一種球型閥門的製作方法

2023-09-18 02:15:55

一種球型閥門的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種球型閥門，其包括閥門單元和用於控制閥門單元開合的驅動單元；所述閥門單元包括管狀的閥體、放置在所述閥體中的球體、密封件、限位環以及彈性件；所述閥體在其內壁一側開有容置槽；所述閥體在其外壁一側設置有向內延伸容置在對應容置槽中的凹槽，所述閥杆一端穿過容置槽設置在凹槽內，另一端與驅動單元連接；所述限位環與彈性件配合連接設置在閥體的入口或出口處。本實用新型的一種球型閥門設置有一個密封件，在保證閥門的密封性和開關閥壽命的前提下通過限制球與密封件的接觸面積和壓縮量從而減小了摩擦力，並且通過設置了彈性機構解決了塑料閥門在高溫或者低溫環境中產生的熱脹冷縮而導致閥門零件尺寸的變化而引起的洩漏。
【專利說明】一種球型閥門
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及燃氣閥，具體地說，涉及一種球型閥門。
【背景技術】
[0002]目前，使用在燃氣行業的球閥有兩大類:
[0003]一類是採用鋼球做軸向運動，墊圈為聚四氟乙烯材料作密封材質的球閥；這類球閥的工作原理:通過鋼球與聚四氟乙烯材料製成的密封圈壓緊使其產生彈性形變與球面貼合達到密封效果；這類球閥廣發應用在水閥和高壓氣閥上，但是具有兩個缺點:第一鋼球加工難度大，加工成本高，能耗高；第二聚四氟乙烯材料製成的密封件要想其密封性能好，需要很大的扭矩的將其密封，這樣導致需求電流大，能耗高。
[0004]另一類是用橡膠作為密封材質，原理與上述相似，但橡膠摩擦係數較大需要添加潤滑油，否則會造成閥門抱死的現象；然而潤滑油的有效使用壽命低於燃氣表的使用壽命(10年-15年)，潤滑油失效後閥門存在抱死的風險。燃氣行業是高危行業，一次故障就可能會導致生命和財產的重大損失。
實用新型內容
[0005]為了克服上述技術問題，本實用新型提供了一種解決了塑料閥門在高溫或者低溫環境中產生的熱脹冷縮而導致閥門零件尺寸的變化而引起的洩漏的球型閥門。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型所述一種球型閥門，其包括閥門單元和驅動單元；所述驅動單元包括閥杆；所述閥門單元包括管狀的閥體、放置在所述閥體中的球體、密封件、限位環以及彈性件；所述閥體具有入口及出口，所述閥體在其內壁一側開有容置槽；所述閥體在其外壁一側設置有向內延伸容置在對應容置槽中的凹槽，所述閥杆一端穿過容置槽設置在凹槽內，另一端與驅動單元連接，所述球體還設置有貫穿其自身的通道；所述密封件的外壁氣密的連接至所述閥體的入口或出口處的內側壁，其內壁氣密的連接至所述球體的外側壁；所述限位環與彈性件配合連接設置在閥體的入口或出口處；所述閥門通過驅動單元驅動閥杆來控制其開閥或者關閥。
[0007]作為優選，所述閥門單元還包括用於連接至外部管道的管狀的閥蓋；所述彈性件設置在閥蓋的空腔內；所述彈性件一端與限位環接觸，另一端與閥蓋的空腔底部接觸。
[0008]作為優選，所述驅動單元包括開關組、減速箱、減速箱蓋、減速架、電機以及電機驅動的的齒輪組；所述閥杆的一端與驅動單元內的齒輪組連接；所述齒輪組通過若干根齒輪軸固定在減速箱內，並且其兩側設置有開關組；所述減速架一側覆蓋在齒輪組上，另一側設置有與齒輪組聯動的電機；所述減速箱蓋卡合在減速箱上。
[0009]作為優選，所述驅動單元還包括扇形齒輪；所述扇形齒輪與齒輪組嚙合連接，所述閥杆與扇形齒輪中心連接。
[0010]作為優選，所述驅動單元還包括密封蓋、錐形橡膠、電路板和扁平線；所述扁平線與電路板、開關組為集成單元，扁平線穿過所述錐形橡膠和所述密封蓋並且密封蓋引出。[0011]作為優選，所述開關組包括用於為閥門關閉到位信號的第一輸出開關和用於為閥門開閥到位信號的第二輸出開關。
