專利名稱：閥及其閥芯組件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種閥及其閥芯組件。
背景技術：
為了優化球閥的通徑、壓力、扭矩、壽命等技術參數，近年來，出現了各種各樣的閥 門復合啟閉機構。申請號為200720082066的中國專利公開一種低扭矩球閥，其提供了一種低扭矩 球閥，包括閥體、閥球、閥座、支承座、閥桿、驅動裝置、閥球支承連接。本專利的缺點是驅動 裝置結構復雜，極其占用閥體外部空間；驅動裝置涉及零部件較多，裝配過程復雜；啟閉轉 動角度為180度；由閥桿以及驅動裝置所形成的工作空間對密封工藝要求非常高，傳統的 密封方式和工藝容易造成泄漏；另外，其加工成本高，不適合節約環保目的。國內外最近研制出導向槽式升降桿球閥，閥桿上有S形導向槽，與導銷配合，使閥 桿上升時帶動球體脫離閥座后，再逆時針旋轉90°，完全開啟閥門。當閥桿下降時，帶動球 體順時針回轉90°，然后壓向閥座，實現關閉閥門，該項技術的缺點是閥桿上具有長S形導 向槽，旋轉啟閉時，需要閥桿在導向槽內螺旋式上升或下降，所以導向槽占用空間大，旋轉 角度大等缺點。中國專利申請號為99124192. 4公布了一種盤形雙軌道式旋轉加撐攏的閥門啟閉 結構，其由固定盤、旋轉盤和限位銷組合而成，當外力驅動閥桿連同旋轉盤帶動限位銷，限 位銷沿固定盤上的“圓弧”軌道的軌跡作順時針旋轉，當旋轉到“圓弧”軌道相連的“直線” 軌道時，旋轉盤繼續順時針旋轉，限位銷在旋轉盤上“撐攏”軌道的強制作用下，按固定盤上 的“直線”軌道軌跡向固定盤周邊撐開，這時限位銷連同閥門密封結構件向閥座，閥門關閉。 當閥桿連同旋轉盤逆時針旋轉，在旋轉盤上“撐攏”軌道的強制作用下，限位銷連同閥門的 密封結構件先按固定盤上的“直線”軌道的軌跡向固定盤中心收攏，再按固定盤上“圓弧”軌 道的軌跡逆時針旋轉，閥門開啟，該項專利的技術缺點是使用“圓弧連直線”的軌道，其要求 精度高，加工工藝復雜，閥芯為組合的球體，難以獲得均衡的預緊力，從而造成閥芯損壞，縮 短了閥門壽命。中國專利200620105067介紹了一種軌道式旋塞閥，包括閥體、閥蓋、操作件、閥
桿、閥座，與閥座構成圓錐面密封副的閥塞，以及軌道式機構，軌道式機構由安裝在閥塞頸 部具有兩個導向槽的軌道圈和具有兩個導向銷銷入所述導向槽的雙銷板組成，還包括調整 軌道圈安裝位置的鎖緊螺母和調節圈，本專利的缺點是傳動裝置結構復雜，極其占用閥體 外部空間；傳動裝置涉及零部件較多，裝配過程復雜；另外，由于有圓錐面密封副的閥塞， 以及調整軌道圈安裝位置的鎖緊螺母和調節圈，其需要多次調節，所以操作復雜。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種閥及其閥芯組件，其使得閥門啟閉機構結構緊 湊，操作簡便，閥門開啟時旋轉角度小、旋轉力矩小等優點。[0008]本實用新型的閥芯組件，包括閥芯和傳動裝置，其特點是，閥芯頂端具有凹部，傳 動裝置置于閥芯的凹部。所述的閥芯組件，其進一步的特點是，傳動裝置為傳動件，傳動件為一體件，傳動 件至少部分置于閥芯的凹部中，凹部內形成有徑向內凸輪廓，傳動件形成有徑向外凸輪廓， 傳動件還具有彈性凸筋，彈性凸筋和凹部內壁之間有可離合的連接關系。所述的閥芯組件，其進一步的特點是，閥芯的凹部的內周壁上形成有凹坑。所述的閥芯組件，其進一步的特點是，徑向內凸輪廓形成于閥芯的凹部的內周壁 上，并且徑向內凸輪廓的兩側有限位凸起，傳動件的彈性凸筋和外凸輪廓形成于傳動件的 外周壁上。