專利名稱：一種偏心球體嵌入式塑料球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種塑料球閥結(jié)構(gòu)，具體是指一種偏心球體嵌入式塑料球閥。
背景技術(shù)：
塑料球閥與傳統(tǒng)的金屬球閥相比，具有重量輕、制造方便、成本低以及耐腐蝕等諸 多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的塑料球閥其閥體以及球體部分都是由塑料直接鑄塑而成。因?yàn)檠b配球體的 需要，工程所用的塑料閥體分為左右兩塊或左中右三塊，并用鎖緊螺紋實(shí)行密封。由于塑料球閥的材料在較大應(yīng)力的作用下，會(huì)發(fā)生短期形變和隨時(shí)間增長(zhǎng)的蠕變 形變，使球閥的各種裝配尺寸產(chǎn)生負(fù)面變化，影響密封效果。而機(jī)械連接件技術(shù)的螺栓部位 的塑料應(yīng)力集中大，以上兩種短期形變和隨時(shí)間增長(zhǎng)的蠕變形變更為嚴(yán)重，它能使塑料球 閥的使用壽命大大降低，甚至引起密封失敗。另一方面，采用閥體分塊方式制造塑料球閥的 工藝需要后期進(jìn)行裝配，裝配工藝復(fù)雜、加工成本大的缺點(diǎn)。另外，現(xiàn)有塑料球閥的加工方法上存在以下缺點(diǎn)①塑料球閥閥體是厚壁件，難 以從鑄塑機(jī)上一次獲得所需的精度，尤其是當(dāng)選擇材料是慢結(jié)晶時(shí)，其結(jié)晶變形的隨機(jī)性 非常大。②為達(dá)到精度勢(shì)必引入機(jī)械加工工序，但由于閥體體積大且形狀不規(guī)則，加工難度 大；③球閥的零件數(shù)量多、生產(chǎn)工藝復(fù)雜；④對(duì)裝配精度要求高、產(chǎn)出效率低；⑤采取機(jī)械 連接件技術(shù)加工的閥門，在螺栓部位的閥體應(yīng)力集中很大，為了降低應(yīng)力水平，只好增加閥 體的壁厚，此舉直接導(dǎo)致塑料的用量。⑥由于塑料有較大的蠕變性能，傳統(tǒng)的塑料閥門在內(nèi) 壓下閥體會(huì)隨時(shí)效伸長(zhǎng)，從而導(dǎo)致密封副失效；⑦為了防止蠕變引起的密封問題，傳統(tǒng)的閥 門采取加大密封副的過盈量，并使密封副迅速磨損，最終也導(dǎo)致密封失效；⑧密封副的過盈 量使得閥門開關(guān)操作極為困難，使用不方便；⑨耗材多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高。因此不論對(duì)生產(chǎn)企業(yè)和用戶而言，塑料球閥發(fā)展中亟待解決的問題有從結(jié)構(gòu)和 加工方法上避免塑料的球閥閥體的機(jī)加工工序和塑料閥體應(yīng)力集中；控制閥門形變、簡(jiǎn)化 裝配工藝和提高密封的可靠性；使其開關(guān)操作容易；降低耗材和加工成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供了一種制造應(yīng) 力分布均勻、蠕變變形小、密封性能好、開關(guān)力矩小、安裝方便、資源節(jié)約而且壽命長(zhǎng)的偏心 球體嵌入式塑料球閥。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括嵌入式偏心球體、閥座、閥體、閥 桿以及驅(qū)動(dòng)球體轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該偏心球體內(nèi)設(shè)置有中心流道，且其上端設(shè)置有上軸柄， 其下端設(shè)置有下軸柄，且該偏心球體的左右半球的的球心與中心流道的水平中心線不重 合，所述的閥桿設(shè)置于偏心球體的上軸柄位置，其特征在于所述的閥體為一次鑄塑工藝整 體成型的塑料整體。進(jìn)一步設(shè)置是所述的偏心球體上軸柄上套入0形密封圈、上軸套以及異形密封
3環(huán)，將偏心球體的下軸柄套入下軸套構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副。進(jìn)一步設(shè)置是所述的偏心球體的上軸柄上設(shè)置有傘形凸臺(tái)，所述的閥體內(nèi)對(duì)應(yīng)地 設(shè)置有與之限位配合的90°轉(zhuǎn)動(dòng)限位凹槽。進(jìn)一步設(shè)置是在閥體內(nèi)的閥座與閥體之間設(shè)置彈性橡皮圈，形成閥座的位移補(bǔ)償 的結(jié)構(gòu)。