[0012]作為優選，所述限位環為具有潤滑作用的聚四氟乙烯材料製成。
[0013]作為優選，所述彈性件為彈簧。
[0014]作為優選，所述球型閥門還包括密封墊和閥杆密封圈；所述閥杆密封圈設置在閥杆的一端並且設置在容置槽內；所述密封墊與閥杆的另一端配合連接並且設置在驅動單元內。
[0015]本實用新型的一種球型閥門設置有一個密封件，在保證閥門的密封性和開關閥壽命的前提下通過限制球與密封件的接觸面積和壓縮量從而減小了摩擦力，滿足減小閥門開啟和關閉的功耗，並且通過設置了彈性機構解決了塑料閥門在高溫或者低溫環境中產生的熱脹冷縮而導致閥門零件尺寸的變化而引起的洩漏。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型所述一種球型閥門的爆炸結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型所述一種球型閥門的整體結構示意圖；
[0018]圖3為圖2的F-F方向的剖視結構示意圖；
[0019]圖4為本實用新型所述一種球型閥門的立體結構示意圖；
[0020]圖5為本實用新型所述一種球型閥門的密封件的剖視結構示意圖；
[0021]圖6為本實用新型所述一種球型閥門的內部開關結構示意圖；
[0022]圖7為本實用新型所述一種球型閥門的內部開關配合電機的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面參考附圖來說明本實用新型的實施例。在本實用新型的附圖或一種實施方式中描述的元素和特徵可以與或更多個其他附圖或實施方式中示出的元素和特徵相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實用新型無關的、本領域普通技術人員已知的部件或處理的表示和描述。
[0024]下面結合附圖對本實用新型做進一步描述。
[0025]如圖1、圖2、圖4和圖5所示，一種球型閥門包括閥門單元和驅動單元，和球型閥門外部連接的管道單元，這三個單元均設置有相匹配的接口，以與對應的單元相連接；所述相匹配的方式為搭扣式，閥門單元內各部件沿著匹配位置搭扣連接並且相互扣合，反向便是分離各部件。
[0026]如圖5所示，所述驅動單元包括閥杆6 ;所述閥門單元包括管狀的閥體1、放置在所述閥體I中的球體5、密封件51、限位環以及彈性件；所述彈性件為彈簧54 ;所述閥體I具有入口及出口，所述閥體I在其內壁一側開有容置槽11 ;所述閥體I在其外壁一側設置有向內延伸容置在對應容置槽11中的凹槽55，所述閥杆6 —端穿過容置槽11設置在凹槽55內，另一端與驅動單元連接，所述閥杆6與凹槽55配合處有一定的間隙，所述閥體I還設置有貫穿其自身的通道56 ;所述限位環包括上墊圈52和下墊圈53 ;所述下墊圈53與彈簧54配合連接設置在閥體I的入口處；所述密封件51的外壁氣密的連接至所述閥體的出口處的內側壁，其內壁氣密的連接至所述球體5的外側壁，所述閥體I通過所述閥門單元的驅動下可旋轉所述閥杆6旋轉至所述通道56 —端的開口氣密的通過所述通氣孔連通至該入口，並且所述通道56的另一端的開口氣密的通過所述通氣孔連通至出口，所述閥體I通過驅動單元反向轉動使所述通道56與所述通氣孔隔絕。
[0027]優選地，所述密封件51為橡膠材料製成的密封環，其與球體5的接觸點為密封環內側的R角，此R角的大小影響密封環與球體5的接觸面積從而影響開關閥的功耗。
[0028]可以理解為，當閥門的驅動單元作用關於閥杆6使其轉動，球體5也會繞這閥杆6轉動，當球體5的通氣孔與閥體I在同一直線上時候球型閥門開閥到位；當球體5的通氣孔與閥體I通氣孔呈90°的時候，在密封件51的作用下球型閥門實現密封，此過程可以理解為球型閥門的開閥和關閥；主要的是所述密封件51與球體5接觸通過彈簧54作用於球體5的壓力使球體5與密封件51緊密貼合來達到球型閥門的密封性能。
