Y型歧管閥的製作方法
2023-06-20 07:43:46
專利名稱：Y型歧管閥的製作方法
技術領域：
本申請主要涉及閥，更具體地涉及具有多個入口端和/或出口端的歧管閥。
背景技術：
本部分僅給出關於本申請的背景技術信息，並不構成現有技術。
眾所周知，三通閥可以將入口端流體導向閥的兩個出口端中的一個，而三通閥球閥中的可轉動閥球中具有與入口端和兩個出口端之一對齊的內部通道。已知的三通閥有著諸如每個出口端成直角地與出口端對齊等多個缺陷，這將導致流體從閥排出之前由於需要突然轉彎而產生很大的壓降，而且，這種結構會使得不僅在安裝閥時而且在連接到管道或者配件上時都會要求增加至少一個額外的裝配空間，於是，在閥以對向或者「歧管」式布置時就對閥體之間的中心距提出了一定的限制。
普通的三通閥還需要多個內部零件以支撐實現閥球轉動所需的密封，這些額外的零件在增加費用和重量的同時，也提高了複雜程度和潛在的維護費用。
發明內容
參考至少一個實施例，一閥包括一個閥片，也即包含有一本體、一第一歧管和一第二歧管的Y形部件。第一和第二歧管從本體向外延伸。一單閥球可轉動地安裝於閥體中，該閥球包括可通過操作從而將本體與第一和第二歧管之一實現連通的多個流道口。第一和第二歧管縱向中心線之間的夾角小於90°。
參考其他實施例，一閥包括一閥片，即一Y型閥體，其具有一本體、一有第一歧管流道的第一歧管和一有第二歧管流道的第二歧管。第一和第二歧管從本體向外延伸。一單閥球可轉動地安裝於閥體中，該閥球包含有一個在第一旋轉位置上與第一流道對齊、在第二旋轉位置上與第二流道對齊的共用流道口，通向該共用流道口的閥球的第一流道口在第一旋轉位置上與本體對齊，通向該共用流道口的閥球的第二流道口在第二旋轉位置上與本體對齊。第一和第二歧管縱向中心線之間的夾角小於90°。
其他實施例還提供了閥的製造方法。
本發明所公開的Y型歧管閥具有一些有益的技術效果。將出口歧管中心線的夾角設計為小於90°，由於流體可以更加直接地經過閥，閥上的壓降與普通三通閥相比減少了，而且，與傳統三通閥相比，本發明的閥體更小，特別是在與配件或者管道相連時其佔用更小空間，這樣就可以允許多個閥布置得更加緊湊。本發明的閥的兩個球密封由閥體中的空腔支撐，從而不再需要額外的密封座支撐或者對齊零件。位於閥球上的一共用出口流道口與歧管的任一出口端相連。本發明中的閥還可以在增大閥尺寸的同時減少夾角和/或者減少閥體尺寸的同時增大夾角以對其進行優化，這就允許針對不同的閥/連接尺寸對閥上的壓降進行更進一步的優化。本發明中的閥由於對於諸如製冷等特殊流體領域設計了更少通孔的閥體而易於鍛造成形。
在這裡所進行的描述將更進一步地呈現其適用範圍，所作的說明和具體的實施例應當理解為僅僅用來揭示而並非是對發明進行的限制。
這裡所描述的附圖應當理解為僅僅用來揭示而並非是對發明進行的限制。
圖1為本發明中的一Y型歧管閥的透視圖；圖2為類似於圖1用於顯示圖1所示閥的內部零件與流道的部分透視圖；
圖3為類似於圖2用於進一步顯示入口端尾片的頂視圖；圖4為圖3所示閥的側視圖；圖5為圖3中5-5斷面的橫截面剖視圖；圖6為圖4中6-6斷面的橫截面剖視圖；圖7為本發明中的Y型歧管閥的爆炸裝配圖。
具體實施例方式
以下描述僅僅是解釋性的，而並非是對於本發明、應用以及使用所作的限制。可以理解所有附圖中的相同零件和特徵將使用同樣的標記。
參照本發明的幾個實施例和圖1，一Y型歧管閥10包括一閥體12，閥體12進一步包括一本體14和第一、第二歧管18、20。一尾端16緊固於本體14之上。本體14與第一和第二歧管18、20連接為一體，在本發明中至少幾個實施例中，它們由鍛造、鑄造一體成形或者焊接、釺焊在一起。
