CN101871536A - 球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种球阀，包括设置在阀杆上的止动部件和设置在阀体上的定位凸台，该止动部件的伸出部与定位凸台配合，以限制球阀的全开位置和全闭位置；止动部件伸出部的抗弯截面为矩形，且该矩形抗弯截面的高宽比h/b满足：1＜h/b＜6，具有较好的抗弯曲性能。优选地，定位凸台具有第一定位面和第二定位面，止动部件伸出部在第一定位面和第二定位面之间的偏转角度为180°；当伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，该球阀处于全闭位置或者全开位置，当伸出部转动至其一侧端面与第一定位面相抵时或者其另一侧端面与第二定位面相抵时，该球阀处于全开位置或者全开位置。这样，阀杆可在180°范围内转动，从而大大提高了球阀的适应性及可操作性。

Description

球阀

技术领域

本发明涉及一种球阀，具体涉及一种用于制管路系统中的球阀。

背景技术

在制冷系统中，制冷剂的输送管路一般都需要配置球阀，以实现制冷剂传输通路的截止或导通。

请参见图1，该图是现有球阀的整体结构示意图。

现有球阀在开闭操作过程，通过阀杆14带动球体11在阀体12内转动而实现，球体11由全开位置至全闭位置的偏转角度大致为90°，因此，球体11在阀体12内的转动角度需要有一定的限制。如图1所示，现有球阀采用定位销13作为止动部件与定位凸台配合以实现开关的限位，其中，定位销插装在阀杆上，第一定位凸台131和第二定位凸台132沿周向对称设置在阀体上，且两个定位凸台之间具有第一内凹容纳部133和第二内凹容纳部134，以容纳呈90°摆动的定位销端部；该定位销13随着阀杆14一起转动至全开位置或全闭位置时，分别与两个定位凸台相抵。具体请一并参见图2和图3，其中，图2所示为全开位置，图3所示为全闭位置。

在使用过程中，经常会由于操作扭矩较大而导致定位销产生弯曲变形，从而影响对球阀开度的控制，球阀的使用稳定性较差。针对此种结构的球阀，通常需要增大定位销和阀杆等相关部件的截面尺寸，以提高定位销的抗弯截面模量；然而，此种处理方式又会使得球阀外形尺寸较大，所需要的装配空间较大。特别是，对于较大规格的球阀来说，要求定位销和阀杆具有较高的加工精度以方便装配，存在着制造成本较高的问题。

另外，如图2和图3所示，在全开位置和全闭位置之间转换时，阀杆只能转动90°，操作范围偏小，显然，现有球阀还存在着可操作性差的问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种开关结构强度较高的球阀，以确保球阀的使用稳定性，并具有较长的使用寿命。

本发明提供的球阀，包括设置在阀杆上的止动部件和设置在阀体上的定位凸台，该止动部件的伸出部与定位凸台配合，以限制球阀的全开位置和全闭位置；所述止动部件伸出部的抗弯截面为矩形，且该矩形抗弯截面的高宽比h/b满足：1＜h/b＜6。

优选地，所述定位凸台具有与止动部件的伸出部相配合的第一定位面和第二定位面，所述止动部件伸出部在第一定位面和第二定位面之间的偏转角度为180°；所述伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，该球阀处于全闭位置，所述伸出部转动至其一侧端面与第一定位面相抵时或者其另一侧端面与第二定位面相抵时，该球阀处于全开位置。

优选地，所述定位凸台具有与止动部件的伸出部相配合的第一定位面和第二定位面，所述止动部件伸出部在第一定位面和第二定位面之间的偏转角度为180°；所述伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，该球阀处于全开位置，所述伸出部转动至其一侧端面与第一定位面相抵时或者其另一侧端面与第二定位面相抵时，该球阀处于全闭位置。

