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TW201804102A - 抗腐蝕球閥 - Google Patents

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Abstract

在一方面，本發明關於抗腐蝕球閥(15)，其包括外殼(1；2)，當中可旋轉的安排了設有通道的球形的密封件(3)，並且操作心軸(4)可脫離的耦接於密封件(3)，其中密封件(3)設有不間斷的抗腐蝕的披覆層(16a)，其中該披覆層包括管形部(16b)，其包圍至少部分的操作心軸(4)。另一方面，本發明關於製造此種球閥(15)的方法。

Description

抗腐蝕球閥
在一方面，本發明關於抗腐蝕球閥，其包括外殼，當中可旋轉的安排了設有通道的球形的密封件，並且操作心軸可脫離的耦接於密封件。另一方面，本發明關於製造此種閥的方法。
供水、供氣、化工……常常利用球閥(球形閥)來開啟或關閉管線。此種閥藉由呈鑽孔球之形式的密封件而將完全或部分關閉液體或氣體的流動，該球可繞著其與膛孔呈直角的軸線來旋轉。藉由將球旋轉90°，閥從開啟移動到關閉，或者反之亦可。
目前來說，市場上有二種型式可用。第一種型式具有二個分開的內組件(密封件和操作心軸)，其經由鎖定連接而彼此連接，並且皆設有抗腐蝕氟聚合物披覆層。這一種的優點在於：使用上，密封件藉由流經球閥的介質而總是壓靠著密封(浮球原理)，因此造成完美的密 封。經由鎖定連接所傳送的操作力卻不幸的直接傳到此二組件的塑膠披覆上。於密集使用的情形，這可以導致對塑膠披覆的損害，其結果便是不再保證有抗腐蝕性。此種球閥顯示於美國專利公告案第3 825 030號的圖9。
以另一種型式球閥來說，當中的密封件和操作心軸形成為單一零件，則沒有損傷氟聚合物披覆的風險，因為沒有鎖定連接。然而，此種閥具有不同的缺點，亦即：如果球由於內部介質壓力而被推到密封環(座位)裡，則這也將導致球有輕微的位移。由於球和心軸形成為單一零件，故操作心軸也將輕微位移，其結果便是設置在外殼和操作心軸之間空間中的密封套件將受到離心負荷。於多數情形，這將導致洩漏。此種(單件式)球閥尤其描述於以下專利公告案：歐洲專利0 242 927 A1、德國專利44 14 716 A1、美國專利3 825 030 A的圖1到8、德國專利30 23 230 A1、世界專利03/071172 A1。
本發明的目的是提供第一種的抗腐蝕球閥，其中密封件和操作心軸彼此可脫離的連接，而不再具有個別的缺點，並且因而將具有更長久的抗腐蝕性。
本發明的目的乃藉由提供抗腐蝕球閥而達成，其包括外殼，當中可旋轉的安排了設有通道的球形的密封件，並且操作心軸可脫離的耦接於密封件，其中密封件設有不間斷的抗腐蝕的披覆層，並且其中該披覆層包括 管形部，其包圍至少部分的操作心軸。這所具有的優點在於：經由二部件之間連接所傳送的操作力不再直接傳到二部件的披覆層，直接傳送就如已知的(第一種)球閥之情形。根據本發明，有不間斷的(單件式)披覆層，其同時包圍密封件和部分的操作心軸，如此則這層因而將不再例如由於密封件和操作心軸之間彼此的相對移動而受損，抗腐蝕性因此將持續得更為長久。
於根據本發明之球閥的較佳具體態樣，密封件和操作心軸經由可脫離的鎖定連接而彼此機械耦接。鎖定連接較佳而言是基於舌/槽系統的連接。尤其，鎖定連接是由相同於密封件的材料所做成。
於根據本發明之球閥的更佳具體態樣，該球閥更包括密封元件，其在外殼和操作心軸之間的空間提供防漏密封。披覆層的管形部尤其延伸超過密封元件。由於密封件和操作心軸設有不間斷的披覆層，故僅有一層將出現在密封元件和操作心軸之間的過渡表面處，其結果便是二部件彼此耦接在披覆層裡，彷彿就是如此。更特別而言，披覆層建構為尺寸穩定的。披覆層尤其包括球形部(其包圍密封件)和直立的管形部(其包圍至少部分的操作心軸，較佳而言至少是連接密封件的部分)。使用上，部分的操作心軸將作為對管形部的支撐。
於根據本發明之球閥的最佳具體態樣，披覆層是氟聚合物層。於特定具體態樣，外殼包括二個半殼。
根據本發明之球閥的更特定具體態樣，球閥 包括彈簧，其適合提供恆定的壓力在密封元件上。