本實用新型的閥，包括閥體、閥座和前述的閥芯組件，閥芯和閥座設置在閥體中， 閥芯的底部通過活動連接件支承在閥體中，活動連接件提供給閥芯相對閥體繞軸線轉動的 自由度和軸向活動的自由度，閥體和閥芯之間在閥芯的轉動方向上設置限位阻擋結構以限 制閥芯在對準閥座后的轉動。所述的閥，其進一步的特點是，傳動件具有中心傳動孔，該中心傳動孔為花鍵孔， 驅動器的動力輸出軸和該中心傳動孔花鍵連接，該花鍵孔為非規則形狀以使驅動器的動力 輸出軸和該中心傳動孔具有裝配關系。所述的閥，其進一步的特點是，凹部中心具有長形孔，徑向內凸輪廓與徑向外凸輪 廓的最高配合位置位于長形孔的長度方向上，驅動器的動力輸出軸從該中心傳動孔中延伸 到該長形孔中。所述的閥，其進一步的特點是，該閥為球閥或蝶閥。所述的閥，其進一步的特點是，所述驅動器為閥桿，閥桿的柄部具有防誤開啟結 構。所述的閥，其進一步的特點是，所述閥桿和傳動裝置為一體件，傳動裝置作為閥桿 的末端。根據上述的實用新型內容可知，本實用新型的技術效果是，采用的傳動裝置為一 體件，使得零部件減少，減少加工成本，由于采用彈性傳動裝置，減少傳動時的摩擦阻力，在 傳動時有軸向移動，增加了閥門與閥座的預緊力，從而增加了閥門的密封性。由于閥門的結構緊湊，因此節約空間、適用于狹小的空間，可以實現閥體外尺寸的 最小化、工藝成熟、維修簡單，低扭矩，實現小角度的啟閉。本實用新型的另一技術效果是，增加了防誤開啟結構，防止閥門與容具配合使用 時誤開或因震動，造成液體的泄露。

圖1為球閥的分解視圖。圖2為球閥的剖面圖。圖3為閥芯的俯視圖。圖4為驅動件的平面圖。圖5為閥芯組件的示意圖。
具體實施方式
本實用新型的實施不限于下述實施例，本領域技術人員應該從下述實施例體現的 精神來理解本實用新型，各技術用語可以基于本實用新型的實質來作最寬泛的理解，例如 閥桿是用于操控閥芯動作的部件，傳動裝置是用于轉換操作者對閥芯操作意圖的裝置，操 作的意圖是希望通過閥桿轉動角度來實現第一傳動和第二轉動的工作狀態，閥桿可以設計 成和傳動裝置分離的機構也可以設計成一體的機構。如圖1和圖2所示，球閥包括閥蓋1，密封圈2，閥體3，閥座4，0型密封圈5，手柄 或閥桿6，卡扣7，傳動件8，球形閥芯9，0型密封圈10以及連接件11。閥體3的左端通過 閥蓋1和密封圈2封蓋，閥座4內置于閥體3內，閥芯9通過設置在其下部的連接件11設 置在閥體3內，閥體3的左端連接有管路連接器13，將閥芯9封在閥體3內，管路連接器13 與閥體3之間設置0形密封圈12。如圖3所示，閥芯9的上部形成有凹部90。凹部90的內周壁上形成有徑向凸出 的內凸形輪廓91，凹部90的中心形成有長形孔92。凹部90的內周壁上還形成有限位凹坑 93,94以及限位凸起95。如圖4所示，傳動件8具有位于中心的傳動孔(或者連接孔)80，外凸輪廓81以及 兩凸筋82、83。凸筋82、83的末端820、830分別與限位凹坑93、94對應，末端820、830嵌入 到限位凹坑93、94中，以使凸筋82、83連接到凹部90的內周壁，凸筋82、83和凹部90的內 周壁為可離合的連接關系，即凸筋82、83還可從限位凹坑93、94中脫離出來。如圖5所示，傳動件8放置于閥芯9的凹部90內，傳動件8的兩凸筋82、83為彈 性件，受到擠壓而施加給凹部90的內周壁一定的彈性壓力，并且兩凸筋82、83的末端820、 830嵌入到凹部90的內周壁的兩凹坑93、94中，因此，在閥芯9的轉動阻力較小的情況下， 傳動件8通過兩凸筋82、83的末端820、830與凹部90的兩凹坑93、94的結合就可以帶動 閥芯9同步轉動。