CN1285848C - 一种埋地用聚乙烯塑料球阀及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种埋地用聚乙烯塑料球阀及其封装方法。该球阀包括有以下部件：接管座、阀座、阀壳本体、阀球、阀杆、扳手。阀壳本体内腔、阀球的两侧为由档圈、阀座及阀球密封圈组成的阀座组合体。其中阀座侧圈的侧端面上设有放置阀球密封圈的槽。阀座的侧圈嵌入档圈内壁之中，将阀球密封圈固定在阀座与档圈之间。阀座外壁与阀壳本体内腔壁螺纹连接，档圈处于阀座和阀球之间，阀球密封圈与阀球为紧密接触。阀壳本体的侧端面以及阀座的外侧端面在同一平面，接管座的侧端面与阀壳本体的侧端面以及阀座的外侧端面固接为一体。该阀门具有密封性能良好、封装简易等特点，主要用于埋地塑料管道配套，是城市燃气、城市供水等埋地塑料管路中较为理想的阀门。

Description

一种埋地用聚乙烯塑料球阀及其封装方法

技术领域

本发明涉及一种球形截止阀，进一步地说，是涉及一种埋地用塑料球阀及其封装方法。

背景技术

在塑料技术蓬勃发展的当今，“以塑代钢”正成为世界潮流，“塑料管材”也被当今越来越多的行业广泛采用，特别是在燃气和供水管网工程中。目前，在PE塑料管路中所使用的阀门，大都仍为用金属类材料加工制备的。但金属和塑料二者是不可能相互熔融结合成一体的，它们只能依靠机械方法相对地固定在一起。这样容易导致接合处可能成为一个泄露点。此外，金属阀门及其连接件还存在防腐、维修等等问题。

本申请人曾于中国专利ZL02200717.2中公开了一种埋地用聚乙烯塑料球阀。该球阀包括阀壳本体、阀球、接管座、阀杆及扳手等部件。其中阀壳本体的中心内腔安放有阀球，连接阀球上部的阀杆垂直向上伸出阀壳本体之外。所述的接管座插入阀壳本体内腔，其外壁与阀壳本体两侧的内腔壁固接为一体。在阀壳本体内位于接管座和阀球及阀杆之间还有一个阀座，其球曲面与阀球呈曲面密封。该专利提供的球阀具有密封性能良好、启闭方便、扭转力小、无须防腐，使用寿命长等特点，是埋地塑料管道用理想的阀门。

以上所述的现有的塑料球阀，其结构为阀座与接管座是一个整体，侧端为阀座的接管座与阀壳本体为内插式固接，组装时需要依靠复杂的专用封装设备。封装精度要求高、难度大。因而一般小型企业不具备生产这种“PE塑料球阀”的条件。

发明内容

本发明的目的，在于针对现有技术中聚乙烯塑料球阀封装精度要求高、难度大等问题，提供一种结构简单、组装方便、封装简易、密封性能良好的埋地用聚乙烯塑料球阀。

本发明的另一目的，在于提供所述埋地用聚乙烯塑料球阀的封装方法。

本发明的埋地用聚乙烯塑料球阀包括有以下部件：接管座、阀座、阀壳本体、阀球、阀杆、扳手，所述的阀壳本体地中心内腔安放阀球，连接阀球上部的阀杆垂直向上伸出阀壳本体之外，阀杆的上端插入扳手的上端内腔中，扳手的下端与阀壳本体的上端相连接，其特征在于：

在所述阀壳本体内腔、阀球的两侧为由档圈、阀座及阀球密封圈组成的阀座组合体，其中阀座、档圈均为环状圈，阀座一侧沿内壁横向延伸出一侧圈，使阀座的横截面呈L型，该侧圈的侧端面上设有放置阀球密封圈的槽，阀座的侧圈嵌入档圈内壁之中，档圈的内壁上设有一圈凸起，将阀球密封圈固定在阀座与档圈之间；阀座外壁与阀壳本体内腔壁螺纹连接，档圈处于阀座和阀球之间，阀球密封圈与阀球为紧密接触，即密封式接触；

