开关装置制造方法及图纸

一种开关装置，尤其是旋塞、浮球阀、闸板等，具有一个用于一个开关元件的开关轴，它可转动地和可轻微倾斜地被引导在装置壳体的一个开关轴孔内，其在位于与开关元件相对的一侧的轴肩上形成一个密封面，一个密封环与该密封面相配合并且支承在该开关轴孔的一个台阶上，用一个弹簧将密封环压靠在密封面上，其中该密封环与密封面基本上成一种线接触。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的开关装置。由于尤其是在利用单侧手柄对开关轴进行转动操作时可能发生泄漏，开关轴相对于其装置壳体的密封是很关键的。因为上述操作会在开关轴上产生一个倾斜力矩，从而一方面使密封环紧压在一起而另一方面却允许形成缝隙。专利DE-U-7815061专利技术了一种开关装置，其开关轴借助于压力固定在装置壳体中，该轴有两个沿轴向彼此相距一定距离的径向轴肩，并且具有球形的密封面，该密封面在每种情况下都通过具有球形密封面的密封环支承于一个有两级阶梯的开关轴孔的台阶上。开关轴由于装置壳体的内压力和碟形弹簧的预应力的作用而被压入和拉入其密封位置，在此碟形弹簧的一侧支承在装置壳体的外侧上，而其另一侧支承在一与开关轴固定连接的相对支承上。此设计的缺点是开关装置的内部压力和密封件的磨损会削弱弹簧的预拉伸效果。开关轴只有在轴肩和密封面之间才能倾斜并形成很大的缝隙，这是因为球形密封座具有可沿轴向明显位移的半径中点(radius middle points)。专利DE2140975介绍了一种用于开关装置的开关轴密封。其开关轴包括一个带有环形平面的环形轴肩，用以支承两套密封装置，在每个密封装置中两个楔形的密封环彼此接合。此外，专利DE2658256公开了一种用于一组件的主轴的密封装置，其中通过一个碟形弹簧将一个具有一球形密封座的密封环压靠在主轴的径向轴肩的球形密封面上。密封面设在轴肩的内侧上，因而使碟形弹簧支承在主轴孔的内部台阶上而且与流过的介质相接触。轴肩通过一环形平面支承在与壳体固定的一个相对支承的外侧，从而使主轴不能倾斜运动。最后，专利DE4104003公开了一种开关装置，其中开关轴上的一单个轴肩形成相对布置的球形密封面，而且这些密封面分别与在相对侧的形状对应的密封环相配合。在此开关装置中，弹簧作用于一个支承在面对的密封环上的压缩环上，以使此密封环压在轴肩上。采用这种开关装置，密封环和开关轴的轴肩压靠在一起而没有间隙。压缩弹簧保证了制造公差、伸缩变化和磨损的补偿，因此在正常情况下要求对这种密封进行后续的调节。通过在同一个轴肩的两侧设有球形的密封和安装面，形成了一个无缝隙的密封支承，并避免了产生与在开关轴和开关轴孔之间的介质有关的沉积。该已知设计在操作过程和前述的开关轴的安装过程中需要有大的扭矩。本专利技术的目的是提供一种具有一开关轴固定件的开关装置，其中避免了作用于一个密封环上的倾斜力矩，而且使开关轴在操作中可容易地运动。该目的由权利要求1的那些特征来实现。采用了根据本专利技术的开关装置，在密封环和密封面之间形成了一种线接触。为此，最好将密封面制成其横截面是凹形的，其中根据本专利技术的另一种形式，也可以将在支承区中的密封环制成球形的。根据本专利技术的再一种形式，密封环的曲率半径小于密封面的曲率半径。根据本专利技术形成的开关轴固定件具有一系列的优点。由于形成线接触，在开关轴的轴肩上形成密封，当有横向力作用于开关轴上因而使之产生相应的倾斜角时，该密封依然保持，因此不会有任何产品渗入到在开关轴和开关轴孔之间的内部空间中。当开关轴倾斜时，不会有较大的力矩作用在密封环上。在开关轴倾斜时，轴肩与密封环之间的接触线可能会轻微地移动，但密封不会因此而被破坏。根据本专利技术的方案的另一个优点在于，用于操作该装置的开关元件所需的力矩相对较小。根据本专利技术的设计结构最后还有一个优点，即密封环用陶瓷或金属材料制成，尽管用于操作的力矩较小，但依然能实现可靠的密封。根据本专利技术的又一个构造，开关轴孔内装有另外一个套筒形的密封环，该密封环与一个和弹簧，最好是一碟形弹簧协同作用的压缩环紧密接触。在此为了保持操作开关元件的力矩较小，本专利技术提供了一个在碟形弹簧和压缩环之间的线接触，其中使根据本专利技术的一种形式的压缩环在与碟形弹簧接合的区域中凸出地弯曲。