同時參照圖2，閥桿6穿過閥體3上部的孔后，同時穿過傳動件8的傳動 孔(或者連接孔)80，并插入到閥芯9的凹部90內的長形孔92中。閥桿6和閥體3的孔壁 之間由0型密封圈5密封，閥桿6上扣接有卡扣件7，卡扣件7位于閥桿6剛穿過閥體3的 上部的孔的位置，對閥桿6起到限位阻擋的作用，使閥桿6不能從閥體3上拔出。閥桿6和 傳動孔80為花鍵連接，以實現傳動，閥桿6的下端為容納于長形孔92內。如圖4所示，傳 動孔(或者連接孔)80為不規則形狀的花鍵孔，閥桿6的軸部與傳動孔80的配合位置是唯 一的，這樣能保證閥桿6不會錯裝。長形孔92和閥桿6下端的配合主要對閥芯的軸向移動 (即沿長形孔作徑向運動)起到強制導向的作用，這在后面有說明。從圖4中可以看出，傳動件4為一體件，結構簡單，安裝到凹部90的操作也方便。連接件11為活動連接件，其可以給閥芯9提供繞豎直軸線的轉動自由度和沿閥體 徑向的移動自由度，例如為萬向臼或者萬向連接件。如圖1所示，閥芯9具有通孔96，通孔96處于與閥體3的通道方向同軸向時，閥芯 9使閥打開，閥芯9轉動90度時，閥芯9阻斷閥體3的通道，使閥關閉。當閥關閉時，閥芯9 和閥座4之間需要一定的壓緊力，以保證密封。當將閥由打開狀態切換到關閉狀態時，閥桿6轉動，閥桿6借助于與傳動孔80的 型面配合驅動傳動件8。閥在打開狀態時，閥芯9不與閥座4接觸，轉動時受到的阻力為連 接件11中的轉動副的摩擦力，因此轉動阻力非常小，幾乎可以忽略不計。此時，傳動件8通過兩凸筋82、83的末端820、830與凹部90的兩凹坑93、94的連接帶動閥芯9轉動，使得閥 芯9在連接件11的支承下繞軸線轉動，閥芯9轉過大致90°后，閥芯9的封閉端97就接觸 或對準閥座4，并且閥芯9和閥體3在底部有限位阻擋結構，該限位阻擋結構使得閥芯9只 能在閥體3內于90度的轉動范圍內轉動，限位阻擋結構例如是閥芯9的局部底部嵌入到閥 體3底部內的凹槽。閥芯9轉過大致90度后，在閥桿6上增加轉動力矩，使得外凸輪廓81 沿著內凸輪廓91轉動(在圖中看為上升)，以至于使得閥芯9在連接件11的支承下作徑向 移動(獲得軸向移動分量)或同時作軸向移動，此時手柄6下端和凹部9的長形孔92之間 對閥芯9的徑向移動起到強制導向作用，當外凸輪廓81從凸輪廓91的起始部911(轉動) 終止部912，此間閥芯9向閥座4施加預定壓力，二者按照預定的壓力相互壓觸，閥的導通通 道截止，從而將閥關閉。如圖1所示，在閥桿6的柄部設置有閥桿凸塊61，如圖2所示，當閥芯9轉動至關 閉閥體3通道的位置時，閥桿凸塊61和閥蓋1相卡合，以防止閥桿6被誤操作而反向轉動， 閥桿凸塊61起到防誤開啟的作用。前述實施例使閥芯9和閥芯4壓觸以實現密封的方法是先實現無阻力的轉動，轉 動到位后再施加壓力，以使閥芯9有壓力地接觸閥芯4，這樣就可以低扭矩地實現閥芯的啟 閉，并且由于傳動件8為一體件，因而結構簡單，并且由于傳動件8放置在閥芯上部的凹部 內，因此占用空間小，這對閥獲得大的通徑是有利的。