所述的阀壳本体的侧端面与旋入阀壳本体的阀座的外侧端面在同一平面，所述接管座的侧端面与阀壳本体的侧端面以及阀座的外侧端面固接为一体。

为了使所述阀座组合体三个部件更好的固定为一整体，档圈内壁与阀座侧圈外壁间最好为过盈配合。

为了保证球阀的密封性，阀球密封圈与阀球间可涂有密封中常用的密封油脂。

为了防止阀门内压过大时阀杆弹出阀体，所述的阀杆下端与阀球连接处的上端为直径大于阀杆上部主体的止挡圈，并且还可以在止挡圈上面置有一密封圈。

为了防止球阀外泄漏使其具有可靠的密封性能，还可以在阀壳本体上与阀杆主体之间环绕有三个互相平行的、用于放置密封圈的凹槽。

为了防止人为的随意拆卸，上述的扳手中部内腔与阀壳本体可以采用旋转自扣式连接(即通过阀壳本体上端的一环状外凸和与其紧密套扣的扳手下端的一环状内凸，使得扳手只能左右水平旋转运动，却卸不出来)；另外，为了防止外部水份、杂质进入扳手与阀壳本体间，扳手内腔下端可以设置一个放置密封圈凹槽，使扳手与阀壳本体达到密封。

为了使阀球内外压力相等，减少阀球的位移和改善阀杆径向受力不均状态，阀球的底部还可以有一朝下的小通孔。

为了满足不同功能的需求，在所述的接管座上可以设置有以备在需要时安装放散管(即支线管)组件的放散管接口。

此外，为了封装方便本发明塑料球阀中所述的阀座侧端面上设有供安装旋入工具用的对称孔。阀座外壁相应部位上具有供旋入阀壳本体内腔的螺纹。在阀壳本体内腔壁上具有供阀座旋入的螺纹和加工时所必需的退刀槽。

本发明所述的聚乙烯塑料球阀的封装方法，其特征在于包括以下步骤：

①.将阀球密封圈置于阀座侧圈侧端面的槽内，并将阀座的侧圈嵌入档圈内壁之中，使阀球密封圈固定，组成阀座组合体；

②.将上述阀座组合体两付，依阀座外壁上的螺纹旋入阀壳本体内腔，分别置于阀球两侧；

③.之后将接管座的侧端面与上述阀壳本体的侧端面以及阀座的外侧端面固接。

本发明塑料球阀的封装方法中，所述接管座的侧端面与阀壳本体的侧端面以及阀座的外侧端面固接，可采用热熔对接、电容焊接等塑料常用的固接方法，其中优选用热熔对接方法固接。为了对接牢固，最好在热熔对接前，采用常用的塑料刨削工具将阀壳本体与阀座的侧端面刨削成一光滑平面。

一般对于塑料球阀来说，阀球置于阀壳本体内腔内，其密封性能对于塑料球阀至关重要。阀球的密封性能取决于阀球与阀球密封圈二者的配合：二者配合过松，阀杆转动力矩小了，但不能保证密封；过紧，阀杆转动力矩过大，且对长期的密封性能将产生负面影响。

本发明的聚乙烯塑料球阀，则可通过调节来解决阀杆转动力矩和密封性能之间的平衡。本发明聚乙烯塑料球阀的阀座组合体由阀座、档圈、阀球密封圈组成，阀座与阀壳本体是以螺纹连接形式，用组装工具将阀座组合体旋入阀壳本体，其中阀球密封圈与阀球密封接触。因此可通过调节阀座组合体的旋入深度，使其处于最佳位置，使阀杆转动力矩合适，同时又能保证球阀的密封性能。