优选地，所述第一定位面和第二定位面位于同一平面内。

优选地，所述止动部件由本体和伸出部两部分组成，所述止动部件的本体套装固定在所述阀体上。

优选地，所述本体的安装孔内壁与所述阀杆的外周表面上分别设置有相配合的止动平面。

优选地，所述止动部件为板材加工制成。

优选地，所述本体上方的阀杆上设置有限位部件，以限制所述本体与阀杆之间的轴向位置关系。

优选地，所述伸出部的下表面具有凸点，所述阀体的上端面具有与该凸点相适配的凹坑，当所述伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，伸出部下表面上的凸点置于所述阀体上端面上的凹坑内。

优选地，所述伸出部的下表面具有凹坑，所述阀体的上端面具有与该凹坑相适配的凸点，当所述伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，伸出部下表面上的凹坑置于所述阀体上端面上的凸点内。

本发明提供的球阀，针对球阀止动部件伸出部的抗弯截面进行了改进设计，以提高所述止动部件伸出部的抗弯曲性能。本方案中，所述止动部件伸出部的抗弯截面为矩形，且该矩形抗弯截面的高宽比h/b满足：1＜h/b＜6。对于球阀的伸出部易产生弯曲的情况，现有技术需要增加定位销和阀杆等相关部件的截面尺寸，以提高其抗弯截面模量；显然，如此处理使得球阀的外形尺寸较大，且所需要的装配空间较大。而采用本发明技术方案时，仅需要适当增加该抗弯截面的高度尺寸，即可有效改善其抗弯性能；由于该抗弯截面的高度尺寸与伸出部的摆动轨迹一致，因而不会影响球阀外形尺寸的变化。

此外，相比于现有技术中定位销与定位面之间的线接触，本方案中所述止动部件伸出部与定位面之间为面接触，对于相同的操作扭矩来说，本方案中所述止动部件承受的接触比压较小，因此，可进一步其抗变形的能力。

本发明的优选方案中，所述定位凸台具有与止动部件的伸出部相配合的第一定位面和第二定位面，所述止动部件伸出部在第一定位面和第二定位面之间的偏转角度为180°；当伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，该球阀处于全闭位置或者全开位置，当伸出部转动至其一侧端面与第一定位面相抵时或者其另一侧端面与第二定位面相抵时，该球阀处于全开位置或者全开位置。也就是说，本发明所述球阀的阀杆可在180°范围内转动，而球阀由全开位置至全闭位置的偏转角度为90°，因此，其装配完成后可根据外周空间的具体情况选择操作阀杆的摆转方向，从而大大提高了球阀的适应性及可操作性。

在本发明的另一优选方案中，所述伸出部的下表面具有凸点或者凹坑，所述阀体的上端面具有与该凸点或者凹坑相适配的凹坑或者凸点，当所述伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，伸出部下表面上的凸点或者凹坑与所述阀体上端面上的凹坑或者凸点相配合，以起到全开定位或全闭定位的作用。

本发明提供的球阀，特别适用于制冷管路系统中。

附图说明

图1是现有球阀的整体结构示意图；

图2和图3示出现有球阀的定位销与定位凸台之间的配合关系；其中，图2所示为全开位置，图3所示为全闭位置；

图4是本发明所述球阀的整体结构示意图；

图5示出了图4的A-A剖面所示的止动部件、阀杆及阀体之间的配合关系；

图6是本发明所述止动部件的俯视图；

图7是图6的B-B剖视图；

图8和图9分别示出了本发明所述球阀处于全开位置时的止动部件与定位凸台之间的相对位置关系。

图4-图9中：

球体1、阀体2、定位凸台21、第一定位面211、第二定位面212、凹坑22、止动部件3、本体31、安装孔311、伸出部32、凸点321、第一止动平面33、阀杆4、第二止动平面41、挡圈安装槽42、阀帽5、轴用弹性挡圈6。

