可雙向操作的球閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及可雙向操作球閥，包括裝配在一起的閥體、閥座、閥芯體、和閥桿，閥體在其相對的上游端和下游端處各具有一個閥側(cè)開口部及在頂部處具有閥頂開口；所述閥座嵌入地安裝在與閥體的至少一端內(nèi)；閥芯體容置在所述閥體內(nèi)且具有兩個相對的流通孔，并且借助于密封圈分別與所述閥體的上游端和下游端抵緊配合；閥桿的下端處具備沿其縱長方向延伸的閥桿下柄，通過所述閥桿下柄穿過所述閥頂開口插置入所述閥芯體的頂部，所述閥桿可轉(zhuǎn)動地在下端處固連至所述閥芯體，其中，所述閥桿下柄相對于穿過所述閥芯體中心的豎向軸線是偏心設置的。本球閥結(jié)構簡單，通過提供特定結(jié)構的閥桿和匹配的閥桿安裝孔，可不區(qū)分球閥裝設方向?qū)崿F(xiàn)正反向操作。
【專利說明】
可雙向操作的球閥
技術領域
[0001]本實用新型屬于閥門技術領域，涉及一種可雙向操作的球閥，尤其涉及到二氧化碳制冷系統(tǒng)中使用的可采用偏心式閥桿實現(xiàn)雙向操作的球閥。
【背景技術】
[0002]球閥廣泛地應用于空調(diào)、冷凍機組、冷凍冷藏設備中，起到連接管段和對制冷劑的截止和導通等作用。
[0003]圖1為一種現(xiàn)有技術中典型的球閥的結(jié)構立體示意圖；圖4a和4b則分別描繪了現(xiàn)有技術球閥閥桿及其配合的閥體安裝孔的結(jié)構。如圖1、圖4a和4b所示，一種典型的球閥包括裝配于第一管段18與第二管段19之間的閥體11、連接在閥體11上的閥座12，設置在閥體內(nèi)腔中帶有通孔的閥芯體，組裝于閥座12與閥體11之間的密封墊片，用于轉(zhuǎn)動閥芯體的閥桿15，罩于閥桿上方的閥帽17，以及位于閥體上用于實現(xiàn)閥桿轉(zhuǎn)動定位的定位結(jié)構。進一步如圖4a所示，典型的球閥閥桿包括:位于中部的閥桿主體151，其具備若干沿閥桿軸向間隔開的周向環(huán)部，用于嚙合到閥體中便于固定和密封;位于上部的閥桿上柄152，通常為扁平狀，用于受力驅(qū)動所述閥桿轉(zhuǎn)動，進而帶動閥桿以其下部所固連的閥體腔內(nèi)的閥芯體(通常為閥芯球)旋轉(zhuǎn);位于下部的閥桿下柄153，其通常也為扁平狀且在直徑方向上完全延伸至閥桿主體的外圓周的相對著的兩側(cè)上，所述閥桿下柄通常是通過在圓柱體形的閥桿下部沿軸向向內(nèi)切與閥桿橫截面垂直地進行軸對稱的兩次相對的切割而形成，而未切割部分仍舊延伸跨越閥桿圓柱體主體橫截面的整個直徑。如圖4b所示，常規(guī)球閥閥體上用于容納插入的閥桿下柄的安裝孔20通常呈圓形但具備中心對稱地向圓心凸出的兩個定位凸臺201用于充當止動部件來當閥桿下柄轉(zhuǎn)動至特定的開啟或關閉位置時起到止動作用，從而達到并維持穩(wěn)定的開或關狀態(tài)。在此種球閥設計中，當在全開位置與全閉位置之間轉(zhuǎn)換時，閥桿通常只能轉(zhuǎn)動90°，從而操作范圍偏小。在應用于二氧化碳作為制冷劑的制冷系統(tǒng)中時，需要在閥體上標注單向箭頭以指明安裝方向。這樣就要求用戶在安裝或維護系統(tǒng)的時候，首先要判斷制冷劑的流向或待維修元件的位置。在球閥焊接到管路之后，還需要判斷系統(tǒng)運行時高壓側(cè)的方向，調(diào)整密封球的方向，使閥芯體帶有泄壓孔的一側(cè)朝向高壓側(cè)，沒有泄壓孔的一側(cè)朝向低壓側(cè)。
[0004]為了設計一種具備安裝方向容錯性能的、在正反向均可實現(xiàn)開關的球閥系統(tǒng)，本領域中出現(xiàn)了可正反向開啟的球閥，如圖2和3所示，這種正反向球閥設計通過在閥桿15與閥體11相配合處附近、在閥桿15周圍加裝一個止動環(huán)13及卡簧14來實現(xiàn)的，且閥體上需具備用于實現(xiàn)閥桿轉(zhuǎn)動定位從而輔助完成穩(wěn)定的開啟或關閉狀態(tài)維持的定位結(jié)構16。
[0005]在此種結(jié)構的球閥中，由于增加了一個止動環(huán)和一個卡簧以及相應安裝工藝，由此帶來部件和成本上的增加、及裝配工藝的復雜化;并且由于這種常規(guī)正反向開關球閥系統(tǒng)的可靠性很大程度上取決于卡簧的卡緊力，而這種卡緊力通常較小且由于卡簧隨使用時間逐漸松弛而導致卡緊力的降低，從而導致可靠性方面存在隱患。此外，這種正反向開關球閥只適用于內(nèi)裝閥桿式球閥，而不適用于外裝閥桿式球閥，從而應用場合方面也存在局限性。
