一種兩用球閥的製作方法

2023-05-18 20:24:41

專利名稱：一種兩用球閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種球閥，尤其是一種兩用球閥。
公知公用的球閥的球芯都只有一個自由度，只能繞某一固定軸線轉動，由於有此局限，所以當閥門有兩項調節任務時，就需要兩個機構來分別調節，並且這兩項調節還會相互幹擾，如混合閥的冷、熱水比例及流量的調節，又如水咀的給水方向及流量的調節。
本實用新型的目的是提供一種球芯有兩個自由度的球閥，它可以獨立完成兩項調節任務。
本實用新型的目的是通過下述兩用球閥實現的這種兩用球閥的閥蓋的口徑顯著大於閥杆的外徑，閥蓋套在閥杆上壓住球芯，閥杆與球芯連成一體，球芯與閥杆既可以轉動又可在閥蓋限定的範圍內擺動。
為方便理解，我們藉助一個球座標系來敘述，該球座標系相對閥座靜止，原點在球芯中心處，立軸與閥座中軸線重合。
上述球閥可以是一種兩用混合閥閥座與球芯上的混合水孔常通，閥座上的冷、熱水孔的出水端是分布在同一緯度上的兩個對稱的腰形孔，這兩個腰形孔的中心線是從同一子午面開始伸展向該子午面的同一側，球芯上的冷、熱水孔的進水端是兩個帶細長豁口的圓孔，豁口長度小於或等於圓孔直徑，這兩個圓孔及其豁口的中心線與手柄和閥杆的中心線在同一子午面上，當閥杆帶動球芯在該子午面內擺到一端時，球芯上的冷、熱水孔中心線與閥座上的冷、熱水孔中心線處於同一緯度，當閥杆帶動球芯在該子午面內擺動到另一端時，球芯與閥座上的冷、熱水孔相互完全斷開，以閥門開啟方向作參考，球芯上的冷、熱水孔的細長豁口是在相應的圓孔的前方。
上述兩用球閥也可以是一種兩用混合水咀其出水咀與手柄合二為一，混合水出水通路從球芯開始，貫通閥杆和手柄，該混合水咀的其它特徵與上述兩用混合閥的相應特徵相同。
上述兩用球閥還可以是一種可轉向水咀其出水咀與手柄合二為一，出水通路貫通球芯、閥杆和手柄，閥座上的水孔中心線位於閥座的中軸線上，球芯上的進水孔的進水端是一個帶細長豁口的圓孔，豁口長度小於或等於圓孔直徑，球芯上的進水孔及其豁口的中心線和出水孔的中心線與手柄和閥杆的中心線位於同一子午面內，當閥杆帶動球芯在該子午面內擺到一端時，球芯上的進水孔與閥座上的水孔吻合，當閥杆帶動球芯在該子午面內擺到另一端時，球芯和閥座上的水孔相互完全斷開，以閥門開啟方向作參考，球芯上的水孔的細長豁口在該水孔的前方。
由於這種兩用球閥的球芯具有兩個自由度，所以這種球閥可以獨立完成兩項調節任務，且這兩項調節互不幹擾。球芯上的進水孔的移動可以分解成沿經度方向的移動和沿緯度方向的移動，且球芯上進水孔的經緯度與球閥手柄的經緯度是一一對應的。對於混合閥和混合水咀，可以通過調節手柄的經度來調節冷、熱水的比例，通過調節手柄的緯度來調節混合水的流量及啟閉。操作時，可先使手柄處於關閉緯度，再將手柄搖至所需水溫對應的經度上，然後調節手柄的緯度，出水便從無到有，由小到大。由於手柄的經度位置反映了冷、熱水的混合比例，從而可以在水流關閉的情況下調節水溫，因此可以節水。對於可轉向水咀，可以通過調節手柄的經度來調節給水方向，通過調節手柄的緯度來調節出水的流量及啟閉。另外，由於這種混合水咀和可轉向水咀可沿經度方向作360°轉動，因此，其關閉時可以不佔水池上方空間。


圖1是本實用新型第一個實施例兩用混合閥的剖面圖；圖2是本實用新型第二個實施例兩用混合水咀的剖面圖；圖3是本實用新型第三個實施例可轉向水咀的剖面圖。
在