第一歧管18包括一第一歧管通道22，第二歧管20包括一第二歧管通道24。在某些實施例中，歧管18、20中的每一個包括多個歧管出口端面26，圖中所示實施例的歧管出口端面為六邊形。歧管出口端面26也可以設計為多種幾何形狀，例如圓形、橢圓形或者其他多邊形等。柄頸28與閥體12相連，並在某些實施例中以鍛造的方式與本體14、第一歧管18以及第二歧管20一體成形。柄頸28用於承接Y型歧管閥10的內部元件的旋轉動作，例如用於保持器31之中的開關30，開關30的旋轉即可驅使可轉動地位於閥體12之中的閥球32的轉動。
從圖2可以更清楚地看到，閥球32可轉動地安裝於閥體12的空腔33之中。當置於本體14之後，尾端16進一步確定了一個與閥球32相通的主流道34，進而形成閥球流道36。閥球32可繞柄縱向的軸線38旋轉。
參見圖3，第一歧管18縱向的中心線40和第二歧管20縱向的中心線42之間的夾角α小於90°。歧管夾角α的取值依賴於例如閥的尺寸、流道所需大小、和/或Y型歧管閥10的管道配件尺寸等參數而定。例如，可以通過增大閥體尺寸並縮小夾角α以對Y型歧管閥10進行優化，另外，可以在減小Y型歧管閥10的尺寸的同時，增大第一和第二歧管通道22、24之間的歧管夾角α。本體14的縱向中心線44相對於第一歧管18或者第二歧管20的分流角為β。在某些實施例中，分流角β大於90°並為歧管夾角α一半的補角。在另一些實施例中，對於第一和第二歧管通道22、24其中之一而言，分流角β(大於90°)與歧管夾角α一半之和大於180°。連接點45由第一和第二歧管縱向中心線40、42以及本體縱向中心線44的交點確定，在某些實施例中，柄頸縱向軸線38穿過交點45。
參看圖3和4，在某些優選實施例中，第一和第二歧管縱向中心線40、42中的每一個以及本體縱向中心線44均與閥體中心面46共面。Y型歧管閥10不限於這種流道與閥體中心面46共面的結構型式。本體14、和/或第一與第二歧管18、20中的任何一個也可以與閥體中心面46成任一角度。為閥球32的構造與操作的簡便起見，柄頸縱向軸線38與閥體中心面46成90°夾角，但是，這種結構也可以由設計者進行修改，例如，縱向軸線38相對閥體中心面46設置為非90°的一個角度。
從圖5可以更清楚地看到，尾端16通過緊固特徵48與本體14相連，在一些實施例中，緊固特徵48包括多個陰螺紋，例如機制(MS)螺紋。密封接頭50位於尾端16和本體14的連接處。在某些實施例中，密封接頭50通過焊接實現，但是也可以為使用墊圈或者其他密封材料。在第一旋轉位置上，閥球32的第一流道口52與主流道34對齊。第一閥球密封54處於閥球32和尾端16之間，從而在允許閥球32旋轉的同時，在第一流道口52和主流道34之間形成液封。閥球32進一步可轉動地置於閥體12的曲線形部分56之中，曲線形部分56具有等於閥球32的半徑「A」 的輪廓。第二閥球密封58部分地示於閥球32和第一歧管18之間的連接位置處。
柄60可轉動地置於柄頸28之中，並與閥球32相連從而為閥球32的轉動提供旋轉力。一銷承接孔62位於柄60之中，用於將柄60和保持器31鎖止在一起，從而可以共同轉動。多個O型密封圈64套於柄60之上，從而在柄60和柄頸28的內腔之間形成液封。所包括的多個墊圈66同樣為允許保持器31轉動的同時在保持器31和柄頸28之間提供液封。主流道34在尾端16形成一通孔並具有通道直徑「B」。
參見圖6，類似於前述的第二閥球密封58，一第三閥球密封68位於閥球32和第二歧管20之間。圖6示出了閥球32的第一旋轉位置。在第一旋轉位置，閥球32的一共用流道口70與第一歧管流道口72同軸，該第一歧管流道口與第一歧管18的第一歧管通道22相連。同樣，在第一旋轉位置，閥球32的一第二流道口74與和第二歧管20的第二歧管通道24相連通的第二歧管流道口76相隔離。在閥球32的第一旋轉位置，第二流道口74開向閥體12的空腔33的第一空腔部分「X」。