[0006]另外，以上所述的球閥中，在球閥內(nèi)部所容置的閥芯體由于被球閥殼體所包圍，則在閥芯體上的泄壓孔位置不可見，則用戶無法準確判斷泄壓孔位置并據(jù)此調(diào)整閥門的關閉方位。
[0007]有鑒于此，確有必要提供一種改良結(jié)構的球閥及其閥桿，其能減輕或至少部分消除現(xiàn)有球閥的上述缺陷。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的目的旨在解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面。
[0009]相應地，本實用新型的目的之一是在基本上不改變原有球閥的基本結(jié)構的基礎上，通過提供一種改良結(jié)構的可雙向操作的球閥，其具備特定結(jié)構的球閥閥桿，以及具備有形狀適于容置該閥桿插入并可輔助閥桿進行雙向操作的球閥安裝孔，從而達到了可以在安裝時無論是無意中未區(qū)分球閥上下游管段、或是安裝場合的具體限制例如空間條件等不允許常規(guī)的裝設方向時，均可忽略球閥的上下游方向而實現(xiàn)正反向雙向均可導通的效果，或可實現(xiàn)雙向均可截止的效果。因而，以最簡單的改進方式實現(xiàn)了較好的安裝場合適用性。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的第一方面，提供了一種可雙向操作的球閥，其特征在于，其包括相互配合地裝配在一起的閥體、閥座、閥芯體、和閥桿，所述閥體在其相對的上游端和下游端處各具有一個閥側(cè)開口部以及在頂部處具有敞開的閥頂開口；所述閥座嵌入地安裝在閥體的至少一端內(nèi)；閥芯體容置在所述閥體內(nèi)且具有兩個相對的流通孔，并且借助于密封圈分別與所述閥體的上游端和下游端抵緊配合;閥桿的下端處具備沿其縱長方向延伸的閥桿下柄，通過所述閥桿下柄穿過所述閥頂開口插置入所述閥芯體的頂部，所述閥桿可轉(zhuǎn)動地在下端處固連至所述閥芯體，其中，所述閥桿下柄相對于穿過所述閥芯體中心的豎向軸線是偏心設置的。
[0011 ]優(yōu)選地，所述閥桿還包括:位于閥桿中部的閥桿主體，閥桿下柄從閥桿主體向下延伸;并且，所述閥桿下柄在周緣方向由一對平行的扁平側(cè)面、以及兩個弧形側(cè)面而限定呈封閉截面。
[0012]優(yōu)選地，所述閥桿下柄的一個弧形側(cè)面相對于穿過閥芯體中心的豎向軸線偏心地設置成在閥桿主體的直徑方向上不會完全延伸至與閥桿主體的外周齊平，使得所述弧形側(cè)面在閥桿橫截面上的投影線條位于閥桿橫截面的范圍以內(nèi)，而另一個弧形側(cè)面完全延伸至閥桿主體外周處齊平。
[0013]優(yōu)選地，容置所述閥桿下柄的所述閥頂開口的圖案為由同心但不同內(nèi)徑的兩個圓形由同一條弦分別從各自截取的相對的兩個部分圓拼合而成，所述兩個部分圓包括較大直徑的大圓孔部分和較小直徑的小圓孔部分。
[0014]優(yōu)選地，小圓孔部分的直徑等于或略微大于所述閥桿下柄中的偏心設置的弧形側(cè)面的直徑、但小于閥桿下柄中的完全延伸至閥桿主體外周處齊平的弧形側(cè)面的直徑。
[0015]優(yōu)選地，大圓孔部分的直徑等于或略微大于閥桿下柄的完全延伸至閥桿主體外周處齊平的弧形側(cè)面的直徑。
[0016]優(yōu)選地，所述弦的方向設置為與閥體的延伸方向一致。
[0017]優(yōu)選地，在閥芯體中的兩個流通孔之間設置泄壓孔，所述泄壓孔與兩個流通孔的軸向中心線的大致垂直。
[0018]優(yōu)選地，所述閥桿還包括從閥桿主體沿其縱長方向與閥桿下柄相背離地延伸的閥桿上柄，且所述閥桿上柄具備與閥桿下柄的扁平側(cè)面垂直的一對彼此平行的扁平側(cè)面。
[0019]優(yōu)選地，在閥桿上柄的扁平側(cè)面之一上設置指示孔，從而與閥芯體的泄壓孔的方向一致。
[0020]優(yōu)選地，球閥關閉時，閥芯體轉(zhuǎn)動使得泄壓孔轉(zhuǎn)至介于閥體的上游端與閥芯體豎向中心線之間的部分中，朝向上游端敞開，且閥芯體被向閥體的下游端推動抵緊密封圈。
[0021]優(yōu)選地，閥芯體兩側(cè)具備的流通孔所在的平面彼此平行使得該閥芯體的形狀為大致球臺形。
[0022]優(yōu)選地，所述閥芯體的頂部設置有凹槽，所述凹槽的形狀和尺寸被確定為匹配地接納所述閥桿下柄，并且凹槽的延伸方向與閥芯體的兩個相對的流通孔的延伸方向相垂直。