本發明的另一主題關於製造抗腐蝕球閥的方法，該球閥包括外殼，當中可旋轉的安排了設有通道的球形的密封件，而操作心軸可脫離的耦接於密封件，並且設置了密封元件，其以防漏方式來密封外殼和操作心軸之間的空間；其中在密封件已經耦接於操作心軸之後，不間斷之尺寸穩定的抗腐蝕的披覆層施加到密封件和操作心軸，如此則形成具有球形部和管形部的單件式披覆層，其中管形部包圍至少部分的操作心軸。
根據本發明的方法乃提供成製造根據本發明如上所述的球閥。
為了進一步示範本發明的性質和指出其額外優點和細節，現在將給出根據本發明之抗腐蝕球閥的更詳細敘述。應為清楚的是以下敘述都不可以解讀成限制申請專利範圍所界定的發明保護範圍。
1‧‧‧半殼
2‧‧‧半殼
3‧‧‧球形的密封件(球)
4‧‧‧操作心軸
5‧‧‧座環
6‧‧‧座環
7‧‧‧心軸密封
8‧‧‧縮減件
9‧‧‧壓力環
10‧‧‧彈簧
11‧‧‧頂部凸緣
12‧‧‧安裝管襯
13‧‧‧O形環
14‧‧‧O形環
15‧‧‧抗腐蝕球閥
16‧‧‧披覆層
16a‧‧‧球形部
16b‧‧‧管形部
本敘述使用參考數字以指稱所附圖式，其中：圖1是根據本發明的球閥之截面的示例，其中密封件一半顯示在開啟位置、一半顯示在關閉位置；圖2是根據本發明的球閥之密封件和操作心軸的示例，其在連接位置；圖3是根據本發明的球閥之密封件和操作心軸的示 例，其在非連接位置；圖4顯示密封件和操作心軸在連接位置的截面。
本發明關於習用之披覆氟聚合物的球閥之觀念改變。設有用於液體或氣體之通道(管)的球形的密封件(3)(球)在二件式外殼中旋轉。密封件(3)可繞著其與膛孔呈直角的軸線旋轉。藉由將密封件(3)旋轉90°，則閥(15)從被開啟移動到被關閉，或者反之亦可。外殼是由鑄鐵或不鏽鋼所做成。於開啟位置，球(3)的通道定位在流動方向；而在關閉位置，則定位成與流動方向呈直角。球(3)具有金屬核心，舉例來說譬如鋼、不鏽鋼、黃銅或別的材料，其設有抗腐蝕氟聚合物披覆層(16a；16b)。機械鎖定連接(譬如呈凹槽形式)設置於球(3)的金屬核心中，當中接合了操作心軸(4)以便能夠進行球的旋轉。
根據本發明，設置在球(3)周圍的披覆層(16a；16b)不間斷的延續遠到至少部分的操作心軸(4)。以此方式，如圖2到4所詳細示範，披覆層形成為具有球形部(16a)和管形部(16b)。球形部(16a)包圍球形的密封件(3)，並且管形部(16b)包圍部分的操作心軸(4)。披覆層(16a；16b)是由尺寸穩定的材料所做成。使用上，部分的操作心軸(4)將作為用於披覆之管形部(16b)的支撐。操作心軸(4)仍可以採取輕易 的方式而從密封件解耦。
設有披覆層(16)的球/心軸組合在塑膠(譬如聚四氟乙烯PTFE)做的二個環形座位(5、6)之間旋轉。這些座位(5、6)將確保閥在關閉位置的密封。這些座環(5、6)轉而定位於二個半殼(1、2)中。
載有彈簧的心軸密封(7)提供在心軸的披覆和外殼的披覆之間防漏的動態密封，以便避免內部介質洩漏到外面環境。心軸密封(7)也設有防腐蝕外層，並且是由無腐蝕的縮減環所支撐。
座位(5)和(6)定位於披覆氟聚合物的半殼(1、2)中。披覆氟聚合物的球(3)在這些座位之間旋轉，其中裝配了可脫離插入的心軸(4)。球可以建構成完整球形或呈C形截面。球的披覆向上延續至少到心軸密封(7)的高度，以便保護心軸(4)免於腐蝕。心軸密封(7)是由縮減件(8)所支撐，並且由壓力環(9)往下推。壓力環(9)是由頂部凸緣(11)所包圍的彈簧(10)而往下壓。頂部凸緣也確保有抗噴出的功能，如此則心軸無法滑出外殼。這是經由安裝管襯(12)而安裝於頂部凸緣(11)中。O形環(13)和(14)避免雨水或外部介質滲入球閥裡。
球閥(15)與既有類型所不同之處在二件式安排的球/心軸，其結果便是球是以浮動方式來安排，而當組裝時則與披覆了單件式氟聚合物披覆的金屬核心部件做機械鎖定連接。
根據本發明的球閥(15)則有可能製造浮球系統，其包括金屬部件之間的鎖定連接，並且有可能維持腐蝕保護而成超越心軸的單件。
1‧‧‧半殼
2‧‧‧半殼
3‧‧‧球形的密封件(球)
4‧‧‧操作心軸
5‧‧‧座環
6‧‧‧座環
7‧‧‧心軸密封
8‧‧‧縮減件
9‧‧‧壓力環
10‧‧‧彈簧
11‧‧‧頂部凸緣
12‧‧‧安裝管襯
13‧‧‧O形環
14‧‧‧O形環
15‧‧‧抗腐蝕球閥
16a‧‧‧球形部
16b‧‧‧管形部

