本發(fā)明屬于閥的密封和結(jié)構(gòu)的改進。
各種閥用途廣泛。閥的主要功能是調(diào)節(jié)流體的流量、壓力和流動方向。為保障閥的這些功能的實現(xiàn)，密封性能是一關(guān)鍵。
公知閥的可動密封絕大多數(shù)采用兩種材料密封，如平面密封和錐面密封等，并用彈簧或螺旋壓緊。閥的這種可動密封結(jié)構(gòu)，要求密封平面有較高的平面度和光潔度，因此，生產(chǎn)時需要高精度的研磨加工，加工成本高。由于采用面接觸密封和彈簧（或螺旋）強力壓緊，造成轉(zhuǎn)動力矩很大。而且不耐用，易泄漏，維修周期的壽命短，常需返修研磨。為提高密封耐壓性能，通常的解決方法是加大密封面或彈簧（或螺旋）的壓力。加大密封面，致使加工困難、體積增大和成本上升。彈簧壓力加大，使轉(zhuǎn)動矩加大。即使這樣，一般也只能耐10kg/cm2以下壓力。盡管如此，上述結(jié)構(gòu)已沿用了數(shù)十年。1985年，美國凡爾柯公司（Valco）出廠的多通閥，采用了一種較新的錐面可動密封結(jié)構(gòu)，它利用了錐面越壓越緊的特點，目的是達到較好的密封耐壓效果和較長的使用壽命和維修周期。但是這種結(jié)構(gòu)，錐面的加工更困難，并需要較大的強力壓緊結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動力矩非常大。如耐壓20kg/cm2左右的閥，需用彎把轉(zhuǎn)動，其力矩之大可想而知。
本發(fā)明的目的是，提供一種新可動密封結(jié)構(gòu)的閥。采用這種新結(jié)構(gòu)的閥，不僅具備較好的密封耐壓性能，而且具有結(jié)構(gòu)簡單，加工方便（不需研磨），便于轉(zhuǎn)動，壽命長，以及成本低廉的特點。
本發(fā)明提供了一種新密封結(jié)構(gòu)，這種密封結(jié)構(gòu)使密封面減小到盡可能小的程度-加寬的線密封。這種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的密封墊采用了彈性材料，利用材料本身的彈性，通過調(diào)壓機構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)體和平面配偶件之間間距，即可滿足密封耐壓的要求，從而省去了閥的彈簧（或螺旋）壓緊部分，閥的結(jié)構(gòu)也迷宮簡化。由于本發(fā)明提供的密封結(jié)構(gòu)件和平面配偶件是加寬的線接觸，因此，對平面配偶件的加工精度之要求也大大降低，普通車床加工即可滿足，不需研磨。
本發(fā)明的一個具體結(jié)構(gòu)實例，由附圖1～2給出。
這里提供的是一個四通閥，該四通閥主要包括：密封結(jié)構(gòu)件（1），平面配偶件（2），調(diào)壓片（3），轉(zhuǎn)體（5）和閥體（15）等。
新型密封結(jié)構(gòu)主要由密封件（1）、平面配偶件（2）、調(diào)壓片（3）和轉(zhuǎn)體（5）組成。密封件（1）的材料可選用彈性耐磨材料模壓成型。制成的線密封結(jié)構(gòu)件如圖2所示，斷面為凸形，如弧狀、拋物線狀和錐狀等，槽B和槽C的深為直徑的八分之一到十二分之一。密封件可用鑲嵌、粘結(jié)或其它方法固定在轉(zhuǎn)體（5）上，以不產(chǎn)生相對位移為準(zhǔn)。如轉(zhuǎn)體（5）為不銹鋼，密封件（1）為相晴橡膠，粘合劑可用XY-502膠（4）。
平面配偶件（2）一般為板狀柱體。其材料為硬質(zhì)材料，但以選用固體潤滑材料為好。本例選用了填充聚四氟乙烯。平面配偶件（2）通過銷釘（10）與閥體（15）連結(jié)為一體。平面配偶件（2）與閥體（15）之間的被擠壓的四個“O”形密墊，用作氣密性連接，使每個氣路暢通，且不泄漏。（14）為“O”形墊。
密封墊（1）與平面配偶件（2）之間為加寬的線性接觸。根據(jù)具體密封壓力，通過調(diào)整調(diào)壓片（3）的厚度，改變轉(zhuǎn)體（5）和平面配偶件（2）之間間距。調(diào)整范圍由密封結(jié)構(gòu)墊（1）材料的彈性范圍確定。由于材料自身的彈性形變，即可產(chǎn)生不同的密封耐壓效果，密封結(jié)構(gòu)形變大，耐壓大，并且不用壓簧，簡化了閥結(jié)構(gòu)。