[0023]優(yōu)選地，所述球臺形的閥芯體以及其上的凹槽，分別相對于穿過閥芯體中心的豎向軸線是對稱的。
[0024]另外優(yōu)選地，所述弦的方向設置為與閥體的延伸方向垂直。
[0025]本實用新型的有益技術效果在于:首先，該設計允許球閥正、反向關閉，能夠糾正客戶的安裝錯誤。當安裝和維護球閥時，不需要對安裝方向進行判定，且即便誤裝方向，也仍舊可以工作;繼而，該設計提高了球閥的破壞扭矩，從而給客戶維修帶來便利，提高了產(chǎn)品的可靠性;進而，閥桿上的指示孔幫助客戶指示球閥內(nèi)球的泄壓孔的位置;最后，無需增加其他部件，無需更改或增加原有裝配工藝，并且閥體的新型安裝孔改進了原有安裝孔承受破壞力矩小的缺點。
[0026]在下面的說明書中可能涉及個別特征以及涉及特征的組合。應了解前文的一般描述和下文的詳細描述是只是示例性的和解釋性的、且并非是對本文所公開的實施例所基于的廣泛創(chuàng)造性構思的限制。
【附圖說明】
[0027]現(xiàn)在參照隨附的示意性附圖，僅以舉例的方式，描述本實用新型的實施例，其中，在附圖中相應的附圖標記表示相應的部件。附圖的簡要描述如下:
[0028]圖1是現(xiàn)有技術中典型的球閥的整體結(jié)構的立體示意圖；
[0029]圖2是現(xiàn)有技術中典型的球閥的閥帽與閥桿組裝示意圖；
[0030]圖3是現(xiàn)有技術中一種常規(guī)的正反向開關球閥中的閥桿與閥體裝配處的橫截面圖；
[0031]圖4a是如圖1所示的現(xiàn)有技術中的開關球閥中的閥桿的立體示意圖，其中所述閥桿僅能夠旋轉(zhuǎn)90° ；
[0032]圖4b是與圖4a中的閥桿裝配在一起的球閥閥體的俯視圖，其中示出了閥體上的與閥桿的下端配合的閥桿安裝孔；
[0033]圖5是根據(jù)本實用新型的一個實施例的球閥處于組裝狀態(tài)的縱截面圖；
[0034]圖6是圖5所示球閥的示例性分解透視圖；
[00；35]圖7a是圖5中的球閥的偏心閥桿的立體示意圖；
[0036]圖7b是與圖7a中的偏心閥桿裝配在一起的球閥閥體的俯視圖，其中示出了閥體上的與偏心閥桿的下端配合的閥桿安裝孔；
[0037]圖8a是圖7a中所示的偏心閥桿以其下端裝配到圖7b中所示的閥桿安裝孔之后，球閥的閥桿從中間打開位置順時針旋轉(zhuǎn)90度達到第一關閉位置的狀態(tài)變化的示意圖；
[0038]圖Sb是圖8a中的球閥的閥桿從中間打開位置逆時針旋轉(zhuǎn)90度達到第二關閉位置的狀態(tài)變化的示意圖；
[0039]圖9是圖5所示球閥中的閥芯體的立體示意圖；
[0040]圖10是圖5所示球閥從上游管段入口方向觀察的側(cè)視圖，其中示出閥芯體的泄壓孔和閥桿上的指示孔。
[0041 ] 其中，附圖標記如下:
[0042]11-閥體；12-閥座；13-止動環(huán)；14-卡簧；15-閥桿；151-閥桿主體；152-閥桿上柄；153-閥桿下柄；16-定位結(jié)構；17-閥帽；18-第一管段；19-第二管段;20-安裝孔;201-定位凸臺；100-球閥；101-閥體；102-閥座；103-閥芯體;104-密封構件；105-閥桿；106-管段；107-閥帽；108，109-閥側(cè)開口部；110-凹槽；120-閥頂開口(安裝孔)；121 -大圓孔；122-小圓孔；123-泄壓孔;124-指不孔;131-閥桿主體;132-閥桿上柄；133-閥桿下柄。
【具體實施方式】
[0043]為使本公開的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加顯而易見，下面將結(jié)合附圖，對依據(jù)附圖而圖示或進一步擴展的本公開的示例性優(yōu)選實施例的技術內(nèi)容作詳細說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本實用新型實施方式的說明旨在對本實用新型的總體實用新型構思進行解釋，而不應當理解為對本實用新型的一種限制。
[0044]本領域技術人員可知，在用于諸如二氧化碳的高壓制冷系統(tǒng)中的球閥中，安裝和維護球閥時需要對方向進行判斷，而且一旦誤裝方向無法正常工作。
[0045]針對于此，需要提供一種改進的球閥，以下將參考附圖對本實用新型所提供的球閥進行詳細說明。
[0046]在一個實施例中，參考圖5和圖6所示，分別示出了本實用新型的球閥100的組裝狀態(tài)縱截面圖和示例性分解透視圖。本實用新型的球閥100可以用于諸如二氧化碳的高壓制冷劑的系統(tǒng)中。當然，還可以根據(jù)需要將其應用于冷藏、冷凍和空氣調(diào)節(jié)裝置的液體、吸氣和熱氣管路上。
