CN105805344B - 一种球阀 - Google Patents

Abstract

本技术提供一种以结构简单、安装简便、成本低廉、密封可靠的球阀。它具有阀体，直径a的帽端口外周开有宽度s的卡槽，帽端口前部端面到卡槽距离t；卡簧宽度f，厚度x；嵌入卡槽后的卡簧外径b；活动螺帽包括前部内孔和后部缩口，内孔直径c，缩口直径e；缩口与内孔之间是台阶面；在内孔壁上开有直径d的密封圈槽，台阶面到密封圈槽距离z；a≤e＜b≤c＜d，a+2f≤d，x≤s，z≤s+t；密封圈位于密封圈槽内；在阀端口内部的阀腔里有左密封片、阀球、右密封片，阀座左端部伸入阀腔，阀端口右端的端面与阀座右端之间有缓冲密封垫；除了帽端口和阀端口外的阀体另外一个端口为外周具有外螺纹的外螺纹端口。

Description

一种球阀

技术领域

本技术涉及球阀，具体地说，是一种三通球阀。

背景技术

目前常见的三通球阀，参见图1、2，它具有阀体1，阀体具有三个相通的端口，其中一个端口为连接活动螺帽2的帽端口11，一个端口为安装球阀5的阀端口12。

活动螺帽2包括前部的内孔21和后部的缩口22，缩口与内孔之间形成台阶面23。帽端口与活动螺帽的具体连接结构是：为了活动螺帽2的安装，一般需要在帽端口11内通过螺纹副连接一个压帽4，压帽的凸环41限制了活动螺帽向前移动从而脱离帽端口。但这样，要增加一个额外的零件压帽4，增加了制造成本；而且为了把压帽装入帽端口11，一般在压帽内孔设置为具有内六角的拧紧部，通过外六角扳手伸入拧紧部旋紧压帽，这样不可避免的会污染三通球阀的流体通道；另外，压帽与帽端口之间的螺纹副会出现渗漏风险。

球阀5一般包括左密封片51、阀球52、右密封片53、阀座54、阀杆55、把手56。阀端口与球阀的连接结构是：在阀端口12内部的阀腔里依次设置左密封片、阀球、右密封片、阀座的左端部，阀座的左端部541伸入阀腔并与阀腔通过螺纹连接，阀端口右端的端面与位于阀腔外部的阀座右端直径接触，通过左端部541把左密封片、阀球、右密封片压紧在阀腔内。这种结构，对左密封片、阀球、右密封片、阀腔、阀座的左端部等零部件在阀腔轴向方向的尺寸、配合精度要求很高，极大了提高了加工和装配成本；若有一个零部件的尺寸出现问题，就会出现泄漏问题，尤其是会出现阀球与左密封片、右密封片之间密封不可靠导致的漏液问题。

这种三通球阀，阀座还无法与其他用水设备的外接软管（如净水器的软管）快速连接。为了能够与外接软管快速连接，需要在阀座上再安装一个额外购买的快速接头。快速接头属于现有技术，但价格较高。通过快速接头能够把阀座与外接软管连通。

发明内容

本技术的目的是提供一种以结构简单、安装简便、成本低廉、密封可靠的球阀。

本技术所述的球阀，具有阀体，阀体具有三个相通的端口，其中一个端口为连接活动螺帽的帽端口，一个端口为安装球阀的阀端口；帽端口与活动螺帽的具体连接结构是：在直径为a的帽端口外周开有宽度为s的卡槽，卡簧嵌入卡槽；帽端口的前部端面到卡槽的距离为t；卡簧在径向方向的宽度为f，在轴向方向的厚度为x；嵌入卡槽后的卡簧外径为b；活动螺帽包括前部的内孔和后部的缩口，内孔直径为c，缩口直径为e；缩口与内孔之间形成台阶面；在内孔壁上开有直径为d、宽度为y的密封圈槽，台阶面到密封圈槽的距离为z；a≤e＜b≤c＜d，a+2f≤d，x≤s，z≤s+t；在外力下与帽端口的前部端面形成密封接触的密封圈位于密封圈槽内；活动螺帽套装在帽端口外周，由于嵌入卡槽内的卡簧外径b大于缩口直径e，阻止了活动螺帽向前移动从而脱离帽端口；在活动螺帽前端与密封圈槽之间的内孔上具有内螺纹；阀端口与球阀的连接结构是：在阀端口内部的阀腔里依次设置左密封片、阀球、右密封片、阀座的左端部，阀座的左端部伸入阀腔并与阀腔通过螺纹连接，阀端口右端的端面与阀座右端之间设置有缓冲密封垫；阀体的三个相通的端口中，除了帽端口和阀端口外的另外一个端口为外周具有外螺纹的外螺纹端口。

