CN209430795U - 一种可延长寿命的家用球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可延长寿命的家用球阀，包括阀杆、球体、阀座、阀体、密封圈。阀体内安装有阀座，阀座内安装球体，阀座与球体之间设有阻断水流的密封橡胶圈，球体中部为一通孔，将原球体顶部开槽平底面加工成圆弧底面，对应地与开槽对接的阀杆榫头端部底面也加工成与球体开槽底面匹配的圆弧面，使阀杆榫头圆弧凸面与球体开槽圆弧凹面接触。本实用新型在利用原材料的基础上，通过对球体开槽底面和阀体榫头进行结构优化，增加了作用力在球体凹槽侧面上的受力面积，可延长家用球阀的使用寿命。

Description

一种可延长寿命的家用球阀

技术领域

本实用新型属于阀门领域，尤其涉及结构改进的球阀。

背景技术

家用球阀是一种家庭必备的小型球阀，用于水管的开关。球阀的使用寿命，直接关系到居民的生活。更换一个坏球阀，是一件很麻烦的事情，不仅要关闭水管总阀，还要请水电工更换，尤其是现在经常发现球阀质量参差不齐，一些球阀质量差，使用不久就坏了，关不住水或者开通不了，只得更换，给居民生活带来极大的不便。如何提高球阀的质量，延长使用寿命，是亟待解决的技术问题。

1、球阀的工作原理

球阀的结构如图1所示，工作原理如下：

打开球阀。手握住球阀手柄，顺时针转动90°，手柄驱动阀杆同步转动，而阀杆通过自身下部的榫头带动球芯转动，当球芯转动到一定的角度时，球芯中部的通孔与阀体两端水管孔相通。此时，水流通过，当手柄转动到90°极限位置时，球芯中部的通孔与阀体两端的水管孔成同轴线相通，此时开通的水流最大。

关闭球阀。手握手柄反方向(逆时针)转动，带动球阀阀杆及球芯同步转动，球芯上的通孔将随之同步转动，逐渐与球阀两端的通孔轴线形成90°，即互不相通，形成关闭状态。

2、球阀存在的问题是：

球阀的球芯开槽见图2。球阀里的球芯开槽是整个球阀的薄弱环节，最容易损坏，导致球阀报废。球芯开槽的末端，槽的深度最浅，直至为零深度。在此处金属材料的连接强度最低。经过一段时间的频繁开、关，在阀杆榫头的向左、右两边挤压下，球芯开槽的两端末端会变形，即此处的金属材料顺着外力方向发生塑性流动，造成开槽两端的槽变宽，见图3。这样使得球芯开槽无法夹住阀杆榫头同步转动，当手柄转动时球芯并不转动或者转动很少，不能充分打开通道，水流开通不畅，或者关阀时关不到位，仍有水流，造成球阀失灵。

3、现有的解决办法：

现有方式是加深球芯开槽的深度，尤其是两个末端的深度。是简单地把整个平底槽加深，如图2所示，比如原来槽深2mm，现在加深为4mm，这种加深槽的方法带来一个新的问题，就是当球体转动时，开槽的边缘会碰触到密封橡胶圈，特别是球芯转动接近90°时，碰触现象更严重，造成开槽边缘刮伤密封橡胶圈，如图4所示，从而导致密封橡胶圈损坏漏水，所以简单地加深开槽不可取。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种可延长寿命的家用球阀，在不改变材料的情况下，通过对球体与阀杆的开槽和榫头进行结构设计，增加了同等作用力下的单位受力面积，可延长家用球阀的使用寿命。

本实用新型采用如下技术方案：

一种可延长寿命的家用球阀，包括阀杆、球体、阀座、阀体、密封圈。阀体内安装有阀座，阀座内安装球体，阀座与球体之间设有阻断水流的密封橡胶圈，其特征在于，球体中部为一通孔，将原球体顶部开槽平底面加工成圆弧底面，对应地与开槽对接的阀杆榫头端部底面也加工成与球体开槽底面匹配的圆弧面，使阀杆榫头与球体开槽圆弧底面相吻合衔接。

进一步的技术方案是，缩短阀杆榫头端部横截面宽度b，使球体开槽侧面受力面积的边缘深度增加。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构改进简单、加工方便，在不增加材料的基础上，通过将球体开槽的平底面设计成圆弧面，同时将阀杆榫头修改为与球体圆弧面匹配的圆弧状凸面，不仅使阀杆作用于球体的面积增大，而且增大了球体接收阀杆的受力面积，从而减少了球体开槽侧面单位面积上的受力强度，可大大延长球阀在使用过程的寿命。

