CN112524279A - 一种塑料球阀及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料球阀及其制造方法，塑料球阀包括阀体以及设置在所述阀体内的阀芯，阀芯密封圈设置在阀芯的旁侧；阀体的中部为阀腔，两端分别为连接管，连接管的内端设有环形凸缘，环形凸缘的端面上设有多个轴向通孔，用于在注塑时轴向定位阀芯密封圈；阀腔的内表面两侧分别设有环形凹槽，与所述轴向通孔相对应，阀芯密封圈安放于环形凹槽内。本发明，利用活动模芯前端的伸出端插入到轴向通孔内，将阀芯密封圈压紧在阀芯的球体部表面上，实现对阀芯密封圈的定位，从而保证了在注塑过程中，阀芯密封圈不会移动，使得塑料球阀注塑成型后具有很好的密封性能，解决了塑料球阀密封性不好，施工不方便、效率低的问题。

Description

一种塑料球阀及其制造方法

技术领域

本发明阀门技术领域，具体涉及一种塑料球阀及其制造方法，可快速拆装的连接管。

背景技术

小口径阀门在给排水、供热、空调等领域广泛使用。目前，市场上的小口径阀门主要以塑料阀门和铜制阀门为主，其中塑料阀门具有质量轻、耐腐蚀、不结垢、与管路连接方法多、使用寿命长和成本低等优点，使用量越来越大，这其中又以塑料球阀为主。

塑料球阀的加工制造主要采用一体式注塑成型工艺，具有工艺简单，生产效率高，成本低等优点，但是，采用该工艺制造的塑料球阀普遍存在以下缺点：

(1)密封性不好，特别是使用一段时间后漏水会越来越严重，导致阀门失效。

(2)与塑料管的连接不方便。目前塑料球阀与塑料管的连接方式主要有三种，第一种是胶接，即管道插入阀门接头内，通过涂胶将管道和阀门连接；第二种是热熔，管道和阀门全部采用的是热熔材料，通过热熔将管道和阀门连接；第三种是螺纹连接，即通过螺纹将管道和阀门连接。在实际使用中，胶接连接方式需要现场涂胶，热熔连接方式的现场需要用电，螺纹连接方式需要缠密封胶带，因此施工不方便，施工效率低，特别是当管道需要更换时，胶接的和热熔的均需要破坏管道才能更换，造成许多不必要的浪费。

有鉴于此，急需对现有的塑料球阀及其制造方法进行改进，以提高密封性，延长使用寿命，同时方便连接塑料管。

发明内容

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种塑料球阀及其制造方法，以解决现有的技术，塑料球阀密封性不好，施工不方便、效率低的问题。

为此，本发明提供的塑料球阀，包括阀体以及设置在所述阀体内的阀芯，还包括：

阀芯密封圈，设置在所述阀芯的旁侧；

所述阀体的中部为阀腔，两端分别为连接管，所述连接管的内端设有环形凸缘，所述环形凸缘的端面上设有多个轴向通孔，用于在注塑时轴向定位所述阀芯密封圈；所述阀腔的内表面两侧分别设有环形凹槽，与所述轴向通孔相对应，所述阀芯密封圈安放于所述环形凹槽内。

在上述塑料球阀技术方案中，优选地，所述轴向通孔具有自外向内倾斜的拔模斜度。

在上述塑料球阀技术方案中，优选地，所述连接管的外端设有用于管道快速拆装的连接结构，所述用于管道快速拆装的连接结构包括：

螺帽，螺纹连接在所述连接管的端部；

密封垫，所述连接管的端部设有扩孔部，所述连接管的外端面上设有第一环形凸台，所述螺帽的外端具有缩径部，所述缩径部的内端面上设有第二环形凸台，所述密封垫设置在所述螺帽内，且两端面分别由所述第一环形凸台和所述第二环形凸台压紧；