本技术的有益效果：本技术抛弃了常用的通过螺纹连接的压帽对活动螺帽的限位，而是通过一个在帽端口外周的卡簧实现对活动螺帽的限位，结构简单，降低了成本，也避免了使用伸入压帽内孔的拧紧工具在压帽拧紧时对流体通道造成污染，同时也消除了压帽与帽端口之间的螺纹副连接易出现的渗漏风险。台阶面到密封圈槽后侧面的在轴向方向上的距离z≤卡槽在轴向方向的宽度s+帽端口的前部端面到卡槽前侧壁的距离t，使得当卡簧与台阶面接触时，密封圈槽后侧面在帽端口的前部端面的后部或者与帽端口的前部端面平齐的位置，这样，当外部管路与本球阀连接时，外部管路通过与活动螺帽上内螺纹配合，外部管路的端面能够把密封圈压紧在帽端口的前部端面上，实现可靠密封。当密封圈嵌入密封圈槽内时，密封圈也限制了活动螺帽在轴向的方向的移动距离，结构紧凑，使用方便。

除了帽端口和阀端口外的另外一个端口为外周具有外螺纹的外螺纹端口。通过外螺纹端口，可以实现与外接管路通过螺纹快速连接。

由于阀端口右端的端面与阀座右端之间有缓冲密封垫（阀端口右端的端面与阀座右端之间在轴向方向不直接接触），所以旋入阀腔部分阀座的左端部的长度可以根据需要自由调节，不但降低了对左密封片、阀球、右密封片、阀座等零部件的加工精度要求，也降低了装配要求，并能够使得左密封片、阀球、右密封片、阀座的左端部等之间实现可靠密封；另外，该缓冲密封垫在阀端口右端的端面与阀座右端之间也起到密封作用,万一球阀的螺纹副密封失效,也不会造成漏液问题,从而起到加强密封的作用。

上述的球阀，c＜a+2f；x≤y。这样，可以进一步减小活动螺帽的尺寸，降低成本。

上述的球阀，在帽端口外周上卡槽的后部设置限制活动螺帽向后继续移动的限位台，当不安装密封圈时，活动螺帽能够在卡簧与限位台之间轴向移动；当活动螺帽与限位台接触不能向后移动时，密封圈槽的后侧面与卡槽的后侧面相平齐或者位于卡槽的后侧面的后方。通过设置限位台，限制了活动螺帽在轴向方向的移动范围，使得本球阀结构更加紧凑，降低成本。在安装卡簧时，为了能够使得卡簧顺利装入卡槽内，防止密封圈槽的后侧面可能阻挡卡簧向后移动，使得卡簧不能进入卡槽内，所以应当要求当活动螺帽与限位台接触不能向后移动时，密封圈槽的后侧面与卡槽的后侧面相平齐或者位于卡槽的后侧面的后方。作为进一步改进，最好c＜a+2f；x≤y；这样，外形更加小巧，成本低廉；但是此时为了不对卡簧的安装带来困难，套装卡簧时最好垂直安装，先把卡簧套装在靠近帽端口前部端面处的外周上，并使得卡簧位于密封圈槽内，再通过从内孔与帽端口之间伸入的工具推动卡簧向后移动，活动螺帽会跟随移动，使卡簧顺利滑入卡槽内；而且这样的球阀还有一个优点，就是卡簧安装到卡槽内后，无法再从卡槽内取下，也就是说，卡簧无法脱离帽端口外周，当然活动螺帽也就无法取下（脱离帽端口外周），增加了使用、运输时安全性。