[0029]優選地，所述彈簧54的壓縮程度以及彈簧54輸出的彈力是經過計算得出而特質的。
[0030]優選地，所述上墊圈52和下墊圈53材料為聚四氟乙烯製成，與球體5配合的有一定的潤滑作用，在緊密貼合這一狀態中，限位環的作用是限制球體5與密封件51的接觸面積控制球體5的壓縮量。在運動狀態中，限位環的作用是潤滑件。
[0031]如圖3所示，所述球體5是在閥體I內懸空的或者說是上下浮動的，所述閥杆6 —端穿過容置槽11與凹槽55連接，並且存在一定的間隙，這樣的設計就是讓球體5在閥體I中不是被固定，而是可以根據自身材質在熱脹冷縮的時候浮動；其浮動是通過下墊圈53與彈簧54的配合，來達到球型閥門的所預定的密封性能。
[0032]如圖6和圖7所示，上述的一種球型閥門，所述閥門單元還包括用於連接至外部管道的管狀的閥蓋2 ;所述彈簧54設置在閥蓋2的空腔22內；所述空腔22隻有一端有開口另一端是封死的，所述彈簧54放置在裡面一端與下墊圈53接觸，另一端封死在空腔底部；所述上墊圈52和密封件51配合設置在球體5的入口或者出口處。
[0033]優選地，所述驅動單元還包括密封蓋33、錐形橡膠39、電路板41和扁平線4 ;所述扁平線4與電路板41、開關組為集成單元，扁平線4穿過所述錐形橡膠39和所述密封蓋33並且從密封蓋33引出；這樣可以防止閥門外部與驅動單元的氣體流通。
[0034]如圖3可以理解為，在關閥的時候，我們要考慮三個情況的存在:
[0035]第一低溫，由於所述球體5和閥體I都是塑料材料製成，在低溫的情況下，所述球體5因其熱脹冷縮的特性球的體積會變小，通過彈簧54的作用力下下墊圈53會進一步的貼合球體5將其往上升與密封件51緊密貼合，這樣就可以防止了低溫情況下，球型閥門漏氣的情況發生。
[0036]第二常溫，常溫的時候，球體5 —般不會因為其特性而產生其體積大小的變化，因此球型閥門的氣密性可以保證。
[0037]第三高溫，由於所述球體5和閥體I都是塑料材料製成，在高溫的情況，所述球體5因其熱脹冷縮的特性球的體積會變大從而會將下墊圈53往下擠壓，由於彈簧54的作用，此時球體5會向後退讓，此時球體5與密封件51緊密貼合；這樣就可以防止了高溫情況下，閥門開關閥電流大或發生抱死現象。
[0038]如圖1所示，上述的一種球型閥門，所述驅動單元包括開關組、減速箱31、減速箱蓋38、減速架36、電機37、以及電機37驅動的的齒輪組32 ;所述閥杆6的一端與驅動單元內的齒輪組32連接；所述齒輪組32通過若干根齒輪軸固定在減速箱31內，並且其兩側設置有開關組；所述減速架36 —側覆蓋在齒輪組32上，另一側設置有與齒輪組32聯動的電機37 ;所述減速箱31通過減速箱蓋38將其密封，所述驅動單元還包括密封蓋33 ;所述密封蓋33設置在減速箱蓋的38開口處。
[0039]如圖6所示:上述的一種球型閥門，所述驅動單元還包括扇形齒輪321 ;所述扇形齒輪321與閥杆6通過扇形齒輪321中心的方形孔連接，當扇形齒輪321通過齒輪組32的傳動而運轉時帶動與其直接和間接相連的球體5旋轉，所述扇形齒輪321的兩邊設置有兩個開關槽，用來放置用於為閥門關閉到位信號的第一輸出開關34和用於為閥門開閥到位信號的第二輸出開關35，並且還可以用作扇形齒輪321的行程限位；此結構可以有效的防止球體5的轉動超過限定範圍，使開關閥信號輸出穩定。
[0040]優選地，所述閥門單元和驅動單元連接處設置有一個O型圈，該O型圈可以隔絕驅動單元與閥門單元的氣體流通。
[0041]優選地，所述球型閥門還包括密封墊62和閥杆密封圈61 ;所述閥杆密封圈61設置在閥杆6的一端並且設置在容置槽11內，閥杆6處設置有兩個閥杆密封圈61防止閥門單元的與驅動單元的氣體流通；所述密封墊62與閥杆6的另一端配合連接並且設置在驅動單元內，閥門單元與驅動單元之間設置有密封墊62防止閥門外界與驅動組件的氣體流通。