[0047]作為示例，所述一種球閥包括:閥體101，其具有貫通的內(nèi)腔且在內(nèi)腔的相對的兩側(cè)處具有兩個閥側(cè)開口部，例如圖5、6中所示的兩個閥側(cè)開口部108，109，它們例如可以是彼此對齊或不對齊的，所述閥體101的閥側(cè)開口部108，109分別與上下游的管段106對齊地裝配；以及在頂部處具有敞開的閥頂開口 120;嵌入地安裝于所述閥體101上游端內(nèi)的閥座102，所述閥座102具有貫通的例如呈圓形的座開口部且與閥的上游側(cè)開口部109對齊地裝配;容置在所述閥體101內(nèi)的大致球臺形狀的閥芯體103，所述閥芯體103具有優(yōu)選地沿著球臺形狀的閥芯體103的縱向中心線設置的兩個相對的流通孔;可轉(zhuǎn)動地在下端處固連至所述閥芯體103的閥桿105，其具備經(jīng)由所述閥頂開口 120、在與所述閥體101的縱長方向和橫側(cè)方向(即如本領域中普遍認可的，閥體1I延伸方向或閥體1I中流體流通方向為縱長方向；而在如圖5中水平地與縱長方向正交或夾角的方向為橫側(cè)方向)二者共同確定的平面正交的豎向方向上(即如圖5和6所示的豎直方向)插置入所述閥體101頂部處的閥桿下柄133。其中，所述閥桿下柄133相對于穿過所述閥芯體103中心的豎向軸線是偏心設置的。所述閥體諸如呈部分球殼形狀，并且在其中包圍所述閥芯體103并與閥芯體相配合，所述配合可例如通過在閥體101內(nèi)作為下游閥座的密封圈(諸如特氟龍材料的密封圈)而實現(xiàn)。具體地，例如，所述閥體101的上游端和下游端內(nèi)被預先裝入密封圈，并且在球閥組裝時所述閥芯體103借助于密封圈而抵緊所述閥體101的內(nèi)側(cè)壁。
[0048]所述嵌入地安裝于所述閥體101上游端內(nèi)的閥座102例如通過螺紋副與所述閥體101連接。具體地，例如，所述閥座102與所述閥體相連接的一端上設置有外螺紋，而所述閥體101與所述閥座102相連接的一端上設置有內(nèi)螺紋，所述外螺紋可與所述內(nèi)螺紋以螺紋嚙合方式形成連接，即，形成螺紋副。通過對螺紋副的調(diào)節(jié)，可以控制和調(diào)節(jié)球閥的密封軸向力，并繼而可以控制球閥的密封能力。
[0049]另外，所述閥座上還可以設置有槽口(未顯示)，以便于利用相應的工具對閥座102進行旋擰調(diào)節(jié)?？梢岳斫猓梢詰萌魏芜m合的方式或工具來調(diào)節(jié)閥座102與閥體101之間的螺紋副的旋緊或松脫。
[0050]替代地或補充地，所述閥體與所述閥座之間的螺紋副例如還可包括涂覆在其上的粘結(jié)劑，以增加軸向受力強度，防止螺紋副6松動導致密封不良。
[0051]根據(jù)待流經(jīng)球閥的流體的流通需要，所述上下游管段106例如可以采用諸如螺紋接合的方式分別與所述球閥的所述閥座102和閥體101成可拆卸可調(diào)的連接。替代地，管段106例如還可以與所述球閥的所述閥座102和閥體101成焊接連接，從而有助于二者間的完全固定以阻止其間發(fā)生相對軸向移動;或采用諸如膠粘接合等其它適合的方式與閥座102和/或閥體1I連接。
[0052]所述閥桿105用于轉(zhuǎn)動所述閥芯體103，實現(xiàn)所述閥芯體103的流通孔相對于閥座102的座開口部以及閥體101的閥側(cè)開口部108，109而言的打開、關閉或至少部分打開，也就是實現(xiàn)對球閥100的開度的調(diào)整。
[0053]額外地還可設置閥帽107，所述閥帽107安裝成從頂部包圍所述閥桿105的外側(cè)并且緊固固定例如旋擰至閥體101，起到防塵密封的作用。
[0054]在該實施例的一個具體示例方面中，所述閥芯體103的頂部設置有凹槽110，且所述凹槽110的形狀和尺寸被確定為匹配地接納驅(qū)動閥桿105的下柄。且在閥芯體103與閥座102和閥體1I分別相聯(lián)接處具備密封構件104諸如密封圈以實現(xiàn)流體密封。
[0055]在本實施例中，將閥芯體103的凹槽110的延伸方向即閥桿下柄133的延伸方向設置為與閥芯體103的兩個相對的流通孔的延伸方向相垂直。
[0056]優(yōu)選地，閥芯體103兩側(cè)具備的流通孔所在的平面彼此平行從而實質(zhì)上將該不銹鋼球截取為球臺形。進一步優(yōu)選地，所述球臺形的閥芯體103、以及位于閥芯體103上的凹槽110，均相對于穿過閥芯體1 3中心的豎向軸線是對稱的。