上述的球阀，a＜e＜b＜c＜a+2f＜d，x≤y，x=s，z=s+t；密封圈的厚度≤y。这样，结构小巧的同时，活动螺帽相对于帽端口在轴向移动或者绕轴线转动也更加灵活。

上述的球阀，卡簧的截面为圆形，卡槽的截面为弧形。弧形卡槽截面可以减小帽端口外周在卡槽处应力集中，防止断裂。上述的球阀，台阶面与内孔壁之间以圆角过渡。圆角过渡减小了台阶面与内孔壁之间连接处的应力集中，承载力大，防止断裂。

上述的球阀，在阀座内部与阀腔相通的通道内沿着轴向设置有O型密封圈和弹性套，弹性套具有环绕在周向的三个以上的弧形弹片和与各弧形弹片的同一端共同连接的封闭环；各弧形弹片均有位于同一圆周上的卡爪。O型密封圈和弹性套是快速接头中的零部件，本技术把快速接头中的两个主要的零部件应用于本阀座内，起到了与外接软管快速连接的目的。这样，无需再购买价格昂贵的快速接头，也可实现与外接软管快速连接。使用时，外接软管伸入O型密封圈和弹性套内，外接软管与外周的O型密封圈密封接触，同时各卡爪在各弧形弹片的弹性作用下，在径向对外接软管夹紧定位。

附图说明

图1是现有的三通球阀的剖视图；

图2是现有的三通球阀的另一个剖视图；

图3是本三通球阀的剖视图（活动螺帽与卡簧接触状态）；

图4是本三通球阀的剖视图（活动螺帽与限位台接触状态）；

图5是本三通球阀的剖视图；

图6是帽端口与活动螺帽局部放大图；

图7是弹性套立体图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。

参见图3、4所示的三通球阀，具有阀体1，阀体具有三个相通的端口，其中一个端口为连接活动螺帽2的帽端口11，一个端口为安装球阀5的阀端口12，一个端口为外周具有外螺纹的外螺纹端口13。

活动螺帽包括前部的内孔21和后部的缩口22，内孔直径为c，缩口直径为e；缩口与内孔之间形成台阶面23；台阶面与内孔壁之间以圆角过渡。

卡簧4的截面为直径为R的圆形，显然，卡簧4在径向方向的宽度为f=在轴向方向的厚度为x=直径R。在直径为a的帽端口外周开有卡槽111，卡槽111在轴向方向的宽度为s>直径R。嵌入卡槽后的卡簧外径为b。

帽端口的前部端面112到卡槽前侧面（卡槽与帽端口外周靠近帽端口的前部端面112的相交处）的距离为t。

在活动螺帽的内孔壁上开有直径为d、在轴向方向宽度为y的密封圈槽211，台阶面23到密封圈槽的后侧面距离为z；a＜e＜b＜c＜a+2f＜d，x＜s，z＜s+t；x＜y。

在活动螺帽前端与密封圈槽之间的内孔上具有内螺纹。密封圈位于密封圈槽内，密封圈的厚度＜密封圈槽的宽度y。活动螺帽套装在帽端口外周，当外部管路通过与活动螺帽上内螺纹配合，外部管路的端面能够把密封圈压紧在帽端口的前部端面上，实现可靠密封。由于嵌入卡槽内的卡簧外径b大于缩口直径e，阻止了活动螺帽向前移动从而脱离帽端口。

在帽端口外周上卡槽的后部设置限制活动螺帽向后继续移动的限位台3。参见图4，当不安装密封圈时，活动螺帽能够在卡簧与限位台之间轴向移动。

在阀端口12内部的阀腔里依次设置左密封片51、阀球52、右密封片53、阀座54的左端部541。左密封片51、阀球52、右密封片53、阀座54、阀杆55、把手56等组成了球阀5。阀座的左端部伸入阀腔并与阀腔通过螺纹连接，阀座的右端542直径大于左端部541，阀座的右端542位于阀腔外部，阀端口右端的端面121与阀座右端之间设置有缓冲密封垫6。