采用上述的加工方法和結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)雙偏心結(jié)構(gòu)球閥在閥體為單一整體時(shí)閥 芯因?yàn)榭臻g幾何原因無法轉(zhuǎn)動(dòng)的困難；本實(shí)用新型的不僅制造方便，且主要零部件直接鑄 塑成型，生產(chǎn)效率高；由于球體采用雙偏心結(jié)構(gòu)，縮短閥門開關(guān)過程中球與閥座的機(jī)械摩擦 路徑的長(zhǎng)度，延長(zhǎng)了動(dòng)密封副的壽命；同時(shí)球體設(shè)有上下軸柄，軸柄外設(shè)有軸套，可以保證 配合精度；將主要裝配工序安排在閥體整體鑄塑前，既大大減少了裝配工作量，又利用鑄塑 時(shí)閥體與內(nèi)部嵌入件在幾何上能與閥體配合的優(yōu)點(diǎn)，完全免去了復(fù)雜昂貴的閥體內(nèi)壁機(jī)械 加工；閥座和軸套均由具有良好自潤(rùn)滑性材料制作，確保了球閥的內(nèi)密封性和開閉可操作 性，不僅開關(guān)較容易，而且耐摩損；閥體內(nèi)腔設(shè)有限制球體在90度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能對(duì)球 閥的開關(guān)實(shí)現(xiàn)精確限位；在閥體、球芯軸柄、軸套之間設(shè)有組合密封，由此形成的整個(gè)上密 封設(shè)置閥體內(nèi)部，解決了閥門的上密封問題；特別是雙偏心塑料球是嵌入在閥體里的，可以 利用嵌件與閥體在鑄塑有形狀自動(dòng)協(xié)調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，解決了閥體內(nèi)部相關(guān)尺寸鏈難以保證的難 題。本實(shí)用新型解決塑料球閥開閉準(zhǔn)確限位困難的難題，采用了閥體、閥座、球體等密封副 的新結(jié)構(gòu)，從而解決塑料球閥密封性和使用過程中的長(zhǎng)時(shí)間密封性難題。本實(shí)用新型的有益效果在于①本實(shí)用新型將閥體設(shè)置為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)型，讓閥 門左右兩側(cè)的載荷通過整體結(jié)構(gòu)型的閥體實(shí)現(xiàn)短路，這樣使得閥體上的材料應(yīng)力分布均 勻，避免在閥體敏感部位產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此在結(jié)構(gòu)上大大提高了閥門的使用壽命和 耐壓；②采取了雙偏心的球體作為閥芯，使得閥門在關(guān)閉時(shí)有足夠的過盈量，既能保證閥座 密封副的正常工作，又大大降低了開關(guān)力矩，減少閥座動(dòng)密封副的磨損；③利用工藝球的加 工方法，解決了閥體為單一整體時(shí)雙偏心結(jié)構(gòu)閥芯因?yàn)榭臻g幾何原因無法轉(zhuǎn)動(dòng)的困難；④ 完全取消了復(fù)雜昂貴的閥體內(nèi)壁機(jī)械加工，提高了閥體與嵌入件的配合精度；⑤將閥座設(shè) 置成有位移補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)，可以補(bǔ)償因閥體蠕變產(chǎn)生的密封線上壓力的減少，從而能保證閥 座密封密封副的長(zhǎng)期安全工作；⑥閥芯的上軸柄設(shè)置的限位機(jī)構(gòu)，能保證操作時(shí)球閥開關(guān) 的準(zhǔn)確定位；⑦球閥主要零部件采用塑料鑄塑成型，閥體采用整體鑄塑一次成型；⑧閥體 不必分塊生產(chǎn)，利用工藝球?qū)⒅饕b配工序安排在模具里采用整體鑄塑一次成型前，減少 了裝配工作量，減少了耗材，降低了生產(chǎn)成本；⑨閥門公稱尺寸范圍可達(dá)DN15 400，公稱 壓力可達(dá)0. 4 1. 6MPa ；⑩塑料球閥與管子間的連接可采用現(xiàn)有的符合相應(yīng)規(guī)范要求的各 種連接方式。下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步介紹。
圖1本實(shí)用新型閥門的嵌入式偏心球閥結(jié)構(gòu)示意圖1 ；圖2本實(shí)用新型閥門的嵌入式偏心球閥結(jié)構(gòu)示意圖2 ；圖3閥體加工時(shí)工藝球在模具里的安放示意圖；圖4本實(shí)用新型閥門的閥門開啟時(shí)的水平方向剖面圖；[0019]圖5本實(shí)用新型閥門的閥門關(guān)閉時(shí)的水平方向剖面圖；圖6本實(shí)用新型閥門的閥體的的轉(zhuǎn)動(dòng)限位凹槽部位水平剖面圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體的描述，只用于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步 說明，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述實(shí)用新 型的內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5、圖6所示，包括有閥體1、下軸套2、偏心球體3、塑料 閥座4、異形密封圈5，上軸套6、驅(qū)動(dòng)球體轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8。