[0057]特別地，所述流通孔的尺寸例如直徑被確定為適于分別與閥座102的座開口部和閥體1I的側(cè)開口部對齊且裝配在一起。
[0058]優(yōu)選地，閥芯體103為金屬球臺例如不銹鋼球臺。
[0059]閥體101采用例如可焊接材料諸如金屬制成，以便利與管段106焊接結(jié)合以在接口處實現(xiàn)不漏液的密封。將閥座102設置在閥芯體103的上游流通孔所在的側(cè)部處。具體地，閥座102的座開口部的內(nèi)尺寸略大于閥芯體103的上游流通孔的外尺寸，從而確保在裝配好的球閥中閥座102不會部分地阻擋流通孔。
[0060]參見圖7a和7b，優(yōu)選地，所述閥桿105的下柄133具備偏心設置的結(jié)構，且與之相匹配的所述閥體101頂部處的閥頂開口 120具備獨特的形狀用于相互配合作用從而構成雙向可操作的球閥。
[0061]具體地，如圖7a所示，本申請的一個具體實施例的閥桿包括:位于閥桿中部的閥桿主體131，其具備若干沿閥桿軸向間隔開的周向環(huán)部，用于嚙合到閥體101中便于固定和密封;從閥桿主體131向上延伸的閥桿上柄132，其具備一對彼此平行的扁平側(cè)面，適于人手或機械捏持旋以施加諸如旋擰這樣的外力作用來驅(qū)動所述閥桿轉(zhuǎn)動;從閥桿主體131向下延伸的閥桿下柄133，所述閥桿下柄133在周緣方向由與閥桿上柄132的扁平側(cè)面垂直的一對平行的扁平側(cè)面、以及兩個弧形側(cè)面而限定呈封閉截面，其中至少一個弧形側(cè)面相對于穿過閥芯體103中心的豎向軸線偏心設置成在閥桿主體131的直徑方向上不會完全延伸至與閥桿主體131的外周齊平，即所述弧形側(cè)面在閥桿橫截面上的投影線條位于閥桿橫截面的范圍以內(nèi)。優(yōu)選地，如圖7a所示，閥桿下柄133的僅一個弧形側(cè)面偏心設置成在徑向上不延伸成與閥桿主體131的外周齊平，而另一個弧形側(cè)面則在徑向上延伸成與閥桿主體131的外周完全齊平。
[0062]例如，所述閥桿下柄133通常是通過在圓柱體形的閥桿下部沿軸向向內(nèi)且與閥桿橫截面垂直地進行軸對稱的兩次相對的切割以及一次沿弧形路線的偏心切割而形成，從而使得閥桿下柄133未能延伸跨越閥桿圓柱體主體橫截面的整個直徑。
[0063]所述閥桿的下柄與閥桿本體之間可以為組合的分體結(jié)構，例如通過焊接實現(xiàn)；替代地或補充地，也可以為一體成型的結(jié)構。優(yōu)選地，閥桿下柄133直接在閥桿上經(jīng)過減材加工例如車削操作而制成。以提高整體強度，降低制造成本。
[0064]如圖7b所示，本申請的一個具體實施例的球閥閥體101頂部處敞開的閥頂開口 120是用于容納插入的閥桿下柄133的閥頂開口 120，該閥頂開口 120的圖案大致為由同心但不同內(nèi)徑的兩個圓形由同一條弦分別從各自截取的相對的兩個部分圓拼合而成。所述共同弦的方向設置為與閥體的延伸方向一致。此閥頂開口 120因而可以例如通過兩次沖孔或一次沖孔加一次擴孔即可形成。從而相對于圖4b所示的現(xiàn)有技術的具備中心對稱的一對凸出的閥頂開口 20而言是工藝簡單且易于成型的。
[0065]其中，優(yōu)選地，較小直徑的部分圓孔(以下稱“小圓孔122”)的直徑等于或略微大于如圖7a所示的閥桿下柄133中的偏心設置的弧形側(cè)面的直徑、但小于閥桿下柄133中的完全延伸至閥桿主體131外周處齊平的弧形側(cè)面的直徑，從而適于使得閥桿下柄133的僅偏心設置的弧形側(cè)面可以在其中自由旋轉(zhuǎn)、而完全延伸的弧形側(cè)面則被阻擋在較小直徑的部分圓孔以外;且較大直徑的部分圓孔(以下稱“大圓孔121”)的直徑優(yōu)選地如圖7a所示等于或略微大于閥桿下柄133的完全延伸至閥桿主體131外周處齊平的弧形側(cè)面的直徑;綜上，從而使得閥桿下柄133可以自由轉(zhuǎn)動經(jīng)過在整個大圓孔121內(nèi)的180度角度范圍，而相應地僅有閥桿下柄133中的偏心設置的弧形側(cè)面可以掃略經(jīng)過小圓孔122內(nèi)的180度角度方位。
[0066]進一步地，作為具體示例，以下將結(jié)合圖8a和Sb，對本實用新型的可在正負向雙向操作的球閥100的工作原理和操作方式進行說明。