在第一旋轉位置，以主流道34、第一流道口52、共用流道口70、第一歧管流道口72以及第一歧管通道22形成了一開放的流道。圖中閥體32的第二旋轉位置(未示出)是由圖6所示的位置逆時針旋轉到閥球32的第二流道口74與主流道34對齊且共用流道口70與第二歧管流道口76相對齊為止。於是，在閥球32的第二旋轉位置，由主流道34、第二流道口74、共用流道口70、第二歧管流道口76以及第二歧管通道24一起形成了一流道。在閥體32的第二旋轉位置，閥體32的第一流道口52開向空腔33的第二空腔部分「Y」。因此，對於Y型歧管閥10的任一流通狀態，閥體32的共用流道口70或者與第一歧管流道口72連通或者與第二歧管流道口76相連通。
在某些實施例中，主流道34的通道直徑「B」實質上等於第一流道口52的直徑「C」、第二流道口74的直徑「D」、共用流道口70的直徑「E」、第一歧管流道口72的直徑「F」，以及第二歧管流道口76的直徑「G」。雖然直徑「B」到「G」可以各不相同，但是，應通過相等的通道直徑以保持或者降低Y型歧管閥10的總流動阻力。
如進一步示出的圖6，尾端16具有第一緊固特徵78，在某些實施例中，第一緊固特徵78包括用於螺紋固定Y型歧管閥10的NPT型陽螺紋。在尾端16上也可以採用另外的緊固特徵，例如MS型陽螺紋、釺焊、套接焊、端焊或者法蘭連接。相似地，在某些實施例中，第一和第二歧管18、20分別具有緊固特徵80、82。在一些實施例中，緊固特徵80、82包括NPT型陰螺紋。在另一些實施例中，緊固特徵80、82也可以採用前述第一緊固特徵78所使用的方式。
參見圖7，尾端16具有配合緊固特徵84，例如，與緊固特徵48的MS型陰螺紋相嚙合的MS型陽螺紋。尾端16在某些實施例中進一步包括徑向法蘭86、法蘭面88和一個空腔92。法蘭面88與本體14的一個端面90相鄰。空腔92用於容納第一閥球密封54。閥球32還具有用於容納柄60的閥球嚙合端95的凹槽94。柄60的一類似嚙合端96置入開關30之中。根據本發明的某些實施例，柄60具有用於防止因為閥體12中的過高壓力而導致柄60脫出、且與閥體12的內部結構相鄰的徑向法蘭97。當採用了徑向法蘭97時，柄60通過穿過空腔33並向上經由圖7所示的柄頸28安裝於閥體12之中。
密封裝配體98包括開關30、與之通過墊圈100隔離的保持器31。一第二墊圈102位於開關30和柄頸28之間。銷104可滑動地穿過孔62(參見圖5)，並可拆卸地將密封裝配體98和柄60連接在一起。位於襯套108之上的相對著的嚙合面106對閥球32的轉動角度進行限定，於是，對於每一個Y型歧管閥10的相應歧管夾角α，嚙合面106的角度空間已預先確定。
在某些實施例中，Y型歧管閥10的材料對於閥體12、閥球32、尾端16可以選擇黃銅。可以選擇但並不限於諸如鋁、鋼、不鏽鋼、和/或聚合物材料等的其他材料。在某些實施例中，第一、第二和第三閥球密封54、58和68可以採用諸如PTFE或者聚醯胺等聚合物材料。這些示例性的聚合物材料也可以由根據流體類型所選定的墊圈材料替代。閥球32也可以通過在其上鍍鉻以減少閥球在轉動過程中與密封之間的摩擦。如上所述，閥體12可以通過鍛造、鑄造、焊接、機加工、模具成形，或者其他工藝製備。Y型歧管閥10的材料與加工工藝並不限於以上所述。