附图说明

图1为背景技术中家用球阀剖面的结构示意图；

图2为背景技术中球体的结构示意图；

图3为背景技术中变形损坏的球体结构示意图；

图4为背景技术深槽刮伤密封圈的示意图

图5为本实用新型球体的开槽结构示意图Ⅰ；

图6为本实用新型榫头与球体开槽配合结构示意图；

图7为本实用新型球体开槽结构示意图Ⅱ；

图8为本实用新型球阀榫头结构示意图。

图中：1-阀杆、2-球体、3-密封橡胶圈、4-阀体、5-阀杆榫头、6-阀座、7-球体开槽平底面、8-开槽侧面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图5、6所示，本实用新型的一种可延长寿命的家用球阀，包括阀杆1、球体2、密封橡胶圈3、阀体4、阀座6。阀体4内安装有阀座6，阀座6内安装球体2，阀座6与球体2之间设有阻断水流的密封橡胶圈3，球体2中部为一通孔，将原球体2顶部开槽的平底面7加工成圆弧底面，如图5所示，对应地与开槽对接的阀杆榫头5端部底面也加工成与球体2开槽凹圆弧底面相匹配的圆弧面，使阀杆榫头5圆弧凸面与球体开槽圆弧凹面接触吻合，即改变原有阀杆榫头与开槽部位的接触面积(说明：阀杆榫头5和阀杆1是一个整体，阀杆榫头5是阀杆1的一部分)。

进一步的技术方案是，缩短阀杆榫头5端部横截面宽度b，使球体2开槽侧面8受力面积的两端边缘槽深增加，改善受力条件。

将球体2开槽的底面设计为一个圆弧底面，考虑到球体2开槽是由铣床加工而成的，加工的刀具为圆盘状铣刀，所以球体2开深槽如树叶状，见图5。相应地，阀杆榫头5端部，相应由平底面加工成圆弧面，正好与球体2的树叶状凹槽相配合，见图6。

在球体2上开出的树叶状凹槽，不仅使得开槽的两个末端深度加深一倍，而且槽的壁厚也增加约一倍，因为球面上的开槽壁厚，是随着开槽的深度而加厚的。因此，随着开槽的深度增加，不仅增加了开槽侧面的受力面积，减轻了单位面积的受力强度，而且随着开槽壁厚的增厚，又进一步增大了金属材料抵抗外力的作用。这两方面的共同强化作用，大大提高了球体开槽的抗挤压强度，使球阀的使用寿命得以大大延长，取得了满意的效果。

并且，由于球阀的球体开槽深度，由原来的平底面变为现在的圆弧树叶状，深度增加了一倍，如果平底面的槽高是h，那么树叶状的槽高是2h，见图7。这样开槽的侧壁受力面积增加一倍，也就是参与抵抗外力的开槽侧壁面积增加一倍，从而减轻了单位面积上的受力强度。更重要的是，在球面上开凹槽，随着开槽深度的增加，槽的壁厚也在增加，参与抵抗外力金属材料就增多，这样槽的侧壁强度就会大大增加，抗击阀杆榫头5的扭矩外力而不变形的能力则极大地提高。根据材料力学知识，如果开槽末端的屈服强度提高到大于阀杆榫头施加的侧向外力，则开槽将永久不发生退让变形。

为了进一步改善球体开槽末端的受力情况，把阀杆榫头5的宽度b缩短一点，见图8，这样使得球体开槽末端的受力边缘深度h尽量增加，使得开槽末端参与受力的金属材料尽量多一些，受力的金属材料体积越多，参与抵抗外力而不变形的能力就越强。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种可延长寿命的家用球阀，包括阀杆、球体、阀座、阀体、密封圈，阀体内安装有阀座，阀座内安装球体，阀座与球体之间设有阻断水流的密封橡胶圈，球体中部为一通孔，其特征在于，将原球体顶部开槽平底面加工成圆弧底面，对应地与开槽对接的阀杆榫头端部底面也加工成与球体开槽底面匹配的圆弧面，使阀杆榫头圆弧凸面与球体开槽圆弧凹面接触。

2.根据权利要求1所述的一种可延长寿命的家用球阀，其特征在于，缩短阀杆榫头端部横截面宽度b，增加球体开槽侧面的受力面积。