具体实施方式

本发明是在现有球阀的基础上进行的结构改进设计，包括设置在阀杆上的止动部件和设置在阀体上的定位凸台，该止动部件的伸出部与定位凸台配合，以限制球阀的全开位置和全闭位置；与现有球阀相比，本发明的设计要点在于，所述止动部件伸出部的抗弯截面为矩形，且该矩形抗弯截面的高宽比h/b满足：1＜h/b＜6，以提高开关结构强度，以确保球阀的使用稳定性。

本文中所涉及的矩形抗弯截面的高度h和宽度b尺寸，是基于针对伸出部进行受力分析时的截面图形(参见图7)为基准来定义的。

下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

参见图4和图5，图4是本发明所述球阀的整体结构示意图，图5示出了图4的A-A剖面所示的止动部件、阀杆及阀体之间的配合关系。

如图所示，该球阀的主体结构与现有技术相同，在开闭操作过程，通过阀杆4带动球体1在阀体2内转动而实现，球体1由全开位置至全闭位置的偏转角度为90°；操作完成后，阀帽5罩装在阀杆4的外侧并与阀体2旋紧，起到防尘密封的作用。

参见图6和图7，图6是所述止动部件的俯视图；图7是图6的B-B剖视图。

止动部件3由本体31和伸出部32两部分组成，其中，本体31部分用于与阀杆4固定连接，伸出部32用于与阀体2上的定位凸台21相配合。实际上，本体31与伸出部32之间可以为分体式焊接结构，也可以采用图中所示的一体式结构，优选地，止动部件3采用板材冲压工艺制成，以提高止动部件的整体强度，降低制造成本。

如图所示，本体31的中部具有与阀杆4相配合的安装孔311，且该安装孔311的内壁与阀杆4的外周表面上分别设置有相配合的止动平面，以限制两者之间的周向相对转动。如图所示，在安装孔内壁的第一止动平面33和阀杆外周的第二止动平面41分别设置为两个且相对于阀杆4的轴心线对称设置。可以理解的是，该止动平面可以设置为一个，也可以沿周向设置为多个，只要满足使用需要均在本申请所要求的保护范围内。

限位部件设置在在本体31上方的阀杆4上，以限制所述止动部件3与阀杆4之间的轴向位置关系，也就是说，限制止动部件3相对于阀杆4轴向移动。图中所示，本方案采用轴用弹性挡圈6限制止动部件3的本体31轴向移动，该轴用弹性挡圈6卡装在阀杆4上的挡圈安装槽42内。显然，所述限位部件可以选用开口销等轴向限位部件替代轴用弹性挡圈。

当然，也可以采用固定销径向插装在止动部件本体与阀杆上，实现两者之间的轴向和径向的相对位置关系。

如前所述，止动部件3伸出部的抗弯截面为矩形，根据球阀通径等工作参数的不同，该矩形抗弯截面的高宽比在1＜h/b＜6的范围内任意选择。对于球阀的伸出部易产生弯曲的情况，适当增加该抗弯截面的高度尺寸，即可有效改善其抗弯性能，同时，由于该抗弯截面的高度尺寸h与伸出部32的摆动轨迹一致，因而不会影响球阀外形尺寸的变化。

此外，本方案中所述止动部件伸出部32与定位面之间为面接触，而现有技术中定位销与定位面之间的线接触，对于相同的操作扭矩来说，本方案中所述止动部件承受的接触比压较小，因此，可进一步其抗变形的能力。

本发明技术方案的定位凸台21具有两个与止动部件3的伸出部32相配合定位面：第一定位面211和第二定位面212，所述止动部件伸出部32在第一定位面211和第二定位面212之间的偏转角度为180°；优选地，所述第一定位面211和第二定位面212位于同一平面内，可与阀体一并锻造成形以提高零件的加工工艺性。如图5所示，伸出部32转动至两个定位面之间的中部位置时，该球阀处于全开位置；如图8所示，伸出部32转动至其一侧端面与第一定位面211相抵时，该球阀处于全闭位置；如图9所示，伸出部32转动至其另一侧端面与第二定位面212相抵时，该球阀也处于全闭位置。显然，本设计具有一个全闭位置、两个全开位置，这样，在实际的开启操作时可以根据操作空间选择任一方向进行操作，从而提高了球阀的适应性。