本發明中的Y型歧管閥具有一些有益的技術效果。通過將出口歧管的中心線夾角設計得小於90°，相對於普通三通閥而言由於流道更加平直而致使閥上壓降減少。本發明的閥體空間也小於傳統的三通閥，特別是當用於連接到配件或者管道時。這使得多個閥可以緊湊布置。閥球的兩個密封由閥體中的空腔支撐，從而不再需要額外的零件支撐和/或者對齊這些密封。位於閥球上的一共用出口通道與歧管的出口端相連。本發明中的閥具有可以通過在減少閥流道口尺寸進而減少閥體尺寸時減少夾角α、或者通過增大夾角α並增大閥流道口尺寸從而增大閥體尺寸以對其上壓降進行優化的流動特性。例如，夾角α可以從85°降低至80°，從而導致壓降減少，並可減小通道直徑「B」、流道口直徑「E」和/或「G」。這使得閥上壓降可以根據不同的閥/連接尺寸進行優化調整。本發明中的閥由於對於諸如製冷等特殊流體領域設計了更少通孔的閥體而易於鍛造成形。
這裡僅僅是對於本發明的本質作出示例性的描述，因此，那些不脫離發明實質的各種變化都屬於本發明所揭示的範圍。
權利要求
1.一種閥，其包括基本上Y形的閥片，包括本體、第一歧管和一第二歧管，所述第一和第二歧管從本體向外延伸；可轉動地置於閥體之中的單個閥球，所述閥球包括多個流道口，用於為本體和所述第一與第二歧管中的所選之一之間提供流體連通；其中，第一和第二歧管的縱向中心線之間的夾角小於90°。
2.根據權利要求1所述的閥，其特徵在於，還包括固定地連接於本體之上的尾端，該尾端包括閥主流道。
3.根據權利要求2所述的閥，其特徵在於，還包括穿通第一歧管的第一歧管流道；和穿通第二歧管的第二歧管流道。
4.根據權利要求3所述的閥，其特徵在於，閥球還包括共用流道口，當閥球轉至第一位置時該共用流道口與第一歧管流道對齊，當閥球轉至第二位置時該共用流道口與第二歧管流道對齊。
5.根據權利要求4所述的閥，其特徵在於，閥球還包括通向共用流道口的第一流道口，當閥球處於第一位置時所述第一流道口與主流道對齊；通向共用流道口的第二流道口，當閥球處於第二位置時所述第二流道口與主流道對齊。
6.根據權利要求3所述的閥，其特徵在於，還包括處於第一和第二流道中的螺紋。
7.根據權利要求1所述的閥，其特徵在於，還包括與閥體連為一體的柄頸，該柄頸包括有通孔。
8.根據權利要求7所述的閥，其特徵在於，還包括用於轉動閥球的柄，該柄插入閥體且可轉動地穿過柄頸的通孔。
9.根據權利要求1所述的閥，其特徵在於，還包括本體的縱向軸，其與第一和第二歧管中的任一縱向中心線之間的夾角大於90°。
10.根據權利要求1所述的閥，其特徵在於，閥球完全置於由本體和第一與第二歧管所圍成的空間內，閥球的轉動軸與由本體和第一、第二歧管的交點所確定的軸對齊。
11.一種閥，包括基本上Y型的閥片，包括本體、具有第一歧管流道的第一歧管以及具有第二歧管流道的第二歧管，所述第一和第二歧管從本體向外延伸；可轉動地置於閥體之中的單個閥球，所述閥球包括共用流道口，在第一位置上共用流道口與第一歧管流道對齊，在第二位置上共用流道口與第二歧管流道對齊；通向共用流道口的第一流道口，在第一位置上第一流道口與主流道對齊；通向共用流道口的第二流道口，在第二位置上第二流道口與主流道對齊；其中，第一和第二歧管的縱向中心線之間的夾角小於90°。
12.根據權利要求11所述的閥，其特徵在於，還包括固定地連接於本體之上的尾端，該尾端包括閥主流道，其尺寸大致等於第一和第二流道口直徑，並且當閥球轉動到第一和第二轉動位置中之一時與第一和第二流道口之一對齊。
13.根據權利要求12所述的閥，其特徵在於，還包括位於第一和第二歧管內的陰螺紋；和位於尾端外表面上的陽螺紋。
14.根據權利要求11所述的閥，其特徵在於，還包括與閥體一體連接的柄頸；和位於柄頸中且可使閥球在第一和第二轉動位置之間轉動的柄。
15.根據權利要求14所述的閥，其特徵在於，閥體還包括具有本體、第一歧管、第二歧管和柄頸的單個鍛件。