此外本发明球阀封装时对阀壳本体与阀座外侧端面进行刨削，再与经刨削后的接管座侧端面实施热熔对接封装，使阀壳本体与阀座及接管座三个部件热熔对接成一整体。因此，本发明的聚乙烯塑料球阀为全塑型、不可拆卸的全封闭阀门。阀球顶端与阀杆相连，阀杆与阀门壳体采用橡胶密封圈密封，防止介质外泄。扳手采用滑动的自锁结构套扣于阀座上，以达到防止人为的随意拆卸；另外，为防止外部水份、杂质进入扳手与阀壳间，扳手与阀壳间采用橡胶密封圈密封。为使阀门启、闭位置正确，还装有限位装置。当扳手作90度旋转时，带动阀杆及阀球作相应的转动，以达到启、闭阀门的作用。

本发明提出的聚乙烯塑料球阀及其封装方法具有下列特点：

1、阀座组合体与阀壳本体以螺纹式连接，并通过塑料对焊机将阀座、阀壳本体及接管座进行对接式焊接，而无需内插式焊接，使得球阀封装简易、毋需昂贵、复杂的专用封装设备。

2、通过调节校正阀座组合体，使其与球阀配合处于最佳状态，阀杆转动力矩合适，同时保证密封性能好，启、闭方便且扭力小。

3、球阀本体采用和塑料管道相同的材质(通常为PE)，二者间溶接性能良好，使阀和管道能方便地采用热熔方式进行严密连接，施工简单。

4、化学稳定性良好，耐腐蚀，无毒。无须防腐处理。

5、阀体内壁光滑，与管道基本等径，流体阻力小，流体通过能力大。

6、柔韧性能好，在大角度的弯曲下，仍能正常工作。

7、阀门重量轻，搬运方便。

8、抗老化性能好，使用寿命长。

9、该阀门适宜于直接埋入地下，通过启、闭附件就可在地面直接操作，毋须建造专用阀门井之类的建筑。因此投资省、占地少。

9、本发明的球阀产品质量稳定，有利于降低生产成本。

10、本阀门性能严格符合欧洲标准PrEN-1555-4“输送燃气用塑料管道系统聚乙烯(PE)-第四部分：阀门”的要求，通用性好。

与金属阀门相比，本发明聚乙烯塑料球阀除了具有一定的强度、刚度、柔韧性、抗冲击性、耐磨性、耐腐蚀性外，还具有较好的气密性、无毒等优良性能。聚乙烯塑料球阀施工简单、使用寿命长、免维护且与聚乙烯管道网成一整体，能够在一定程度上抵抗地震等自然影响的卓越经济性。而且本发明的球阀密封性可调、封装简便。因此在燃气输送、供水工程、石油、化学工业等领域中得到了广泛的应用。

附图说明

附图1为本发明的聚乙烯塑料球阀的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详述本发明的聚乙烯塑料球阀结构特点及封装方法：

1、阀壳本体3

阀壳本体3的结构和作用是：阀壳本体3中心内腔安放阀球4，上部设有阀杆5及定位及密封装置。阀壳本体3内腔之阀球4两边安装阀座组合体；阀壳本体3上部安装扣在阀杆5上的扳手6，即阀杆5的上端插入扳手6的上端内腔中。还设有阀门启闭限位装置，可使使阀门启、闭正常及启闭位置正确。此外阀壳本体3与扳手6间有自扣装置，其作用是防止人为的随意拆卸和。扳手6与阀门间的密封装置，可防止阀体外的水分、沙石泥土等杂质进入扳手6与阀门间，而影响阀门正确启闭操作。阀壳本体3外部底面设计成平稳抵托形，与阀杆5和扳手6相垂直，使球阀放置平稳、便于施工。制造阀壳本体3的材料，可以是燃气管道所使用的中密度、高密度聚乙烯。

