通過螺栓與閥體3連接，并將墊片壓緊，實現(xiàn)端蓋12與閥體4的連接。當偏心旋轉閥內的止推軸承6需要更換時，由于是可拆卸連接，只需松開螺栓，將端蓋 12拆開，就能對零部件進行替換，非常方便。優(yōu)選地，所述卡環(huán)11材質為高強度不銹鋼。并且，作為接觸面的卡套第二端面104 表面、墊片第一端面91表面均為堆焊硬質合金，并進行磨光，這樣盡可能地減小磨擦力，以及減少磨損。當閥內受壓時，介質壓力作用在閥桿4的端面并產生一個永久向外的推力(圖1 中箭頭指向為軸向推力的方向)，在高壓等級，口徑較大的產品，這個推力足以損壞原用的擋環(huán)，使閥桿4向外竄動，甚至壓壞其它零件。經計算，口徑較小的產品，由于閥桿較細，介質作用在閥桿端面上的推力較小，仍可用原用的軸用擋圈抵擋。而對于高壓偏心旋轉閥，擋圈承受不了閥桿上的巨大推力，為此，本實用新型在閥桿4的下端面設計一個平面止推軸承6，將軸向推力轉移到閥體3上，具體說是這樣，閥桿4旋轉，帶動卡環(huán)11旋轉，通過摩擦力繼而也使卡套10跟著旋轉，同時卡套10和墊片9之間為相對轉動，而墊片9與閥體3間的摩擦力使墊片9不發(fā)生轉動，也就是說推力依次經過卡環(huán)11、卡套10及墊片9，傳遞到閥體3上(參見圖2上的箭頭方向)，這樣使閥內件保持初始裝配位置，保證閥門安全運行。由于空間有限，又因偏心旋轉閥的閥桿4旋轉頻率不高，旋轉速度很慢，這個止推軸承6設計成平面接觸的推力軸承。由于閥桿4不會很粗，只能在閥桿軸上加工凹槽，用高強度合金的二個半環(huán)嵌入凹槽內，由卡環(huán)11將推力傳遞到卡套10上，再由卡套10將推力轉移到閥體3上，這個推力最后轉嫁到閥體3上后，閥桿4就不會發(fā)生竄動。平面止推軸承6的二個半環(huán)始終在閥桿4推力作用下嚴密接觸，若發(fā)生銹蝕或空載時滲入顆粒，則容易磨損或卡死，所以選用高強度不銹鋼。而卡套10與墊片9間的接觸面堆焊硬質合金，并且最后磨光，以盡可能地減小磨擦力和磨損。
權利要求1.一種高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，包括閥體(3)，和貫穿于閥體(3)內且可旋轉的閥桿G)，其特征是所述閥桿⑷底部、在靠近閥桿⑷軸端的位置開有一圈凹槽，所述凹槽內嵌有卡環(huán)(11)，所述閥桿上還套有卡套(10)和墊片(9)，所述卡套(10)包括第一、第二端面(103、104)，所述墊片(9)包括第一、第二端面(91、92)，所述卡套第一端面(103)與卡環(huán)(11)摩擦連接，卡套第二端面(104)與所述墊片第一端面(91)滑動連接，墊片第二端面(92)與閥體(3)摩擦連接。
2.根據權利要求1所述的高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，其特征是所述卡環(huán)(11)為一對半環(huán)結構。
3.根據權利要求1所述的高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，其特征是所述卡套第二端面(104)與墊片第一端面(91)間的接觸面積均大于卡套第一端面(10 與卡環(huán)(11)間的接觸面積，以及墊片第二端面(9 與閥體(3)間的接觸面積。
4.根據權利要求1所述的高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，其特征是所述卡套(10)包括卡套本體(101)和卡套本體(101)外緣延伸出的突出部(102)，所述卡套第一端面(103) 設于卡套本體(101)上，突出部(10 上包括第一側面(105)，所述第一側面(10 與卡環(huán) (11)的圓周面相對。
5.根據權利要求1所述的高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，其特征是所述閥桿(4)與閥體⑶之間還設有導套(8)，所述導套⑶套在閥桿⑷上。
6.根據權利要求1所述的高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，其特征是所述高壓偏心旋轉閥還包括端蓋(12)，所述閥體C3)底部設有通孔，所述端蓋(1 將通孔密封。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，其特征是所述卡環(huán)(11)材質為不銹鋼。
8.根據權利要求1-6中任一項所述的高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，其特征是所述卡套第二端面(104)表面為硬質合金，所述墊片第一端面(91)表面為硬質合金。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓偏心旋轉閥止推軸承結構，包括閥體，和貫穿于閥體內且可旋轉的閥桿，所述閥桿底部、在靠近閥桿軸端的位置開有一圈凹槽，所述凹槽內嵌有卡環(huán)，所述閥桿上還套有卡套和墊片，所述卡套包括第一、第二端面，所述墊片包括第一、第二端面，所述卡套第一端面與卡環(huán)摩擦連接，卡套第二端面與所述墊片第一端面滑動連接，墊片第二端面與閥體摩擦連接。本實用新型涉及的高壓偏心旋轉閥止推軸承結構可擋住閥桿的軸向推力，由卡環(huán)將推力傳遞到卡套上，再由卡套將推力轉移到閥體上，這個推力最后轉到閥體上，閥桿就不會發(fā)生竄動，保證了閥門的安全運行。
文檔編號F16K5/08GK202252094SQ201120352118
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權日2011年9月19日
發(fā)明者吳勇 申請人:上海大通自控設備有限公司