另外在这种情况下，可以实现将压缩环均匀地压在相关联的密封环上并且将密封环均匀地配装在开关轴的轴肩上，这在开关轴倾斜时也不例外。为了替代在一个位于开关轴上的挡块和密封之间的弹簧，可以把密封本身制成弹簧形式的。例如在外圆周面上的一个可压缩的密封环包括一个用来安装一弹簧，最好是一V形弹簧的凹槽，由此使密封沿轴向向外扩展，从而在开关轴的轴肩上产生一个压力。因此，可以省去否则将采用的碟形弹簧。除此之外，可以采用一个环形的或套筒形的元件，将它装入开关轴孔的扩大部分内，并且使其例如与一个拧在开关轴上的螺母的下侧相配合。借助于螺母可由此而调节密封上的压力。这样，可以施加一预定的预张紧力。圆柱形元件上的一个法兰支承在壳体的外侧上，由此确保预应力或预定设置不会超过一定数值，从而避免了开关轴轴肩上的密封产生不允许的变形。省去碟形弹簧可能会给空间条件带来积极的影响。另外，碟形弹簧在腐蚀性环境中易于腐蚀。耐腐蚀的碟形弹簧又比较复杂。包括弹簧的密封环可以例如用聚四氟乙烯(PTFE)构成，弹簧可用弹簧钢，比如钢1.4310、镍铬铁耐蚀合金Inconel X750或诸如此类的其他材料制成。这种开关装置也可有效地应用于真空区域和载荷随温度而波动的条件下。磨损或改变预应力可以例如通过拧紧螺母来得到补偿。根据本专利技术的一种形式，对于一种附加的密封，在拐角区沿对角线与密封面相对地设置的密封环包括一个用于放置一O形圈的凹槽。如果使腐蚀介质经过开关装置，那么一方面需要适当地选择开关元件的材料，另一方面也应适当地选择开关轴的材料，以必须保证开关轴不发生腐蚀。这么做将在必要时导致这些零件的成本增高。因此，根据本专利技术的一种形式，在壳体和球形开关元件之间设有一个环形密封结构。为此，采用一个位于壳体的一个环形凹槽内的密封环，它在适当的场合，可在弹簧张力的作用下与球的表面接合。为此，比如通过在一个支承轴颈和一个在球上的凹座之间布置一个弹簧例如球可借助于一个与开关轴相对设置的固定件而压靠在密封结构上。这个弹簧可以是一个碟形弹簧。这种密封结构可包括两个环，外面的一个环比较硬，例如用石墨，PTFE(聚四氟乙烯)或诸如此类的其他材料制成，而由外环接纳的内环则可以例如用塑料制成。这种类型的密封结构的优点在于，在用来装放密封装置的凹槽内设有一个附加的密封环以防止介质经由凹槽进入开关轴孔中。该附加的密封环可以例如是用石墨、PTFE或类似材料亦或是金属材料制成的O形圈。双侧固定的优点是可以通过弹簧和支承轴颈释放球的静电荷。采用这种实施例的形式，不会将力传到开关轴的密封环上，而不象一般情况下球互相接触时那样。壳体和球之间的密封结构同时也起一个支承环的作用。按照本专利技术的另一个实施例，在壳体和做成球形的开关元件之间设有一可变形的第三密封环，它有V形的截面形状，在其凹槽内装有一个以这样一种方式试图将密封环的分支压开的弹簧，即使一个分支压在球的与之面对的表面上。同样，该弹簧最好为V形，并用合适的弹簧作用材料特别是金属制成。根据本专利技术的一种形式，该密封环可用塑性材料制成，并由一种弹性材料包围，比如镀敷。根据本专利技术的一种形式设置第三密封环的优点在于它安放在壳体的一个沿径向邻接开关轴孔的一个环形凹槽内。本专利技术具有任何产品无法进入开关轴空间的优点。因此，开关轴不会被腐蚀性介质侵蚀。所以开关轴不必采用成本高的耐腐蚀材料制造。在适当的情况下，这也导致了开关轴尺寸的减小，从而给开关装置的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关装置，尤其是旋塞、浮球阀、闸板等，具有用于一个开关元件的一个开关轴，它在装置壳体的一个开关轴孔内被可转动地和可轻微倾斜地引导，并且在一个位于与开关元件相对的一侧的轴肩上形成一个密封面，一个密封环与该密封面共同配合并且密封地支承在所述开关轴孔的一个台阶上，用一个弹簧将密封面压在密封环上，其中密封环与密封面基本上保持一种线接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾哈德普法嫩施密特，
申请(专利权)人：普法嫩施密特有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]