2、接管座1

接管座1的侧端面与阀壳本体3的侧端面以及阀座2的侧端面固接为一体。接管座2上可以预设有例如Φ40放散管接口，以备在用户需要时穿孔熔接。制造阀壳本体的材料，同样亦可以是燃气管道所使用的中密度及高密度聚乙烯。这样，管道和阀体能方便地用热熔的方式，严密地连接成一体。

3、阀球4

阀球4位于阀壳本体内腔中，其底部有一朝下下的小通孔9，小通孔9的作用是使球体内、外压差相等，以减少位移和改善阀杆5承力状况；在阀球4的顶端设有承插阀杆5的装置，在回转时，始终与阀杆紧密连接。制造阀球4的材料，可以采用具有适当强度、能抗强渗透压力及热稳定性较好的聚丙烯树脂。阀球4成型后，要进行多次精密加工，保证球体的椭圆、同心度偏差降至最小，以达到与阀座2、档圈7及阀球密封圈8间的密封性能始终保持良好。

4、阀杆5

阀杆5末端设有连接阀球4的装置；阀杆5承插阀球4的上端。所述的阀杆5下端与阀球4连接处的上端为直径大于阀杆5上部主体的止挡圈，并且止挡圈上面置有一密封圈；在阀壳本体3上与阀杆5主体之间环绕有三个互相平行的、用于放置密封圈的凹槽，使阀门在正常使用的工作状态下，可靠地保证介质的不外泄；阀杆的顶端装有连接扳手6的装置。制造阀杆5的材料，最好采用机械强度高、刚性好、强度亦高的聚甲醛。

5、阀座组合体

阀座2、档圈7、阀球密封圈8组成了阀座组合体，位于壳本体3内腔、阀球4的两侧。其中阀座2、档圈7均为环状圈，阀座2一侧沿内壁横向延伸出一侧圈，使阀座2的横截面呈L型，该侧圈的侧端面上设有放置阀球密封圈8的槽。阀座2的侧圈嵌入档圈7内壁之中，档圈7的内壁上设有一圈凸起，将阀球密封圈8固定在阀座2侧圈侧端面的槽内，即固定在阀座2与档圈7之间。上述阀座2的侧圈外壁与档圈7内壁间最好为过盈配合。阀座2外壁与阀壳本体3内腔壁螺纹连接，档圈7处于阀座2和阀球4之间，阀球密封圈8与阀球4为紧密接触。为了更好的保证球阀良好密封性能，阀球密封圈8与阀球4间可涂有密封中常用的密封油脂。阀球密封圈8采用丁睛橡胶，使其能在规定的压力和温度下始终保持优良的弹性和拉伸性能外，且具有良好的耐油性能和无毒特性。档圈7材质为聚丙烯。阀座2旋入阀壳本体3后，其外侧端面应与阀壳本体3的侧端面在同一平面。

6、扳手6

扳手6的顶端设有欧洲标准PrEN1555-4“输送燃气用塑料管道系统-聚乙烯(PE)-第四部分：阀门”规定的边长为50mm的方身，以便和其他阀门启、闭操作工具相配合；并且方身的顶端标有流体流向的刻线(当刻线与管道成一直线时，表示阀门开启状态；当刻线与管道垂直时，表示阀门关闭状态。)；在扳手6上方，明显地标有阀门启、闭的旋向(逆时针方向旋转90度为开启，顺时针方向旋转90度为关闭)标志。此外，在扳手内端尚设有与阀门壳体相配合的滚动自锁装置，防止认为的随意的拆卸；在扳手的下端，设有与阀门壳体相配合的密封装置，防止阀外的水分、泥土、沙石等杂质进入扳手与阀门之间，阻碍阀门正确启、闭操作。制造扳手6的材料，可以采用抗冲击力和其他应力能力较强、变形适当的PP树脂。

由本发明申请人试制的埋地用聚乙烯塑料球阀的样品，经国家化学建筑材料测试中心按《欧洲标准PrEN1555-4》中“输送燃气用塑料管道系统-聚乙烯(PE)-第四部分：阀门”的要求严格测试，各项指标均符合该标准规定的要求。

