一種埋地用聚乙烯塑料球閥及其封裝方法
2023-11-11 18:03:37
專利名稱：一種埋地用聚乙烯塑料球閥及其封裝方法
技術領域：
本發明涉及一種球形截止閥，進一步地說，是涉及一種埋地用塑料球閥及其封裝方法。
背景技術：
在塑料技術蓬勃發展的當今，「以塑代鋼」正成為世界潮流，「塑料管材」也被當今越來越多的行業廣泛採用，特別是在燃氣和供水管網工程中。目前，在PE塑料管路中所使用的閥門，大都仍為用金屬類材料加工製備的。但金屬和塑料二者是不可能相互熔融結合成一體的，它們只能依靠機械方法相對地固定在一起。這樣容易導致接合處可能成為一個洩露點。此外，金屬閥門及其連接件還存在防腐、維修等等問題。
本申請人曾於中國專利ZL02200717.2中公開了一種埋地用聚乙烯塑料球閥。該球閥包括閥殼本體、閥球、接管座、閥杆及扳手等部件。其中閥殼本體的中心內腔安放有閥球，連接閥球上部的閥杆垂直向上伸出閥殼本體之外。所述的接管座插入閥殼本體內腔，其外壁與閥殼本體兩側的內腔壁固接為一體。在閥殼本體內位於接管座和閥球及閥杆之間還有一個閥座，其球曲面與閥球呈曲面密封。該專利提供的球閥具有密封性能良好、啟閉方便、扭轉力小、無須防腐，使用壽命長等特點，是埋地塑料管道用理想的閥門。
以上所述的現有的塑料球閥，其結構為閥座與接管座是一個整體，側端為閥座的接管座與閥殼本體為內插式固接，組裝時需要依靠複雜的專用封裝設備。封裝精度要求高、難度大。因而一般小型企業不具備生產這種「PE塑料球閥」的條件。
發明內容
本發明的目的，在於針對現有技術中聚乙烯塑料球閥封裝精度要求高、難度大等問題，提供一種結構簡單、組裝方便、封裝簡易、密封性能良好的埋地用聚乙烯塑料球閥。
本發明的另一目的，在於提供所述埋地用聚乙烯塑料球閥的封裝方法。
本發明的埋地用聚乙烯塑料球閥包括有以下部件接管座、閥座、閥殼本體、閥球、閥杆、扳手，所述的閥殼本體地中心內腔安放閥球，連接閥球上部的閥杆垂直向上伸出閥殼本體之外，閥杆的上端插入扳手的上端內腔中，扳手的下端與閥殼本體的上端相連接，其特徵在於在所述閥殼本體內腔、閥球的兩側為由檔圈、閥座及閥球密封圈組成的閥座組合體，其中閥座、檔圈均為環狀圈，閥座一側沿內壁橫向延伸出一側圈，使閥座的橫截面呈L型，該側圈的側端面上設有放置閥球密封圈的槽，閥座的側圈嵌入檔圈內壁之中，檔圈的內壁上設有一圈凸起，將閥球密封圈固定在閥座與檔圈之間；閥座外壁與閥殼本體內腔壁螺紋連接，檔圈處於閥座和閥球之間，閥球密封圈與閥球為緊密接觸，即密封式接觸；所述的閥殼本體的側端面與旋入閥殼本體的閥座的外側端面在同一平面，所述接管座的側端面與閥殼本體的側端面以及閥座的外側端面固接為一體。
為了使所述閥座組合體三個部件更好的固定為一整體，檔圈內壁與閥座側圈外壁間最好為過盈配合。
為了保證球閥的密封性，閥球密封圈與閥球間可塗有密封中常用的密封油脂。
為了防止閥門內壓過大時閥杆彈出閥體，所述的閥杆下端與閥球連接處的上端為直徑大於閥杆上部主體的止擋圈，並且還可以在止擋圈上面置有一密封圈。
為了防止球閥外洩漏使其具有可靠的密封性能，還可以在閥殼本體上與閥杆主體之間環繞有三個互相平行的、用於放置密封圈的凹槽。