[0067]如圖8a所示的閥桿與閥體101結(jié)合處的截面即閥桿下柄133與閥頂閥頂開口 120配合處的截面視圖所示，在圖左側(cè)，閥桿下柄133與閥頂開口 120的大圓孔121和小圓孔122部分的公共弦垂直，從而由于如前所述，閥芯體103的凹槽110的延伸方向即閥桿下柄133的延伸方向設置為與閥芯體103的兩個流通孔的方向垂直，此時為垂直于閥的延伸方向，則此時閥芯體103的流通孔方向與閥的延伸方向一致地對齊，從而球閥處于打開狀態(tài)，閥桿下柄133的此位置稱為“中心開啟位置”。
[0068]在圖8a右側(cè)，閥桿下柄133的完全延伸的弧形側(cè)面相對于閥桿和閥頂開口 120中心在大圓孔121部分中順時針樞轉(zhuǎn)90度并最終被止動于小圓孔122部分右側(cè)邊緣處，且同時偏心設置的弧形側(cè)面在小圓孔122中順時針樞轉(zhuǎn)90度，在此過程末端，類似地可推斷出，閥芯體103的凹槽110的延伸方向也為與閥的延伸方向一致，此時則閥芯體103的流通孔方向轉(zhuǎn)動至與閥的延伸方向垂直的橫向側(cè)處，從而球閥處于關閉狀態(tài)，閥桿下柄133的此位置稱為“順時針關閉位置”。
[0069]類似地，在圖8b中，當閥桿下柄133從中心開啟位置逆時針轉(zhuǎn)動90度時，達到圖8b中左側(cè)狀態(tài)，則此過程中，閥桿下柄133的完全延伸的弧形側(cè)面相對于閥桿和閥頂開口 120中心在大圓孔121部分中逆時針樞轉(zhuǎn)90度并最終被止動于小圓孔122部分左側(cè)邊緣處，且同時偏心設置的弧形側(cè)面在小圓孔122中順時針樞轉(zhuǎn)90度，在此過程末端，類似地可推斷出，閥芯體1 3的凹槽110的延伸方向也為與閥的延伸方向一致，此時則閥芯體1 3的流通孔方向轉(zhuǎn)動至與閥的延伸方向垂直的橫向側(cè)處，從而球閥處于關閉狀態(tài)，閥桿下柄133的此位置稱為“逆時針關閉位置”。
[0070]從以上具體實施例可以看出，在順時針和逆時針關閉位置處，閥桿下柄133都被閥頂開口 120的小圓孔122部分所止動，從而在該兩個閥關閉狀態(tài)的終點時，無需本領域現(xiàn)有技術的止動件和卡簧即可止動并固位，從而達到并維持穩(wěn)定的關閉狀態(tài)。如圖8a左側(cè)和圖Sb右側(cè)所示的開啟位置，顯示了處于打開狀態(tài)的球閥100閥頂開口 120處的截面視圖。也就是，在此種狀態(tài)下，流體能夠從球閥10的一側(cè)流至另一側(cè)，反之亦然。
[0071]以上結(jié)構的閥頂開口120可以例如通過簡單的工藝如沖壓和/或擴孔工藝得到，而閥桿可以例如一體成型，從而閥桿和孔的尺寸規(guī)格容易控制，結(jié)構簡單，易于制造。且能夠?qū)崿F(xiàn)通過二者之間的精確可靠的形狀配合。并且，基于以上工操作原理的具體過程，取消了額外的止動件、卡簧及定位裝置，減少加工工藝和零件種類、數(shù)目，簡化了球閥結(jié)構，提高了材料利用率，降低了成本。
[0072]替代地或補充地，所述凹槽110的形狀可以為包含但不限于下列各項形狀的組中的任一項:一字型、三角形、矩形、或六邊形等。只要其延伸的長度方向可以容納所述閥桿下柄133并實現(xiàn)如上所述的過程。
[0073]類似地，在其它實施例中，可以基于上述優(yōu)選實施例實現(xiàn)多個修改和變型。
[0074]替代地，所述閥座102可以在流體流動方向形成臺階狀結(jié)構，用于嵌入地接合到閥體的相應端口中，并且繼而通過焊接而實現(xiàn)不可調(diào)節(jié)的固定式密封連接。
[0075]另外替代地或補充地，所述閥座102還可以嵌入地設置于閥體101的下游端處，例如通過螺紋副的可旋擰調(diào)節(jié)連接、或諸如臺階式結(jié)合與焊接的組合，等等。
[0076]應當理解，所述球閥的兩種工作位置還可以反向設置，S卩，例如，將所述共同弦的方向設置為與閥體的延伸方向垂直，從而閥頂開口 120設置成相對于上述實施例順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)90度，則可能存在一個中心關閉位置和兩個對稱的打開位置即順時針打開位置和逆時針打開位置。
[0077]特別說明的是，本實用新型所述球閥的球體與閥體101之間的配合關系、閥帽107與閥體101之間的配合關系以及該閥的密封件的設置不是本申請的實用新型點所在，本領域的普通技術人員基于現(xiàn)有技術完全可以實現(xiàn)，故在此未予贅述。