Claims (9)

  1. 一種抗腐蝕球閥(15)，其包括外殼(1；2)，當中可旋轉的安排了設有通道的球形的密封件(3)，並且操作心軸(4)可脫離的耦接於該密封件(3)；該球閥的特徵在於：該密封件(3)設有不間斷的抗腐蝕的披覆層(16a)，其中該披覆層包括管形部(16b)，其包圍至少部分的該操作心軸(4)。
  2. 根據申請專利範圍第1項的抗腐蝕球閥(15)，其中該密封件(3)和該操作心軸(4)經由可脫離的鎖定連接而彼此機械耦接。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項的抗腐蝕球閥(15)，其中該球閥(15)更包括密封元件(7)，其在該外殼(1；2)和該操作心軸(4)之間的空間提供防漏密封。
  4. 根據申請專利範圍第3項的抗腐蝕球閥(15)，其中該披覆層的該管形部(16b)延伸超過該密封元件(7)。
  5. 根據申請專利範圍第1或2項的抗腐蝕球閥(15)，其中該披覆層(16a；16b)建構為尺寸穩定的。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項的抗腐蝕球閥(15)，其 中該披覆層(16)是氟聚合物層。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項的抗腐蝕球閥(15)，其中該外殼包括二個半殼(1和2)。
  8. 根據申請專利範圍第3項的抗腐蝕球閥(15)，其中該球閥(15)包括彈簧(10)，其適合提供恆定的壓力在該密封元件(7)上。
  9. 一種製造抗腐蝕球閥(15)的方法，該球閥包括外殼(1；2)，當中可旋轉的安排了設有通道的球形的密封件(3)，而操作心軸(4)可脫離的耦接於該密封件(3)，並且設置了密封元件(7)，其以防漏方式來密封該外殼(1；2)和該操作心軸(4)之間的空間；該方法的特徵在於：在該密封件(3)已經耦接於該操作心軸(4)之後，不間斷之尺寸穩定的抗腐蝕的披覆層(16a；16b)施加到該密封件(3)和該操作心軸(4)，如此則形成了具有球形部(16a)和管形部(16b)的單件式披覆層，其中該管形部(16b)包圍至少部分的該操作心軸(4)。
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