為了防止人為的隨意拆卸，上述的扳手中部內腔與閥殼本體可以採用旋轉自扣式連接(即通過閥殼本體上端的一環狀外凸和與其緊密套扣的扳手下端的一環狀內凸，使得扳手只能左右水平旋轉運動，卻卸不出來)；另外，為了防止外部水份、雜質進入扳手與閥殼本體間，扳手內腔下端可以設置一個放置密封圈凹槽，使扳手與閥殼本體達到密封。
為了使閥球內外壓力相等，減少閥球的位移和改善閥杆徑向受力不均狀態，閥球的底部還可以有一朝下的小通孔。
為了滿足不同功能的需求，在所述的接管座上可以設置有以備在需要時安裝放散管(即支線管)組件的放散管接口。
此外，為了封裝方便本發明塑料球閥中所述的閥座側端面上設有供安裝旋入工具用的對稱孔。閥座外壁相應部位上具有供旋入閥殼本體內腔的螺紋。在閥殼本體內腔壁上具有供閥座旋入的螺紋和加工時所必需的退刀槽。
本發明所述的聚乙烯塑料球閥的封裝方法，其特徵在於包括以下步驟①.將閥球密封圈置於閥座側圈側端面的槽內，並將閥座的側圈嵌入檔圈內壁之中，使閥球密封圈固定，組成閥座組合體；②.將上述閥座組合體兩付，依閥座外壁上的螺紋旋入閥殼本體內腔，分別置於閥球兩側；③.之後將接管座的側端面與上述閥殼本體的側端面以及閥座的外側端面固接。
本發明塑料球閥的封裝方法中，所述接管座的側端面與閥殼本體的側端面以及閥座的外側端面固接，可採用熱熔對接、電容焊接等塑料常用的固接方法，其中優選用熱熔對接方法固接。為了對接牢固，最好在熱熔對接前，採用常用的塑料刨削工具將閥殼本體與閥座的側端面刨削成一光滑平面。
一般對於塑料球閥來說，閥球置於閥殼本體內腔內，其密封性能對於塑料球閥至關重要。閥球的密封性能取決於閥球與閥球密封圈二者的配合二者配合過松，閥杆轉動力矩小了，但不能保證密封；過緊，閥杆轉動力矩過大，且對長期的密封性能將產生負面影響。
本發明的聚乙烯塑料球閥，則可通過調節來解決閥杆轉動力矩和密封性能之間的平衡。本發明聚乙烯塑料球閥的閥座組合體由閥座、檔圈、閥球密封圈組成，閥座與閥殼本體是以螺紋連接形式，用組裝工具將閥座組合體旋入閥殼本體，其中閥球密封圈與閥球密封接觸。因此可通過調節閥座組合體的旋入深度，使其處於最佳位置，使閥杆轉動力矩合適，同時又能保證球閥的密封性能。
此外本發明球閥封裝時對閥殼本體與閥座外側端面進行刨削，再與經刨削後的接管座側端面實施熱熔對接封裝，使閥殼本體與閥座及接管座三個部件熱熔對接成一整體。因此，本發明的聚乙烯塑料球閥為全塑型、不可拆卸的全封閉閥門。閥球頂端與閥杆相連，閥杆與閥門殼體採用橡膠密封圈密封，防止介質外洩。扳手採用滑動的自鎖結構套扣於閥座上，以達到防止人為的隨意拆卸；另外，為防止外部水份、雜質進入扳手與閥殼間，扳手與閥殼間採用橡膠密封圈密封。為使閥門啟、閉位置正確，還裝有限位裝置。當扳手作90度旋轉時，帶動閥杆及閥球作相應的轉動，以達到啟、閉閥門的作用。
本發明提出的聚乙烯塑料球閥及其封裝方法具有下列特點1、閥座組合體與閥殼本體以螺紋式連接，並通過塑料對焊機將閥座、閥殼本體及接管座進行對接式焊接，而無需內插式焊接，使得球閥封裝簡易、毋需昂貴、複雜的專用封裝設備。