圖1至圖3所示的三個實施例中，共同的特徵是閥蓋4的口徑顯著大於閥杆2的外徑，閥蓋4套在閥杆2上壓住球芯3，閥蓋4與球芯3及閥座5之間的密合面用密封圈6密封，閥座5與球芯3之間的密合面用密封圈8或密封圈19密封，密封圈6和密封圈8或密封圈19是用摩擦係數很小的材料製成的，比如可用聚四氟乙烯。在
圖1所示的兩用混合閥中，閥蓋4與閥座5通過螺栓7聯接。在與球芯上的水孔所在子午面垂直且通過球芯中心的軸線上有兩個限位銷從球芯3內突出於球芯表面，限位銷的內端不影響球芯內的水孔，限位銷的外端伸入閥蓋4與閥座5之間的零緯度處的限位槽10內。在限位銷、限位槽10及閥蓋4的限制下，通過操縱手柄1可使球芯3以閥座中軸線為軸轉動，以限位銷的軸線為軸擺動。球芯3上任一點的經緯度與手柄1上的每一點的經緯度都是一一對應的。當手柄1處於最大緯度時，球芯3上的冷、熱水孔中心線與閥座5上的冷、熱水孔中心線處於同一緯度，球芯3與閥座5上的混合水孔常通，當手柄1處於最小緯度時，球芯3與閥座5上的冷、熱水孔相互完全斷開。閥座5上的冷、熱水孔的出水端是分布在同一緯度上的兩個對稱的腰形孔，這兩個腰形孔的中心線是從同一子午面開始伸展向該子午面的同一側。球芯3上的冷、熱水孔的進水端是兩個帶細長豁口的圓孔，細長豁口可以方便調節流量，豁口長度小於或等於圓孔直徑，這兩個圓孔及其豁口的中心線與手柄1和閥杆2的中心線在同一子午面上，以閥門開啟的方向為參考，各細長豁口處於相應的圓孔的前方。
在圖2所示的兩用混合水咀中，出水咀與手柄1合二為一，混合水通路從球芯3開始，貫通閥杆2和手柄1。閥蓋4與閥座5之間通過螺紋連接，閥蓋4上端的外圍做成六角。浮動密封圈19的非密合面的邊沿有一圈裙邊，其裙邊置於閥座5的冷、熱水孔的出水端內，浮動密封圈19在水壓作用下緊壓在球芯3上及閥座5的冷、熱水孔出水端的孔壁上，且可沿閥座5的冷、熱水孔出水端的孔壁滑動。浮動密封圈19上的水孔形狀及分布與第一個實施例兩用混合閥中閥座5上的冷、熱水孔出水端的形狀及分布相同。球芯3上的冷、熱水孔的進水端的形狀及分布與第一個實施例兩用混合閥中球芯3上的冷、熱水孔的進水端的形狀及分布相同。限位銷9位於閥座5的中軸線上，從閥座5內突出於閥座5的半球腔的表面，限位銷9的上端伸入球芯3上的限位槽10內，限位槽10的中心線與球芯3上的各水孔中心線處於同一子午面，限位槽10的長度及位置與閥杆2的擺角相適應。半球殼形的閥罩11通過螺釘12固定在閥杆2上。密封圈13、雙孔密封圈壓片14及管接螺帽15的組合實現了冷、熱水管與閥座5的聯接。螺母16與墊圈17用於固定閥座5。手柄1的外面包有一層隔熱層18。內六角止動片20防止閥蓋4鬆動。閥罩11中心與球芯3的中心重合，其半徑大於閥座5的半徑。
在圖3所示的可轉向水咀中，出水咀與手柄1合二為一，閥蓋4與閥座5之間用螺栓7聯接，限位槽10及球芯3上的限位銷的形狀及位置與第一個實施例兩用混合閥中的相應的形狀及位置相同。球芯3上的水孔與手柄1及閥杆2中的水孔相通且它們的中心線在同一子午面內，當手柄1處於最大緯度時，球芯3上的進水孔中心線與閥座5上的水孔中心線重合，閥座5上的水孔中心線就是閥座5的中軸線，當手柄1處於最低緯度時，球芯3與閥座5上的水孔相互完全斷開。球芯3上的進水孔的進水端的形狀及其豁口方向與第一個實施例兩用混合閥中的進水孔相同。半球殼形閥罩11用螺釘12固定在閥杆2上。