应当理解，所述伸出部32的两种工作位置还可以反向设置，即，伸出部32转动至两个定位面之间的中部位置时，该球阀处于全闭位置，伸出部32转动至其一侧端面与第一定位面211相抵时或者其另一侧端面与第二定位面212相抵时，该球阀处于全开位置。

为使得伸出部能够精确的位于两个定位面之间的中部位置，提高球阀的控制精度，本例在伸出部与阀杆之间增加了中部定位设计。如图所示，伸出部32的下表面具有凸点321，阀体2的上端面具有与该凸点321相适配的凹坑22，这样，如图5所示，当伸出部32转动至两个定位面之间的中部位置时，伸出部32下表面上的凸点321置于阀体2上端面上的凹坑22内，以起到全开定位或全闭定位的作用。

同理，前述伸出部与阀杆之间的中部定位设计也可以反向设置。即，伸出部的下表面设置凹坑，阀体的上端面设置与该凹坑相适配的凸点，同样可以实现定位的作用。当然，所述凹坑可以是与凸点截面形状一致的小孔或者凹槽，只要能够限定伸出部的中部位置均在本中请要求保护的范围内。

特别说明的是，本发明所述球阀的球体1与阀体2之间的配合关系、阀帽5与阀体2之间的配合关系以及该阀的密封件的设置不是本申请的发明点所在，本领域的普通技术人员基于现有技术完全可以实现，故在此未予赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.球阀，包括设置在阀杆上的止动部件和设置在阀体上的定位凸台，该止动部件的伸出部与定位凸台配合，以限制球阀的全开位置和全闭位置；其特征在于，所述止动部件伸出部的抗弯截面为矩形，且该矩形抗弯截面的高宽比h/b满足：1＜h/b＜6。

2.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述定位凸台具有与止动部件的伸出部相配合的第一定位面和第二定位面，所述止动部件伸出部在第一定位面和第二定位面之间的偏转角度为180°；所述伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，该球阀处于全闭位置，所述伸出部转动至其一侧端面与第一定位面相抵时或者其另一侧端面与第二定位面相抵时，该球阀处于全开位置。

3.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述定位凸台具有与止动部件的伸出部相配合的第一定位面和第二定位面，所述止动部件伸出部在第一定位面和第二定位面之间的偏转角度为180°；所述伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，该球阀处于全开位置，所述伸出部转动至其一侧端面与第一定位面相抵时或者其另一侧端面与第二定位面相抵时，该球阀处于全闭位置。

4.根据权利要求2或3所述的球阀，其特征在于，所述第一定位面和第二定位面位于同一平面内。

5.根据权利要求4所述的球阀，其特征在于，所述止动部件由本体和伸出部两部分组成，所述止动部件的本体套装固定在所述阀体上。

6.根据权利要求5所述的球阀，其特征在于，所述本体的安装孔内壁与所述阀杆的外周表面上分别设置有相配合的止动平面。

7.根据权利要求6所述的球阀，其特征在于，所述止动部件为板材加工制成。

8.根据权利要求7所述的球阀，其特征在于，所述本体上方的阀杆上设置有限位部件，以限制所述本体与阀杆之间的轴向位置关系。

9.根据权利要求2或3所述的球阀，其特征在于，所述伸出部的下表面具有凸点，所述阀体的上端面具有与该凸点相适配的凹坑，当所述伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，伸出部下表面上的凸点置于所述阀体上端面上的凹坑内。

10.根据权利要求2或3所述的球阀，其特征在于，所述伸出部的下表面具有凹坑，所述阀体的上端面具有与该凹坑相适配的凸点，当所述伸出部转动至两个定位面之间的中部位置时，伸出部下表面上的凹坑置于所述阀体上端面上的凸点内。

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