當需要打開閥時，反向轉動閥桿6，閥桿6帶動傳動件8反向轉動，由于閥芯9和閥 座4的壓觸有較大的摩擦力，閥芯9不會隨著傳動件8轉動，傳動件8的外凸輪廓81從內 凸輪廓91的終止部912轉到起始部911，凸筋82、83提供復位力，使傳動件8和凹部9之 間復位到初始位置，此時施加在閥芯9的壓力因此消失，閥芯9和閥座4分離，之間的摩擦 力也因此隨之消失，閥芯9也不再傾斜或者軸向復位，凹部90的內周壁上還設置有限位凸 起95，如圖5所示，傳動件8反向轉動，外凸輪廓81接觸到限位凸起95后就不能再相對閥 芯9反向轉動，并且此時兩凸筋的末端也嵌入到了凹部的內周壁的凹坑中，限位凸起95和 外凸輪廓81的相互作用、以及凸筋82、83和凹部90的內周壁凹坑之間的相互作用力，將使 得傳動件8帶動閥芯9反向轉動90度轉動到時閥體通道導通的狀態。由于球形閥芯在關閉或開啟的狀態轉動時，球形閥芯不與閥座或閥體接觸，處于 空懸狀態，減少它們接觸的摩擦力，減少轉動的扭矩，只有當閥體關閉的瞬間，轉動閥桿，帶 動傳動件，傳動件徑向擠壓球形閥芯，球形閥芯在徑向位置作移動，使球形閥芯緊靠閥座， 使得閥門的密封性更好。前述實施例以球閥為例，但球閥還可以替換為其他閥，例如蝶閥。閥芯和傳動件構 成閥芯組件不僅適用于閥桿，還適用于其他驅動器，由于閥芯組件的優化的傳動結構，使得 整個閥不但能在開啟狀態下低扭矩轉動，還使得結構簡單。作為圖1至圖4所示實施例的一變化例，閥桿6可與傳動件8注塑成為一體件，傳 動件8作為閥桿6的末端。
權利要求1.閥芯組件，包括閥芯和傳動裝置，其特征在于，所述傳動裝置為傳動件，傳動件為一 體件，傳動件至少部分內置于閥芯的凹部中，凹部內形成有徑向內凸輪廓，傳動件形成有徑 向外凸輪廓，傳動件還具有彈性凸筋，彈性凸筋和凹部內壁之間有可離合的連接關系。
2.如權利要求1所述的閥芯組件，其特征在于，閥芯的凹部的內周壁上形成有凹坑。
3.如權利要求2所述的閥芯組件，其特征在于，徑向內凸輪廓形成于閥芯的凹部的內 周壁上，并且徑向內凸輪廓的兩側有限位凸起，傳動件的彈性凸筋和外凸輪廓形成于傳動 件的外周壁上。
4.閥，包括閥體、閥座和如權利要求1至3中任一項所述的閥芯組件，閥芯和閥座設置 在閥體中，閥芯和閥座緊壓接觸以關閉閥體的通道或分離以打開閥體的通道，閥芯的底部 通過活動連接件支承在閥體中，活動連接件提供給閥芯相對閥體繞軸線轉動的自由度和軸 向移動的自由度，閥體和閥芯之間在閥芯的轉動方向上設置限位阻擋結構以限制閥芯在對 準閥座后的轉動。
5.如權利要求4所述的閥，其特征在于，傳動件具有中心傳動孔，該中心傳動孔為花鍵 孔，驅動器的動力輸出軸和該中心傳動孔花鍵連接，該花鍵孔為非規則形狀以使驅動器的 動力輸出軸和該中心傳動孔具有裝配關系。
6.如權利要求5所述的閥，其特征在于，凹部中心具有長形孔，徑向內凸輪廓與徑向外 凸輪廓的最高配合位置位于長形孔的長度方向上，驅動器的動力輸出軸從該中心傳動孔中 延伸到該長形孔中。
7.如權利要求6所述的閥，其特征在于，該閥為球閥或蝶閥。
8.如權利要求4所述的閥，其特征在于，所述驅動器為閥桿，閥桿的柄部具有防誤開啟結構。
9.如權利要求8所述的閥，其特征在于，所述閥桿和傳動裝置為一體件，傳動裝置作為 閥桿的末端。
專利摘要閥及其閥芯組件，結構簡單且可提供低扭矩的啟閉操作，其中，閥芯頂端具有凹部，傳動裝置置于閥芯的凹部，凹部內形成有徑向內凸輪廓，傳動件形成有徑向外凸輪廓，傳動件還具有彈性凸筋，彈性凸筋和凹部內壁之間有可離合的連接關系。
文檔編號F16K5/08GK201902691SQ201020681549
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者袁方, 錢佐成 申請人:上海鴻潤科技有限公司