[0078]另外，本領域技術人員可知，在用于諸如二氧化碳的高壓制冷劑系統(tǒng)的球閥中，例如當客戶進行維護操作需要關閉球閥時，會有部分制冷劑仍舊被封存在球閥的腔體內(nèi)。由于二氧化碳制冷劑的特性，隨著環(huán)境溫度升高，球閥內(nèi)的制冷劑的壓力會急劇升高，經(jīng)理論計算可能高達600bar甚至更高，從而當壓力增加至一定值時可能造成安全隱患和閥失效。為了保證使用安全，作為優(yōu)選的實施方式，通常會在閥芯體上設置泄壓孔。例如，如圖5、9所示，在閥芯體103的一側(cè)上，例如在介于兩個流通孔之間的閥芯體103的豎向中心線的大致橫向的方向上、或在該方向朝向上游略微成一小角度的方向上設置一個泄壓孔123，用來釋放閥內(nèi)存留的制冷劑。當球閥關閉時，閥芯體轉(zhuǎn)動成使得其流通孔不與上下游管段對齊，從而同時使得泄壓孔123轉(zhuǎn)至閥芯體103的面向上游管段的一側(cè)上，例如在介于兩個流通孔之間的閥芯體103的限定于上游流通孔與閥芯體豎向中心線之間的部分中，從而泄壓孔朝向作為高壓側(cè)的上游側(cè)管段敞開，使得存留于閥腔體中的制冷劑具有經(jīng)由泄壓孔而與高壓側(cè)連通的連通路徑以使得閥內(nèi)的壓力與上游側(cè)管段內(nèi)的壓力平衡，確保實現(xiàn)閥的泄壓效果；同時，在上游側(cè)管段中的高壓的作用下，所述閥芯體被朝向作為低壓側(cè)的下游側(cè)管段推壓以抵靠接觸作為閥座的密封圈、并進而抵緊所述閥體101，從而也確保了球閥在下游側(cè)處完全不透液的關閉。
[0079]閥芯體內(nèi)腔的殘余制冷劑經(jīng)過泄壓孔123排入管道中。該泄壓孔123呈圓孔狀以便于機加工。當然基于本實用新型的構思，可以采用任意的替代方案，即，除了圓孔之外，可以為任何其它形狀;該泄壓孔123的位置也可以加以調(diào)整，只需確保在球閥關閉時，該泄壓孔123位于閥芯體103與上游管段相鄰處的未被閥體101內(nèi)壁或閥座102或密封構件104封閉的區(qū)域內(nèi)即可。
[0080]在閥芯體103上端與閥桿配合的凹槽110處，也額外地開設有平衡孔(未示出)，該平衡孔貫通所述凹槽110，從而使得球閥上端的制冷劑經(jīng)過所述平衡孔進入閥芯體的內(nèi)腔，如圖5中附圖標記110處所示，從而存在著從平衡孔連通至泄壓孔123的制冷劑路徑，當球閥由閥桿旋轉(zhuǎn)關閉時，例如一部分制冷劑可以從球閥上端行進通過平衡孔、閥芯體內(nèi)腔及其泄壓孔123，從而起到例如在關閉狀態(tài)下排出閥內(nèi)殘余制冷劑、泄壓和部分平衡壓力的作用。
[0081]在球閥焊接到管路之后，進行安裝和維護時，用戶例如通常需要根據(jù)泄壓孔123位置調(diào)節(jié)球閥的關閉方向；而由于泄壓孔123位于閥體101腔體內(nèi)所容納的可自由轉(zhuǎn)動的閥芯體103上，且工作時，閥體101及相連的閥座102、上下游管段106完全圍封閥體101腔體，從而使得泄壓孔123的狀態(tài)不可見。為解決難以確定泄壓孔123定位狀態(tài)的問題，在又一個實施例中，在閥桿上柄132的扁平側(cè)面之一上設置指示孔124，則由于閥桿上柄132和閥桿下柄133各自的成對平行的扁平側(cè)面是垂直布置的，最終閥桿上柄132的扁平側(cè)面的延伸方向與閥芯體1 3的凹槽110的延伸方向一致、即而由圖9所示，該方向與閥芯體1 3的流通孔方向垂直，從而與閥芯體103的泄壓孔123的方向一致。因此，用戶可以根據(jù)閥桿上柄132的指示孔124判斷泄壓孔123位置，如圖10所示。
[0082]本實用新型由于僅對單側(cè)開閉結(jié)構(即閥桿105和其與閥體101匹配裝配的閥頂開口 120的具體結(jié)構及其組合，即彼此間匹配的工作關系)進行了改進，就實現(xiàn)了雙向開啟/關閉操作的功能。這樣，在安裝系統(tǒng)的時候，用戶不用關注球閥的安裝方向。既方便又安全。
[0083]需要說明的是，本實用新型的說明書中“上”、“下”、“左”、“右”方位關系，是針對說明書附圖所示的方位關系進行示例性而非限制性的描述的，同樣，“豎直”則是相對于閥的縱向與橫向二者共同確定的平面正交的方向，不能理解為對本實用新型保護范圍的進一步約束。