O型密封圈，设置在所述扩孔部内；

弹性卡圈，设置在所述O型密封圈的内端，且所述弹性卡圈的多个弹性卡爪分别朝向所述连接管的内部倾斜。

在上述塑料球阀技术方案中，优选地，所述扩孔部的内端面设有倒角。

在上述塑料球阀技术方案中，优选地，所述第一环形凸台和所述第二环形凸台的截面为半圆形。

在上述塑料球阀技术方案中，优选地，所述弹性卡爪的根部向内凹陷形成挖空部。

在上述塑料球阀技术方案中，优选地，所述弹性卡爪的端部朝向所述连接管的中心向内倾斜。

在上述塑料球阀技术方案中，优选地，所述弹性卡爪的倾斜角度与所述倒角相适配。

本发明还提供了一种上述塑料球阀的制作方法，包括以下步骤：

将一体成型的阀芯放入模具中，将阀芯密封圈套装在活动模芯的内芯轴上，然后合模；

活动模芯整体朝向阀芯移动，内芯轴插入到阀芯的阀芯孔内，并通过中间芯轴的伸出端将阀芯密封圈挤靠在阀芯的球体部压紧；

注入注塑材料成型阀体，成型冷却后首先向外侧移动活动模芯脱模，然后开模取出塑料球阀。

在上述方法技术方案中，优选地，所述活动模芯由同轴嵌套的内芯轴和外芯轴组成，其中，所述外芯轴沿周向设有多个芯轴孔，所述芯轴孔内插装有多个中间芯轴，所述中间芯轴与所述轴向通孔一一对应匹配，所述中间芯轴的前端伸出所述外芯轴形成伸出端，所述伸出端的深度与所述环形凸缘的厚度相同。

由上述技术方案可知，本发明提供的塑料球阀及其制作方法，阀体的中部为阀腔，两端分别为连接管，所述连接管的内端设有环形凸缘，所述环形凸缘的端面上设有多个轴向通孔；所述阀腔的内表面两侧分别设有环形凹槽，与所述轴向通孔相对应，所述阀芯密封圈安放于所述环形凹槽内，所述轴向通孔用于在注塑时轴向定位所述阀芯密封圈。解决了现有塑料球阀密封性不好，施工不方便、效率低的问题。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

首先，利用活动模芯前端的伸出端插入到轴向通孔内，将阀芯密封圈压紧在阀芯的球体部表面上，实现对阀芯密封圈的定位，从而保证了在注塑过程中，阀芯密封圈不会移动，使得塑料球阀注塑成型后具有很好的密封性能。

其次，连接管端面上的第一环形凸台和螺帽锁紧面上的第二环形凸台，在螺帽旋紧后可压入密封垫平面，进一步提高密封的可靠性。

第三，弹性卡圈由弹性材料制造，弹性卡圈未受力时弹性卡爪的内径大于被连接管的外径，被连接管可自由插拔，外接管道插入到位后旋紧螺帽，弹性卡圈受压后向内运动，在倒角的作用下弹性卡爪向管道中心移动，刺向被连接管，于是在弹性卡爪的作用下可防止被连接管拔出。当被连接管需要拆下时，松开螺帽，弹性卡爪回弹，松开被外接管道，可将其拔出，实现快速拆装。

第四、外接管道现场手工操作即可完成，无须施胶，无须用电，操作方便，快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种塑料球阀的剖面图；

图2为图1中的A部放大图；

图3为本发明中阀体的剖面图；

图4为图3中的B部放大图；

图5为本发明中螺帽的剖面图；

图6为本发明中弹性卡圈的示意图；

图7为本发明中轴向通孔的布置示意图；

图8为本发明中的活动模芯的剖面图；

图9为本发明提供的塑料球阀的制造方法步骤一的示意图；

图10为本发明提供的塑料球阀的制造方法步骤二的示意图

图11为本发明提供的塑料球阀的制造方法步骤三的示意图。

图1-图11中，零部件的对应关系如下：

阀体100，阀芯200；

阀腔101，连接管102，环形凸缘103，轴向通孔104，环形凹槽105；

螺帽20，密封垫30，接头密封圈40，弹性卡圈50，阀芯密封圏60；

扩孔部11，第一环形凸台12，倒角13；

锁紧部21，第二环形凸台22；

卡圈本体51，弹性卡爪52，挖空部53；

内芯轴301，中间芯轴302，外芯轴303，伸出端304。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例，仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实现原理是：阀体中部的阀腔两端与阀芯安装槽相对应的部位分别设有多个轴向通孔，利用活动模芯前端的伸出端插入到轴向通孔内，将阀芯密封圈压紧在阀芯的球体部表面上，实现对阀芯密封圈的定位，从而保证了在注塑过程中，阀芯密封圈不会移动，使得塑料球阀注塑成型后具有很好的密封性能。

为了对本发明的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明，以下介绍实现本发明技术方案的几个优选的具体实施例。

需要说明的是，本文中“内、外”、“前、后”及“左、右”等方位词是以产品使用状态为基准对象进行的表述，显然，相应方位词的使用对本方案的保护范围并非构成限制。

请参见图1和图3，图1为本发明提供的一种塑料球阀的剖面图，图3为阀体的剖面图。

如图1、图3所示，本发明提供的塑料球阀，包括阀体100以及设置在阀体100内的阀芯200。阀体100的两端分别为进水口和出水口，中部设有阀杆孔，阀芯200上端的阀杆穿出阀杆孔，用于转动阀芯200，实现进水口和出水口的连通与断开，打开或关闭塑料球阀。