2、通過調節校正閥座組合體，使其與球閥配合處於最佳狀態，閥杆轉動力矩合適，同時保證密封性能好，啟、閉方便且扭力小。
3、球閥本體採用和塑料管道相同的材質(通常為PE)，二者間溶接性能良好，使閥和管道能方便地採用熱熔方式進行嚴密連接，施工簡單。
4、化學穩定性良好，耐腐蝕，無毒。無須防腐處理。
5、閥體內壁光滑，與管道基本等徑，流體阻力小，流體通過能力大。
6、柔韌性能好，在大角度的彎曲下，仍能正常工作。
7、閥門重量輕，搬運方便。
8、抗老化性能好，使用壽命長。
9、該閥門適宜於直接埋入地下，通過啟、閉附件就可在地面直接操作，毋須建造專用閥門井之類的建築。因此投資省、佔地少。
9、本發明的球閥產品質量穩定，有利於降低生產成本。
10、本閥門性能嚴格符合歐洲標準PrEN-1555-4「輸送燃氣用塑料管道系統聚乙烯(PE)-第四部分閥門」的要求，通用性好。
與金屬閥門相比，本發明聚乙烯塑料球閥除了具有一定的強度、剛度、柔韌性、抗衝擊性、耐磨性、耐腐蝕性外，還具有較好的氣密性、無毒等優良性能。聚乙烯塑料球閥施工簡單、使用壽命長、免維護且與聚乙烯管道網成一整體，能夠在一定程度上抵抗地震等自然影響的卓越經濟性。而且本發明的球閥密封性可調、封裝簡便。因此在燃氣輸送、供水工程、石油、化學工業等領域中得到了廣泛的應用。
附圖1為本發明的聚乙烯塑料球閥的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步詳述本發明的聚乙烯塑料球閥結構特點及封裝方法1、閥殼本體3閥殼本體3的結構和作用是閥殼本體3中心內腔安放閥球4，上部設有閥杆5及定位及密封裝置。閥殼本體3內腔之閥球4兩邊安裝閥座組合體；閥殼本體3上部安裝扣在閥杆5上的扳手6，即閥杆5的上端插入扳手6的上端內腔中。還設有閥門啟閉限位裝置，可使使閥門啟、閉正常及啟閉位置正確。此外閥殼本體3與扳手6間有自扣裝置，其作用是防止人為的隨意拆卸和。扳手6與閥門間的密封裝置，可防止閥體外的水分、沙石泥土等雜質進入扳手6與閥門間，而影響閥門正確啟閉操作。閥殼本體3外部底面設計成平穩抵託形，與閥杆5和扳手6相垂直，使球閥放置平穩、便於施工。製造閥殼本體3的材料，可以是燃氣管道所使用的中密度、高密度聚乙烯。
2、接管座1接管座1的側端面與閥殼本體3的側端面以及閥座2的側端面固接為一體。接管座2上可以預設有例如Φ40放散管接口，以備在用戶需要時穿孔熔接。製造閥殼本體的材料，同樣亦可以是燃氣管道所使用的中密度及高密度聚乙烯。這樣，管道和閥體能方便地用熱熔的方式，嚴密地連接成一體。
3、閥球4閥球4位於閥殼本體內腔中，其底部有一朝下下的小通孔9，小通孔9的作用是使球體內、外壓差相等，以減少位移和改善閥杆5承力狀況；在閥球4的頂端設有承插閥杆5的裝置，在迴轉時，始終與閥杆緊密連接。製造閥球4的材料，可以採用具有適當強度、能抗強滲透壓力及熱穩定性較好的聚丙烯樹脂。閥球4成型後，要進行多次精密加工，保證球體的橢圓、同心度偏差降至最小，以達到與閥座2、檔圈7及閥球密封圈8間的密封性能始終保持良好。