在阀座内部与阀腔相通的通道内沿着轴向从左到右设置有O型密封圈7和弹性套8。弹性套8具有环绕在周向的4个或4个以上的弧形弹片81和与各弧形弹片的右端共同连接的封闭环82；弧形弹片81的左端沿着周向方向相邻的弧形弹片81有间隙84，这种结构使得弧形弹片81的左端在径向方向有一定的弹性。各弧形弹片均有位于同一圆周上的卡爪83。

由于阀端口右端的端面与阀座右端之间有缓冲密封垫（阀端口右端的端面与阀座右端之间在轴向方向不直接接触），所以旋入阀腔部分阀座的左端部的长度可以根据需要自由调节，不但降低了对左密封片、阀球、右密封片、阀座等零部件的加工精度要求，也降低了装配要求，并能够使得左密封片、阀球、右密封片、阀座的左端部等之间实现可靠密封；另外，该缓冲密封垫在阀端口右端的端面与阀座右端之间也起到密封作用,万一球阀的螺纹副密封失效,也不会造成漏液问题,从而起到加强密封的作用。本技术把快速接头中的两个主要的零部件应用于本阀座内，起到了与外接软管快速连接的目的。这样，无需再购买价格昂贵的快速接头，也可实现与外接软管快速连接。使用时，外接软管伸入O型密封圈和弹性套内，外接软管与外周的O型密封圈密封接触，同时各卡爪在各弧形弹片的弹性作用下，在径向对外接软管夹紧定位。

Claims (4)

1.一种球阀，具有阀体，阀体具有三个相通的端口，其中一个端口为连接活动螺帽的帽端口，一个端口为安装球阀的阀端口；其特征是：帽端口与活动螺帽的具体连接结构是：在直径为a的帽端口外周开有宽度为s的卡槽，卡簧嵌入卡槽；帽端口的前部端面到卡槽的距离为t；卡簧在径向方向的宽度为f，在轴向方向的厚度为x；嵌入卡槽后的卡簧外径为b；活动螺帽包括前部的内孔和后部的缩口，内孔直径为c，缩口直径为e；缩口与内孔之间形成台阶面；在内孔壁上开有直径为d、宽度为y的密封圈槽，台阶面到密封圈槽的距离为z；a≤e＜b≤c＜d，a+2f≤d，x≤s，z≤s+t；在外力下与帽端口的前部端面形成密封接触的密封圈位于密封圈槽内；活动螺帽套装在帽端口外周，由于嵌入卡槽内的卡簧外径b大于缩口直径e，阻止了活动螺帽向前移动从而脱离帽端口；在活动螺帽前端与密封圈槽之间的内孔上具有内螺纹；阀端口与球阀的连接结构是：在阀端口内部的阀腔里依次设置左密封片、阀球、右密封片、阀座的左端部，阀座的左端部伸入阀腔并与阀腔通过螺纹连接，阀端口右端的端面与阀座右端之间设置有缓冲密封垫；阀体的三个相通的端口中，除了帽端口和阀端口外的另外一个端口为外周具有外螺纹的外螺纹端口。

2.如权利要求1所述的球阀，其特征是：c＜a+2f；x≤y。

3.如权利要求1所述的球阀，其特征是：在帽端口外周上卡槽的后部设置限制活动螺帽向后继续移动的限位台，当不安装密封圈时，活动螺帽能够在卡簧与限位台之间轴向移动；当活动螺帽与限位台接触不能向后移动时，密封圈槽的后侧面与卡槽的后侧面相平齐或者位于卡槽的后侧面的后方。

4.如权利要求1所述的球阀，其特征是：a＜e＜b＜c＜a+2f＜d，x≤y，x=s，z=s+t；密封圈的厚度≤y。