[0084]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各實施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0085]以上的說明書及其實施例提供對本實用新型所披露的一種可雙向操作的球閥的完整描述，本文中對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型及其核心思想，而并非旨在對本實用新型的范圍進行限定；同時，雖然本總體實用新型構思的一些實施例已被顯示和說明，本領域普通技術人員將理解，在不脫離本實用新型設計精神和范圍的前提下可對本實用新型技術方案做出的各種【具體實施方式】及應用范圍方面的修改、等同替換、和改進，均應落入本實用新型后文中的權利要求書及其等同物所限定的保護范圍內(nèi)。且本實用新型的各實施例中記載的技術特征可以相互組合形成新技術方案，該組成的新技術方案也落入到本實用新型的權利要求的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種可雙向操作的球閥，其特征在于，其包括相互配合地裝配在一起的閥體、閥座、閥芯體、和閥桿，所述閥體在其相對的上游端和下游端處各具有一個閥側(cè)開口部以及在頂部處具有敞開的閥頂開口 ；所述閥座嵌入地安裝在閥體的至少一端內(nèi)；閥芯體容置在所述閥體內(nèi)且具有兩個相對的流通孔，并且借助于密封圈分別與所述閥體的上游端和下游端抵緊配合；閥桿的下端處具備沿其縱長方向延伸的閥桿下柄，通過所述閥桿下柄穿過所述閥頂開口插置入所述閥芯體的頂部，所述閥桿可轉(zhuǎn)動地在下端處固連至所述閥芯體， 其中，所述閥桿下柄相對于穿過所述閥芯體中心的豎向軸線是偏心設置的。2.根據(jù)權利要求1所述的球閥，其特征在于，所述閥桿還包括:閥桿主體，閥桿下柄從閥桿主體向下延伸;并且 所述閥桿下柄在周緣方向由一對平行的扁平側(cè)面、以及兩個弧形側(cè)面而限定呈封閉截面。3.根據(jù)權利要求2所述的球閥，其特征在于，所述閥桿下柄的一個弧形側(cè)面相對于穿過閥芯體中心的豎向軸線偏心地設置成在閥桿主體的直徑方向上不會完全延伸至與閥桿主體的外周齊平，使得所述弧形側(cè)面在閥桿橫截面上的投影線條位于閥桿橫截面的范圍以內(nèi)，而另一個弧形側(cè)面完全延伸至閥桿主體外周處齊平。4.根據(jù)權利要求3所述的球閥，其特征在于，容置所述閥桿下柄的所述閥頂開口的圖案為由同心但不同內(nèi)徑的兩個圓形由同一條弦分別從各自截取的相對的兩個部分圓拼合而成，所述兩個部分圓包括較大直徑的大圓孔部分和較小直徑的小圓孔部分。5.根據(jù)權利要求4所述的球閥，其特征在于，小圓孔部分的直徑等于或略微大于所述閥桿下柄中的偏心設置的弧形側(cè)面的直徑、但小于閥桿下柄中的完全延伸至閥桿主體外周處齊平的弧形側(cè)面的直徑。6.根據(jù)權利要求5所述的球閥，其特征在于，大圓孔部分的直徑等于或略微大于閥桿下柄的完全延伸至閥桿主體外周處齊平的弧形側(cè)面的直徑。7.根據(jù)權利要求6所述的球閥，其特征在于，所述弦的方向設置為與閥體的延伸方向一致。8.根據(jù)權利要求4所述的球閥，其特征在于，在閥芯體中的兩個流通孔之間設置泄壓孔，所述泄壓孔與兩個流通孔的軸向中心線的大致垂直。9.根據(jù)權利要求8所述的球閥，其特征在于，所述閥桿還包括從閥桿主體沿其縱長方向與閥桿下柄相背離地延伸的閥桿上柄，且所述閥桿上柄具備與閥桿下柄的扁平側(cè)面垂直的一對彼此平行的扁平側(cè)面。10.根據(jù)權利要求9所述的球閥，其特征在于，在閥桿上柄的扁平側(cè)面之一上設置指示孔，從而與閥芯體的泄壓孔的方向一致。11.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的球閥，其特征在于，閥芯體兩側(cè)具備的流通孔所在的平面彼此平行使得該閥芯體的形狀為大致球臺形。12.根據(jù)權利要求11所述的球閥，其特征在于，所述閥芯體的頂部設置有凹槽，所述凹槽的形狀和尺寸被確定為匹配地接納所述閥桿下柄，并且凹槽的延伸方向與閥芯體的兩個相對的流通孔的軸向中心線方向相垂直。13.根據(jù)權利要求12所述的球閥，其特征在于，所述球臺形的閥芯體以及其上的凹槽，分別相對于穿過閥芯體中心的豎向軸線是對稱的。14.根據(jù)權利要求6所述的球閥，其特征在于，所述弦的方向設置為與閥體的延伸方向垂直。
【文檔編號】F16K31/44GK205479455SQ201620280849
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】范佐
【申請人】丹佛斯（天津）有限公司