Claims (9)

1.一种埋地用聚乙烯塑料球阀，包括有以下部件：接管座[1]、阀座[2]、阀壳本体[3]、阀球[4]、阀杆[5]、扳手[6]，所述的阀壳本体[3]的中心内腔安放阀球[4]，连接阀球[4]上部的阀杆[5]垂直向上伸出阀壳本体[3]之外，阀杆[5]的上端插入扳手[6]的上端内腔中，扳手[6]的下端与阀壳本体[3]的上端相连接，其特征在于：

在所述阀壳本体[3]内腔、阀球[4]的两侧为由档圈[7]、阀座[2]及阀球密封圈[8]组成的阀座组合体，其中阀座[2]、档圈[7]均为环状圈，阀座[2]一侧沿内壁横向延伸出一侧圈，使阀座[2]的横截面呈L型，该侧圈的侧端面上设有放置阀球密封圈[8]的槽，阀座[2]的侧圈嵌入档圈[7]内壁之中，档圈[7]的内壁上设有一圈凸起，将阀球密封圈[8]固定在阀座[2]与档圈[7]之间；阀座[2]外壁与阀壳本体[3]内腔壁螺纹连接，档圈[7]处于阀座[2]和阀球[4]之间，阀球密封圈[8]与阀球[4]为紧密接触；

所述的阀壳本体[3]的侧端面与旋入阀壳本体[3]的阀座[2]的外侧端面在同一平面，所述接管座[1]的侧端面与阀壳本体[3]的侧端面以及阀座[2]的外侧端面固接为一体。

2.根据权利要求1所述的一种埋地用聚乙烯塑料球阀，其特征在于，所述的阀球密封圈[8]与阀球[4]间涂有密封油脂。

3.根据权利要求1所述的一种埋地用聚乙烯塑料球阀，其特征在于，所述的档圈[7]内壁与阀座[2]侧圈外壁之间为过盈配合。

4.根据权利要求1所述的一种埋地用聚乙烯塑料球阀，其特征在于，所述的阀座[2]侧端面上设有供安装旋入工具用的对称孔[9]。

5.根据权利要求1所述的一种埋地用聚乙烯塑料球阀，其特征在于，所述的阀杆[5]下端与阀球[4]连接处的上端为直径大于阀杆[5]上部主体的止挡圈，并且止挡圈上面置有一密封圈；在阀壳本体[3]上与阀杆[5]主体之间环绕有三个互相平行的、用于放置密封圈的凹槽。

6.根据权利要求1所述的一种埋地用聚乙烯塑料球阀，其特征在于，所述的扳手[6]中部内腔与阀壳本体[3]采用旋转自扣式连接，扳手[6]内腔下端有一凹槽，凹槽内置有密封圈与阀壳本体[6]相密封。

7.根据权利要求1～6之一所述的一种聚乙烯塑料球阀的封装方法，其特征在于包括以下步骤：

①.将阀球密封圈[8]置于阀座[2]侧圈侧端面的槽内，并将阀座[2]的侧圈嵌入档圈[7]内壁之中，使阀球密封圈[8]固定，组成阀座组合体；

②.将上述阀座组合体两付，依阀座[2]外壁上的螺纹旋入阀壳本体[3]内腔，分别置于阀球[4]两侧；

③.之后将接管座[1]的侧端面与上述阀壳本体[3]的侧端面以及阀座[2]的外侧端面固接。

8.根据权利要求7所述的封装方法，其特征在于，所述接管座[1]的侧端面与阀壳本体[3]的侧端面以及阀座[2]的外侧端面用热熔对接方法固接。

9.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于，在所述接管座[1]的侧端面与阀壳本体[3]的侧端面以及阀座[2]的外侧端面热熔对接前，将阀壳本体与阀座的侧端面刨削成一光滑平面。