[0042]優選地，所述閥體I和球體5都有由塑料材料製成，以使本產品使用在易燃或者腐蝕性的環境。
[0043]本實用新型的一種球型閥門設置有一個密封件，在保證閥門的密封性和開關閥壽命的前提下通過限制球與密封件的接觸面積和壓縮量從而減小了摩擦力，滿足減小閥門開啟和關閉的功耗，並且通過設置了彈性機構解決了塑料閥門在高溫或者低溫環境中產生的熱脹冷縮而導致閥門零件尺寸的變化而引起的洩漏。
[0044]雖然已經詳細說明了本實用新型及其優點，但是應當理解在不超出由所附的權利要求所限定的本實用新型的精神和範圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的範圍不僅限於說明書所描述的過程、設備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領域內的普通技術人員從本實用新型的公開內容將容易理解，根據本實用新型可以使用執行與在此所述的相應實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結果的、現有和將來要被開發的過程、設備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權利要求旨在在它們的範圍內包括這樣的過程、設備、手段、方法或者步驟。
【權利要求】
1.一種球型閥門，其包括閥門單元和用於控制閥門單元開合的驅動單元；其特徵在於:所述驅動單元包括閥杆；所述閥門單元包括管狀的閥體、放置在所述閥體中的球體、密封件、限位環以及彈性件；所述閥體具有入口及出口，所述閥體在其內壁一側開有容置槽；所述閥體在其外壁一側設置有向內延伸容置在對應容置槽中的凹槽，所述閥杆一端穿過容置槽設置在凹槽內，另一端與驅動單元連接，所述球體還設置有貫穿其自身的通道；所述密封件的外壁氣密的連接至所述閥體的入口或出口處的內側壁，其內壁氣密的連接至所述球體的外側壁；所述限位環與彈性件配合連接設置在閥體的入口或出口處。
2.根據權利要求1所述的球型閥門，其特徵在於:所述閥門單元還包括用於連接至外部管道的管狀的閥蓋；所述限位環包括上墊圈和下墊圈；所述彈性件設置在閥蓋的空腔內；所述彈性件一端與下墊圈接觸，另一端與閥蓋的空腔底部接觸。
3.根據權利要求1所述的球型閥門，其特徵在於:所述驅動單元包括開關組、減速箱、減速箱蓋、減速架、電機以及電機驅動的的齒輪組；所述閥杆的一端與驅動單元內的齒輪組連接；所述齒輪組通過若干根齒輪軸固定在減速箱內，並且其兩側設置有開關組；所述減速架一側覆蓋在齒輪組上，另一側設置有與齒輪組聯動的電機；所述減速箱蓋卡合在減速箱減速箱。
4.根據權利要求3所述的球型閥門，其特徵在於:所述驅動單元還包括扇形齒輪；所述扇形齒輪與齒輪組嚙合連接，所述閥杆與扇形齒輪中心連接。
5.根據權利要求3所述的球型閥門，其特徵在於:所述驅動單元還包括密封蓋、錐形橡膠、電路板和扁平線；所述扁平線與電路板、開關組為集成單元，扁平線穿過所述錐形橡膠和所述密封蓋並且從密封蓋弓I出。
6.根據權利要求3所述的球型閥門，其特徵在於:所述開關組包括用於為閥門關閉到位信號的第一輸出開關和用於為閥門開閥到位信號的第二輸出開關。
7.根據權利要求1所述的球型閥門，其特徵在於:所述限位環為具有潤滑作用的聚四氟乙烯材料製成。
8.根據權利要求1所述的球型閥門，其特徵在於:所述彈性件為彈簧。
9.根據權利要求1所述的球型閥門，其特徵在於:所述球型閥門還包括密封墊和閥杆密封圈；所述閥杆密封圈設置在閥杆的一端並且設置在容置槽內；所述密封墊與閥杆的另一端配合連接並且設置在驅動單元內。
【文檔編號】F16K41/02GK203614787SQ201320751574
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】宣國平 申請人:慈谿市三洋電子有限公司