阀体100的中部为阀腔101，用于安放阀芯200，阀芯200的两端分别设有由阀芯密封圏60构成的阀芯密封结构。阀体100的两端分别为连接管102，用于连接外接管道，连接管102的外端设有用于快速拆装外接管道的连接结构。

再请参见图2、图4和图5，图2为图1中的A部放大图，图4为图3中的B部放大图，图5为本发明中螺帽的剖面图。

如图2、图4和图5所示，用于快速拆装外接管道的连接结构包括螺帽20、密封垫30、接头密封圈40和弹性卡圈50。

连接管102的外端部设有扩孔部11，连接管102的外端面上设有第一环形凸台12。螺帽20的外端具有由缩径部形成的锁紧部21，锁紧部21的内端面上设有第二环形凸台22。第一环形凸台12和第二环形凸台22的截面优选为半圆形。第一环形凸台12的内圈根部与连接管102的外端面圆弧光滑连接。

密封垫30设置在螺帽20内，在螺帽20旋紧的过程中，向内挤压密封垫30，使其两个端面分别由第一环形凸台12和第二环形凸台22压紧；同时，也压紧接头密封圈40，达到密封连接的效果。

如图6所示，弹性卡圈50具有一个环形的卡圈本体51，卡圈本体51的内环端面上设有多个弹性卡爪52，多个弹性卡爪52沿圆周方向均布设置，弹性卡爪52的外端部朝向连接管102的中心向内倾斜，形成倒刺结构，弹性卡爪52的根部向内凹陷形成挖空部53，以进一步提高弹性卡爪52的弹性。

再参见图2、图4，连接管102的扩孔部11的内端面(台阶面)设有倒角13，弹性卡爪52的倾斜角度与倒角13相适配，以使得弹性卡圈50受到螺帽20的挤压时，弹性卡爪52沿倒角13移动，并在倒角13的挤压下，内径逐渐变小，起到类似倒刺的作用，将插入的外接管道(想要连接的管道)卡住，防止被拨出。

使用本发明提供的塑料球阀，连接外接管道的方法如下：

首先，将外接管道自螺帽一端插入到塑料球阀的连接管内。

然后，向塑料球阀的中心方向旋紧螺帽，在螺帽旋紧后，第一环形凸台和第二环形凸台分别压入密封垫的端面内，通过密封垫和接头密封圈的组合实现可靠密封。同时，弹性卡圈上的弹性卡爪刺入到外接管道的外壁内，防止外接管道被拨出。

当需要将外接管道拆下时，向外旋松螺帽，于是弹性卡圈上的弹性卡爪解除受力，弹性卡爪回弹，内径开口增大，将外接管道松开，此时可将外接管道从管道接头内拔出，实现快速拆装。

再参见图1、图3所示，阀体100中部的阀腔101为球面结构，与阀芯200下端的球体部相适配。连接管102的内端设有环形凸缘103，环形凸缘103的端面上设有多个轴向通孔104，轴向通孔104为沿径向均布设置的圆孔，如图7所示。阀腔101的内表面两侧分别设有环形凹槽105，与轴向通孔104相对应，环形凹槽105连通全部的轴向通孔104的内端，环形凹槽105用于安放阀芯密封圈，轴向通孔104用于轴向定位阀芯密封圈60。

本发明还提供了一种上述塑料球阀的制造方法，该方法采用活动模芯成型阀体100的内腔，并对阀芯密封圈60进行定位，如图8所示，活动模芯由同轴嵌套的内芯轴301和外芯轴303组成，其中，外芯轴303沿周向设有多个芯轴孔，芯轴孔内插装有多个中间芯轴302，中间芯轴302与轴向通孔104一一对应匹配，中间芯轴302的前端伸出外芯轴303形成伸出端304，伸出端304的深度与环形凸缘103的厚度相同，使得中间芯轴302可以穿过轴向通孔104，以抵住阀芯密封圏60定位。阀体100的外形由定模和动模成型，阀腔101由阀芯200成型，环形凹槽105由阀芯密封圏60成型，轴向通孔104由伸出端304成型，连接管102的内孔和环形凸缘103由内芯轴301成型，扩孔部11、第一环形凸台12和倒角13由外芯轴303成型。

具体地，本发明提供的塑料球阀的制造方法，包括以下步骤：

步骤一：如图9所示，将一体成型的阀芯200放入模具(图中未示出)中，将阀芯密封圈60套装在活动模芯的内芯轴301上，然后合模。

步骤二：如图10所示，活动模芯整体朝向阀芯200移动，内芯轴301插入到阀芯200的阀芯孔内，并通过中间芯轴的伸出端304将阀芯密封圈60挤靠在阀芯200的球体部压紧。