4、閥杆5閥杆5末端設有連接閥球4的裝置；閥杆5承插閥球4的上端。所述的閥杆5下端與閥球4連接處的上端為直徑大於閥杆5上部主體的止擋圈，並且止擋圈上面置有一密封圈；在閥殼本體3上與閥杆5主體之間環繞有三個互相平行的、用於放置密封圈的凹槽，使閥門在正常使用的工作狀態下，可靠地保證介質的不外洩；閥杆的頂端裝有連接扳手6的裝置。製造閥杆5的材料，最好採用機械強度高、剛性好、強度亦高的聚甲醛。
5、閥座組合體閥座2、檔圈7、閥球密封圈8組成了閥座組合體，位於殼本體3內腔、閥球4的兩側。其中閥座2、檔圈7均為環狀圈，閥座2一側沿內壁橫向延伸出一側圈，使閥座2的橫截面呈L型，該側圈的側端面上設有放置閥球密封圈8的槽。閥座2的側圈嵌入檔圈7內壁之中，檔圈7的內壁上設有一圈凸起，將閥球密封圈8固定在閥座2側圈側端面的槽內，即固定在閥座2與檔圈7之間。上述閥座2的側圈外壁與檔圈7內壁間最好為過盈配合。閥座2外壁與閥殼本體3內腔壁螺紋連接，檔圈7處於閥座2和閥球4之間，閥球密封圈8與閥球4為緊密接觸。為了更好的保證球閥良好密封性能，閥球密封圈8與閥球4間可塗有密封中常用的密封油脂。閥球密封圈8採用丁睛橡膠，使其能在規定的壓力和溫度下始終保持優良的彈性和拉伸性能外，且具有良好的耐油性能和無毒特性。檔圈7材質為聚丙烯。閥座2旋入閥殼本體3後，其外側端面應與閥殼本體3的側端面在同一平面。
6、扳手6扳手6的頂端設有歐洲標準PrEN1555-4「輸送燃氣用塑料管道系統-聚乙烯(PE)-第四部分閥門」規定的邊長為50mm的方身，以便和其他閥門啟、閉操作工具相配合；並且方身的頂端標有流體流向的刻線(當刻線與管道成一直線時，表示閥門開啟狀態；當刻線與管道垂直時，表示閥門關閉狀態。)；在扳手6上方，明顯地標有閥門啟、閉的旋向(逆時針方向旋轉90度為開啟，順時針方向旋轉90度為關閉)標誌。此外，在扳手內端尚設有與閥門殼體相配合的滾動自鎖裝置，防止認為的隨意的拆卸；在扳手的下端，設有與閥門殼體相配合的密封裝置，防止閥外的水分、泥土、沙石等雜質進入扳手與閥門之間，阻礙閥門正確啟、閉操作。製造扳手6的材料，可以採用抗衝擊力和其他應力能力較強、變形適當的PP樹脂。
由本發明申請人試製的埋地用聚乙烯塑料球閥的樣品，經國家化學建築材料測試中心按《歐洲標準PrEN1555-4》中「輸送燃氣用塑料管道系統-聚乙烯(PE)-第四部分閥門」的要求嚴格測試，各項指標均符合該標準規定的要求。
權利要求
1.一種埋地用聚乙烯塑料球閥，包括有以下部件接管座[1]、閥座[2]、閥殼本體[3]、閥球[4]、閥杆[5]、扳手[6]，所述的閥殼本體[3]的中心內腔安放閥球[4]，連接閥球[4]上部的閥杆[5]垂直向上伸出閥殼本體[3]之外，閥杆[5]的上端插入扳手[6]的上端內腔中，扳手[6]的下端與閥殼本體[3]的上端相連接，其特徵在於在所述閥殼本體[3]內腔、閥球[4]的兩側為由檔圈[7]、閥座[2]及閥球密封圈[8]組成的閥座組合體，其中閥座[2]、檔圈[7]均為環狀圈，閥座[2]一側沿內壁橫向延伸出一側圈，使閥座[2]的橫截面呈L型，該側圈的側端面上設有放置閥球密封圈[8]的槽，閥座[2]的側圈嵌入檔圈[7]內壁之中，檔圈[7]的內壁上設有一圈凸起，將閥球密封圈[8]固定在閥座[2]與檔圈[7]之間；閥座[2]外壁與閥殼本體[3]內腔壁螺紋連接，檔圈[7]處於閥座[2]和閥球[4]之間，閥球密封圈[8]與閥球[4]為緊密接觸；所述的閥殼本體[3]的側端面與旋入閥殼本體[3]的閥座[2]的外側端面在同一平面，所述接管座[1]的側端面與閥殼本體[3]的側端面以及閥座[2]的外側端面固接為一體。