密封墊（1）上（圖2）有B、C兩個密閉槽，隨轉(zhuǎn)體（5）正反轉(zhuǎn)動。反轉(zhuǎn)時，接管（11-1）通過B槽與接管（11-2）成一通路，同時C槽連通了接管（11-3）與接管（11-4）（圖上未畫出）。正轉(zhuǎn)時，B槽連通接管（11-2）與接管（11-3），C槽連通接管（11-4）與接管（11-1）。若接管（11-2）和（11-4）為兩種不同的氣源輸入管，在正反轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)體（5）時。即可實現(xiàn)氣體切換。轉(zhuǎn)體（5）的轉(zhuǎn)動位置靠一個定位銷（9）定位，用兩個限位銷（8）限位。定位銷和限位銷可根據(jù)閥的通路數(shù)的新型密封結(jié)構(gòu)墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
壓蓋（17）通過兩個以上的銷釘（16）與閥體（15）固連，也可通過螺旋固連，防止塵土入浸。旋鈕（6）用頂絲（7）與轉(zhuǎn)體（5）固牢，使轉(zhuǎn)體（5）可正反轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)中，可以根據(jù)需要設(shè)計成各種密閉槽（如實施例中為兩個密閉槽）。密閉槽既可以直接在密封墊上開，也可以與轉(zhuǎn)體（5）配合形成。無論采用哪種方法，槽的深度一般為直徑的五分之一到二十分之一，但最好為八分之一到十二分之一，以達到與平面配偶件配合形成密閉氣體通路的目的。平面配偶件可以采用非金屬材料，如陶瓷、塑料、聚四氟乙烯、固體潤滑材料等。平面配件件上的通道設(shè)計與密封結(jié)構(gòu)件的密閉槽相配合。
本發(fā)明密封結(jié)構(gòu)中的調(diào)壓機構(gòu)，可以用不同厚度的調(diào)壓片，也可以采用螺母調(diào)壓機構(gòu)（圖3）。螺母調(diào)壓機構(gòu)與調(diào)壓片作用完全相同，轉(zhuǎn)動調(diào)壓螺旋（3）即可。螺母調(diào)壓機構(gòu)的優(yōu)點是，可以隨時改變閥的耐壓性能。
總之，設(shè)計不同的密封結(jié)構(gòu)（主要是密閉槽和之配合的平面配偶件），就可以滿足不同需要。由四通、六通，可類推到多通。從一進一出可類推到多進多出。如圖4、5是密封結(jié)構(gòu)件與平面配偶件的配合情況的示意圖，表示一進一出和一進三出多通閥的設(shè)計，當(dāng)密閉槽隨轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動時，就可以打開沒的通路。如圖4通道孔徑的變化，還可調(diào)節(jié)流速和壓力。圖6是六通閥的設(shè)計。圖7是一種取樣閥的設(shè)計，當(dāng)柱體轉(zhuǎn)動時，即可取樣。
用本發(fā)明制造的閥，經(jīng)使用和試驗測試，取得了很好的效果。如密封結(jié)構(gòu)件用丁晴橡膠，平面配偶件用填充聚四氟乙烯制造的閥，可耐壓50kg/cm2，而普通閥一般只能耐壓10kg/cm2以下。逼壓（10kg/cm2）216小時后壓降0.45kg/cm2，而普通的閥一般較難逼壓。耐磨達10萬次以上。轉(zhuǎn)動力矩僅有平面密封結(jié)構(gòu)閥的五分之一到十分之一，隨耐壓增高，則其轉(zhuǎn)動力矩差值更大，甚至達幾十分之一。壽命相差也更大。
如上所述，本發(fā)明根據(jù)選材不同，可廣泛用于耐溫、耐壓、耐腐等不同閥的系列產(chǎn)品。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可廣泛用于多通閥、切換閥、取樣閥以及其它應(yīng)用于流體的氣閥、水閥等，均可得到密封性能好，加工成本低、耐用、轉(zhuǎn)動力矩小等效果。
1、一種包括轉(zhuǎn)體和閥體的閥，其特征在于有一個由密封結(jié)構(gòu)件，平面配偶件和調(diào)壓機構(gòu)組成的線密封結(jié)構(gòu)。
2、如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于密封結(jié)構(gòu)上有若干個槽，或者密封結(jié)構(gòu)件與轉(zhuǎn)體配合形成若干個槽。這些槽與平面偶件上的流體通道配合形成可轉(zhuǎn)換的密閉流體通路。密封結(jié)構(gòu)件與平面配偶件之間是加寬的線接觸。
3、如權(quán)利要求1、2所述的閥，其特征在于密封結(jié)構(gòu)件由彈性材料制成。
4、如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于調(diào)壓機構(gòu)可以采用不同厚度的調(diào)壓片，也可以采用螺母調(diào)壓方式。
5、如權(quán)利要求1、2所述的閥，其特征在于平面配偶件可以不進行研磨加工，并可以采用非金屬材料，但最好采用固體潤滑材料。