步骤三：如图11所示，注入注塑材料成型阀体，成型冷却后首先向外侧移动活动模芯脱模，然后开模取出塑料球阀。

本发明提供的方案，可应用于两通阀，出可应用于三通阀。

综合以上具体实施例的描述，本发明提供的塑料球阀及其制造方法，，与现有技术相比，具有如下优点：

首先，利用活动模芯前端的伸出端插入到轴向通孔内，将阀芯密封圈压紧在阀芯的球体部表面上，实现对阀芯密封圈的定位，从而保证了在注塑过程中，阀芯密封圈不会移动，使得塑料球阀注塑成型后具有很好的密封性能。

其次，连接管端面上的第一环形凸台和螺帽锁紧面上的第二环形凸台，在螺帽旋紧后可压入密封垫平面，进一步提高密封的可靠性。

第三，弹性卡圈由弹性材料制造，弹性卡圈未受力时弹性卡爪的内径大于被连接管的外径，被连接管可自由插拔，外接管道插入到位后旋紧螺帽，弹性卡圈受压后向内运动，在倒角的作用下弹性卡爪向管道中心移动，刺向被连接管，于是在弹性卡爪的作用下可防止被连接管拔出。当被连接管需要拆下时，松开螺帽，弹性卡爪回弹，松开被外接管道，可将其拔出，实现快速拆装。

第四、外接管道现场手工操作即可完成，无须施胶，无须用电，操作方便，快捷。

最后，还需要说明的是，在本文中使用的术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个…"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塑料球阀，包括阀体以及设置在所述阀体内的阀芯，其特征在于，还包括：

阀芯密封圈，设置在所述阀芯的旁侧；

所述阀体的中部为阀腔，两端分别为连接管，所述连接管的内端设有环形凸缘，所述环形凸缘的端面上设有多个轴向通孔；所述阀腔的内表面两侧分别设有环形凹槽，与所述轴向通孔相对应，所述阀芯密封圈安放于所述环形凹槽内，所述轴向通孔用于在注塑时轴向定位所述阀芯密封圈。

2.根据权利要求1所述的塑料球阀，其特征在于，所述轴向通孔具有自外向内倾斜的拔模斜度。

3.根据权利要求1所述的塑料球阀，其特征在于，所述连接管的外端设有用于管道快速拆装的连接结构，所述用于管道快速拆装的连接结构包括：

螺帽，螺纹连接在所述连接管的端部；

密封垫，所述连接管的端部设有扩孔部，所述连接管的外端面上设有第一环形凸台，所述螺帽的外端具有缩径部，所述缩径部的内端面上设有第二环形凸台，所述密封垫设置在所述螺帽内，且两端面分别由所述第一环形凸台和所述第二环形凸台压紧；

O型密封圈，设置在所述扩孔部内；

弹性卡圈，设置在所述O型密封圈的内端，且所述弹性卡圈的多个弹性卡爪分别朝向所述连接管的内部倾斜。

4.根据权利要求3所述的塑料球阀，其特征在于，所述扩孔部的内端面设有倒角。

5.根据权利要求3所述的塑料球阀，其特征在，所述第一环形凸台和所述第二环形凸台的截面为半圆形。

6.根据权利要求3所述的塑料球阀，其特征在于，所述弹性卡爪的根部向内凹陷形成挖空部。

7.根据权利要求4所述的塑料球阀，其特征在于，所述弹性卡爪的端部朝向所述连接管的中心向内倾斜。

8.根据权利要求7所述的塑料球阀，其特征在于，所述弹性卡爪的倾斜角度与所述倒角相适配。

9.如权利要求1所述的塑料球阀的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

将一体成型的阀芯放入模具中，将阀芯密封圈套装在活动模芯的内芯轴上，然后合模；

活动模芯整体朝向阀芯移动，内芯轴插入到阀芯的阀芯孔内，并通过中间芯轴的伸出端将阀芯密封圈挤靠在阀芯的球体部压紧；

注入注塑材料成型阀体，成型冷却后首先向外侧移动活动模芯脱模，然后开模取出塑料球阀。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述活动模芯由同轴嵌套的内芯轴和外芯轴组成，其中，所述外芯轴沿周向设有多个芯轴孔，所述芯轴孔内插装有多个中间芯轴，所述中间芯轴与所述轴向通孔一一对应匹配，所述中间芯轴的前端伸出所述外芯轴形成伸出端，所述伸出端的深度与所述环形凸缘的厚度相同。

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