2.根據權利要求1所述的一種聚乙烯塑料球閥，其特徵在於，所述的閥球密封圈[8]與閥球[4]間塗有密封油脂。
3.根據權利要求1所述的一種聚乙烯塑料球閥，其特徵在於，所述的檔圈[7]內壁與閥座[2]側圈外壁之間為過盈配合。
4.根據權利要求1所述的一種聚乙烯塑料球閥，其特徵在於，所述的閥座[2]側端面上設有供安裝旋入工具用的對稱孔[9]。
5.根據權利要求1所述的一種聚乙烯塑料球閥，其特徵在於，所述的閥杆[5]下端與閥球[4]連接處的上端為直徑大於閥杆[5]上部主體的止擋圈，並且止擋圈上面置有一密封圈；在閥殼本體[3]上與閥杆[5]主體之間環繞有三個互相平行的、用於放置密封圈的凹槽。
6.根據權利要求1所述的一種聚乙烯塑料球閥，其特徵在於，所述的扳手[6]中部內腔與閥殼本體[3]採用旋轉自扣式連接，扳手[6]內腔下端有一凹槽，凹槽內置有密封圈與閥殼本體[6]相密封。
7.根據權利要求1～6之一所述的一種聚乙烯塑料球閥的封裝方法，其特徵在於包括以下步驟①.將閥球密封圈[8]置於閥座[2]側圈側端面的槽內，並將閥座[2]的側圈嵌入檔圈[7]內壁之中，使閥球密封圈[8]固定，組成閥座組合體；②.將上述閥座組合體兩付，依閥座[2]外壁上的螺紋旋入閥殼本體[3]內腔，分別置於閥球[4]兩側；③.之後將接管座[1]的側端面與上述閥殼本體[3]的側端面以及閥座[2]的外側端面固接。
8.根據權利要求7所述的封裝方法，其特徵在於，所述接管座[1]的側端面與閥殼本體[3]的側端面以及閥座[2]的外側端面用熱熔對接方法固接。
9.根據權利要求8所述的封裝方法，其特徵在於，在所述接管座[1]的側端面與閥殼本體[3]的側端面以及閥座[2]的外側端面熱熔對接前，將閥殼本體[3]與閥座[2]的側端面刨削成一光滑平面。
全文摘要
本發明是一種埋地用聚乙烯塑料球閥及其封裝方法。該球閥包括有以下部件接管座、閥座、閥殼本體、閥球、閥杆、扳手。閥殼本體內腔、閥球的兩側為由檔圈、閥座及閥球密封圈組成的閥座組合體。其中閥座側圈的側端面上設有放置閥球密封圈的槽。閥座的側圈嵌入檔圈內壁之中，將閥球密封圈固定在閥座與檔圈之間。閥座外壁與閥殼本體內腔壁螺紋連接，檔圈處於閥座和閥球之間，閥球密封圈與閥球為緊密接觸。閥殼本體的側端面以及閥座的外側端面在同一平面，接管座的側端面與閥殼本體的側端面以及閥座的外側端面固接為一體。該閥門具有密封性能良好、封裝簡易等特點，主要用於埋地塑料管道配套，是城市燃氣、城市供水等埋地塑料管路中較為理想的閥門。
文檔編號F16K5/06GK1584377SQ0315366
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月20日 優先權日2003年8月20日
發明者孫兆兒, 陳革新, 孫斌 申請人:孫兆兒