偏心球體3，采用塑料鑄塑成型；偏心球體3上端設(shè)置有上軸柄31，上軸柄31套入 由0型密封圈32、上軸套6、異形密封環(huán)5組合而成組合密封；偏心球體3下端設(shè)置有下軸 柄33，下軸柄33套入下軸套2形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；將偏心球體及其密封件和填充物一起預(yù)制成工 藝球11，如圖3所示；塑料閥座4裝在閥體1上，球閥關(guān)閉時(shí)的密封由塑料閥座4和偏心球 體3的偏心過盈來實(shí)現(xiàn)如圖4-5所示；圖1和圖5所示的異形密封環(huán)5和及0型密封圈32 選用橡膠材料并開模成型，而塑料閥座4和上軸套6及下軸套2則采用具有自潤(rùn)滑性材料 并經(jīng)過機(jī)加工制成；將工藝球11安置在閥體1的模具9的模具腔里，圖中10為金屬閥桿， 12為模具的模芯，合模后向模腔注射高溫高壓塑料熔體，采用一次鑄塑工藝將閥體1整體 成型；在閥體1整體成型的半產(chǎn)品冷卻后，將工藝球11上的填充物13移去，本實(shí)施例填充 物優(yōu)選采用礦物鹽或冰，獲得偏心球體3與閥體1內(nèi)壁的間隙；此時(shí)，偏心球體3可以在閥 體1的球型腔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，藉此來實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)閉與開啟，如圖4-5兩個(gè)極限位置所示；所述的 偏心球體3的上軸柄31上設(shè)置有傘形凸臺(tái)，所述的閥體1內(nèi)對(duì)應(yīng)地設(shè)置有與之限位配合的 90°轉(zhuǎn)動(dòng)限位凹槽14，可以保證球閥開關(guān)極限的準(zhǔn)確定位，如圖6所示為；在球閥的閥桿上 安裝開閉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用手柄(輪)驅(qū)動(dòng)、蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)、液壓或氣動(dòng)或電動(dòng)驅(qū) 動(dòng)裝置之中的一種；塑料球閥與管子進(jìn)行的連接，其連接可采用符合相應(yīng)規(guī)范要求的各種 連接工藝。此外，本實(shí)施例還可以在閥體內(nèi)的閥座與閥體之間設(shè)置彈性橡皮圈，形成閥座的 位移補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)，可以補(bǔ)償因閥體蠕變產(chǎn)生的密封線上壓力的減少，從而能保證閥座密封 密封副的長(zhǎng)期安全工作。當(dāng)然，以上實(shí)施例只是對(duì)本實(shí)用新型起到解釋說明作用，而不是限定，任何對(duì)本實(shí) 用新型非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)都應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種偏心球體嵌入式塑料球閥，包括嵌入式偏心球體、閥座、閥體、閥桿以及驅(qū)動(dòng)球體轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該偏心球體內(nèi)設(shè)置有中心流道，且其上端設(shè)置有上軸柄，其下端設(shè)置有下軸柄，且該偏心球體的左右半球的的球心與中心流道的水平中心線不重合，所述的閥桿設(shè)置于偏心球體的上軸柄位置，其特征在于所述的閥體為一次鑄塑工藝整體成型的塑料整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏心球體嵌入式塑料球閥，其特征在于所述的偏心球 體上軸柄上套入0形密封圈、上軸套以及異形密封環(huán)，將偏心球體的下軸柄套入下軸套構(gòu) 成轉(zhuǎn)動(dòng)副。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種偏心球體嵌入式塑料球閥，其特征在于所述的偏 心球體的上軸柄上設(shè)置有傘形凸臺(tái)，所述的閥體內(nèi)對(duì)應(yīng)地設(shè)置有與之限位配合的90°轉(zhuǎn)動(dòng) 限位凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種偏心球體嵌入式塑料球閥，其特征在于在閥體內(nèi)的閥 座與閥體之間設(shè)置彈性橡皮圈，形成閥座的位移補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種偏心球體嵌入式塑料球閥，該閥門的偏心球體及閥座可以嵌入在模具中，并直接對(duì)閥體進(jìn)行整體鑄塑成型。本實(shí)用新型制造的閥體整體強(qiáng)度比現(xiàn)有工藝制造的閥體要高，而且閥體應(yīng)力分布均勻，減輕了因應(yīng)力集中產(chǎn)生的蠕變，使球閥的耐久性能大為改善，它的密封性能好、開關(guān)容易且定位準(zhǔn)確、工藝步驟減少、耗材節(jié)約、有明顯的質(zhì)量意義和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F16K5/08GK201764062SQ201020547588
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者劉福江, 謝一環(huán) 申請(qǐng)人:謝一環(huán);劉福江