16.根據權利要求11所述的閥，其特徵在於，閥體還包括具有本體、第一歧管、第二歧管和柄頸的單個鑄件。
17.根據權利要求11所述的閥，其特徵在於，還包括容納閥球的閥體內腔；其中，在閥球的第一轉動位置，第二流道口開向內腔的第一部分；和在閥球的第二轉動位置，第一流道口開向內腔的第二部分。
18一種構造閥的方法，該閥包括基本上Y形的閥體，所述閥體包括本體、第一和第二歧管，其中第一歧管包括第一歧管流道，第二歧管包括第二歧管流道口，所述閥體還包括具有共用流道口和通向該共用流道口的第一、第二流道口的單閥球，以及具有主流道口的尾端，所述方法包括將閥球的轉動限制在第一和第二轉動位置之間；和將共用流道口設置為在第一轉動位置上與第一歧管流道對齊，而在第二轉動位置上與第二歧管流道對齊。
19.根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包括使尾端與本體相接合以使得主流道口與閥體對齊。
20.根據權利要求19所述的方法，其特徵在於，還包括將閥球通過本體置入閥體中；和插入至少一個密封件並與閥球和閥體保持接觸，從而在接合步驟之前可轉動地定位閥球。
21.根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包括使第一和第二歧管按一定角度從本體中延伸出來，使得第一和第二歧管的縱向中心線之間的夾角小於90°。
22.根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包括鍛造所述閥體。
23.根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包括由金屬材料和聚合物材料中之一來製成所述閥體。
24.根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包括鑄造所述閥體。
25.根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包括通過以下方法之一來優化閥體執行第一優化方式包括增大流道口尺寸和增大夾角；以及執行第二優化方式包括減少流道口尺寸和減少夾角。
26.根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包括同時鍛造閥體和柄頸。
27.根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包括將柄插入本體；和將柄可轉動地安裝到柄頸中。
28.根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包括調整第一流道口，使其在第一轉動位置上與主流道口可操作地對齊；和調整第二流道口，使其在第二轉動位置上與主流道口可操作地對齊。
全文摘要
一種閥，其包括一閥片，也即Y形閥體，其包括本體、具有第一歧管流道的第一歧管和具有第二歧管流道的第二歧管。第一和第二歧管從本體向外延伸。一單閥球可轉動地安裝於閥體中，該閥球包含有一個在第一旋轉位置上與第一流道對齊、在第二旋轉位置上與第二流道對齊的共用流道口，通向該共用流道口的閥球的第一流道口在第一旋轉位置上與本體對齊，通向該共用流道口的閥球的第二流道口在第二旋轉位置上與本體對齊。第一和第二歧管縱向中心線之間的夾角小於90°。
文檔編號F16K27/00GK1955523SQ20061014443
公開日2007年5月2日 申請日期2006年9月26日 優先權日2005年9月27日
發明者D·J·穆爾多克, J·達維斯 申請人:米勒工業公司