第二個實施例中的浮動密封圈式密封方案也可用於第一和第三個實施例中。第一個實施例中閥蓋4與閥座5的連接方案也可用於第二個實施例中。在第一和第二個實施例中，也可以將球芯3上的冷、熱水孔的進水端做成腰形孔，而將閥座5上的冷、熱水孔的出水端做成帶細長豁口的圓孔。在第三個實施例中，也可將球芯3上的水孔進水端做成圓孔，而將閥座5上的水孔的出水端做成帶細長豁口的圓孔。本發明也適應於非水流體。
權利要求1.一種兩用球閥，由手柄(1)、閥杆(2)、球芯(3)、閥蓋(4)、閥座(5)、密封圈(6)和(8)或(19)組成，其特徵在於閥蓋(4)的口徑顯著大於閥杆(2)的外徑，閥蓋(4)套在閥杆(2)上壓住球芯(3)，閥杆(2)與球芯(3)連成一體。
2.根據權利要求1所述的兩用球閥，其特徵在於它是一種兩用混合閥，閥座(5)上的冷、熱水孔的出水端是分布在同一緯度上的兩個對稱的腰形孔，這兩個腰形孔的中心線是從同一子午面開始伸展向該子午面的同一側，球芯(3)上的冷、熱水孔的進水端是兩個帶細長豁口的圓孔，豁口長度小於或等於圓孔直徑，這兩個圓孔及其豁口的中心線與手柄(1)和閥杆(2)的中心線在同一子午面內，當閥杆(2)帶動球芯(3)在該子午面內擺到一端時，球芯(3)上的冷、熱水孔中心線與閥座(5)上的冷、熱水孔出水端的中心線處於同一緯度，當閥杆(2)帶動球芯(3)在該子午面內擺到另一端時，球芯(3)與閥座(5)上的冷、熱水孔相互完全斷開，球芯(3)與閥座(5)上的混合水孔常通，以閥門開啟方向作參考，球芯(3)上的冷、熱水孔的細長豁口是在相應的圓孔的前方。
3.根據權利要求2所述的兩用混合閥，其特徵在於它是一種出水咀與手柄(1)合二為一的兩用混合水咀，混合水通路從球芯(3)開始，貫通閥杆(2)和手柄(1)。
4.根據權利要求1所述的兩用球閥，其特徵在於它是一種出水咀與手柄(1)合二為一的可轉向水咀，出水通路貫通球芯(3)、閥杆(2)和手柄(1)，閥座(5)上的水孔中心線位於閥座(5)的中軸線上，球芯(3)上的進水孔的進水端是一個帶細長豁口的圓孔，豁口長度小於或等於圓孔直徑，球芯(3)上的進水孔及其豁口的中心線和出水孔的中心線與手柄(1)和閥杆(2)的中心線位於同一子午面內，當閥杆(2)帶動球芯(3)在該子午面內擺到一端時，球芯(3)上的進水孔與閥座(5)上的水孔吻合，當閥杆(2)帶動球芯(3)在該子午面內擺到另一端時，球芯(3)與閥座(5)上水孔相互完全斷開，以閥門開啟方向作參考，球芯(3)上的進水孔的細長豁口在該進水孔的前方。
5.根據權利要求1所述的兩用球閥，其特徵在於閥座(5)中的水孔通向球芯(3)的出水端有一個浮動密封圈(19)，該密封圈的非密合面的邊沿有一圈裙邊。
6.根據權利要求1所述的兩用球閥，其特徵在於，它有一個半球殼形的閥罩(11)套在並固定於閥杆(2)上，其中心與球芯(3)的中心重合，其半徑大於閥座(5)的半徑。
7.根據權利要求2所述的兩用混合閥，其特徵在於它與冷、熱水供水管之間的聯接和密封是利用密封圈(13)、雙孔密封圈壓片(14)及管接螺帽(15)的組合實現的。
專利摘要本實用新型公開了一種球芯有兩個自由度的兩用球閥，閥蓋的口徑顯著大於閥杆的外徑，閥蓋套在閥杆上壓住球芯，閥杆與球芯連成一體，球芯的兩個自由度分別完成兩種調節任務，且這兩種調節互不幹擾，只有一個手柄，閥的操作就是改變手柄的經緯度，球芯中通路的入端有細長豁口，便於調節流量，浮動密封圈式密封方案大大減小了操作阻力，可開發出混合閥、混合水嘴、可轉向水嘴等兩用球閥系列產品。
文檔編號F16K11/087GK2106946SQ9122082
公開日1992年6月10日 申請日期1991年9月9日 優先權日1991年9月9日
發明者杜力 申請人:杜力