专利名称：Y型歧管阀的制作方法
技术领域：
本申请主要涉及阀，更具体地涉及具有多个入口端和/或出口端的歧管阀。
背景技术：
本部分仅给出关于本申请的背景技术信息，并不构成现有技术。
众所周知，三通阀可以将入口端流体导向阀的两个出口端中的一个，而三通阀球阀中的可转动阀球中具有与入口端和两个出口端之一对齐的内部通道。已知的三通阀有着诸如每个出口端成直角地与出口端对齐等多个缺陷，这将导致流体从阀排出之前由于需要突然转弯而产生很大的压降，而且，这种结构会使得不仅在安装阀时而且在连接到管道或者配件上时都会要求增加至少一个额外的装配空间，于是，在阀以对向或者“歧管”式布置时就对阀体之间的中心距提出了一定的限制。
普通的三通阀还需要多个内部零件以支撑实现阀球转动所需的密封，这些额外的零件在增加费用和重量的同时，也提高了复杂程度和潜在的维护费用。
发明内容
参考至少一个实施例，一阀包括一个阀片，也即包含有一本体、一第一歧管和一第二歧管的Y形部件。第一和第二歧管从本体向外延伸。一单阀球可转动地安装于阀体中，该阀球包括可通过操作从而将本体与第一和第二歧管之一实现连通的多个流道口。第一和第二歧管纵向中心线之间的夹角小于90°。
参考其他实施例，一阀包括一阀片，即一Y型阀体，其具有一本体、一有第一歧管流道的第一歧管和一有第二歧管流道的第二歧管。第一和第二歧管从本体向外延伸。一单阀球可转动地安装于阀体中，该阀球包含有一个在第一旋转位置上与第一流道对齐、在第二旋转位置上与第二流道对齐的共用流道口，通向该共用流道口的阀球的第一流道口在第一旋转位置上与本体对齐，通向该共用流道口的阀球的第二流道口在第二旋转位置上与本体对齐。第一和第二歧管纵向中心线之间的夹角小于90°。
其他实施例还提供了阀的制造方法。
本发明所公开的Y型歧管阀具有一些有益的技术效果。将出口歧管中心线的夹角设计为小于90°，由于流体可以更加直接地经过阀，阀上的压降与普通三通阀相比减少了，而且，与传统三通阀相比，本发明的阀体更小，特别是在与配件或者管道相连时其占用更小空间，这样就可以允许多个阀布置得更加紧凑。本发明的阀的两个球密封由阀体中的空腔支撑，从而不再需要额外的密封座支撑或者对齐零件。位于阀球上的一共用出口流道口与歧管的任一出口端相连。本发明中的阀还可以在增大阀尺寸的同时减少夹角和/或者减少阀体尺寸的同时增大夹角以对其进行优化，这就允许针对不同的阀/连接尺寸对阀上的压降进行更进一步的优化。本发明中的阀由于对于诸如制冷等特殊流体领域设计了更少通孔的阀体而易于锻造成形。
在这里所进行的描述将更进一步地呈现其适用范围，所作的说明和具体的实施例应当理解为仅仅用来揭示而并非是对发明进行的限制。
这里所描述的附图应当理解为仅仅用来揭示而并非是对发明进行的限制。
图1为本发明中的一Y型歧管阀的透视图；图2为类似于图1用于显示图1所示阀的内部零件与流道的部分透视图；
图3为类似于图2用于进一步显示入口端尾片的顶视图；图4为图3所示阀的侧视图；图5为图3中5-5断面的横截面剖视图；图6为图4中6-6断面的横截面剖视图；图7为本发明中的Y型歧管阀的爆炸装配图。
具体实施例方式
以下描述仅仅是解释性的，而并非是对于本发明、应用以及使用所作的限制。可以理解所有附图中的相同零件和特征将使用同样的标记。
参照本发明的几个实施例和图1，一Y型歧管阀10包括一阀体12，阀体12进一步包括一本体14和第一、第二歧管18、20。一尾端16紧固于本体14之上。本体14与第一和第二歧管18、20连接为一体，在本发明中至少几个实施例中，它们由锻造、铸造一体成形或者焊接、钎焊在一起。
第一歧管18包括一第一歧管通道22，第二歧管20包括一第二歧管通道24。在某些实施例中，歧管18、20中的每一个包括多个歧管出口端面26，图中所示实施例的歧管出口端面为六边形。歧管出口端面26也可以设计为多种几何形状，例如圆形、椭圆形或者其他多边形等。柄颈28与阀体12相连，并在某些实施例中以锻造的方式与本体14、第一歧管18以及第二歧管20一体成形。柄颈28用于承接Y型歧管阀10的内部元件的旋转动作，例如用于保持器31之中的开关30，开关30的旋转即可驱使可转动地位于阀体12之中的阀球32的转动。
从图2可以更清楚地看到，阀球32可转动地安装于阀体12的空腔33之中。当置于本体14之后，尾端16进一步确定了一个与阀球32相通的主流道34，进而形成阀球流道36。阀球32可绕柄纵向的轴线38旋转。
参见图3，第一歧管18纵向的中心线40和第二歧管20纵向的中心线42之间的夹角α小于90°。歧管夹角α的取值依赖于例如阀的尺寸、流道所需大小、和/或Y型歧管阀10的管道配件尺寸等参数而定。例如，可以通过增大阀体尺寸并缩小夹角α以对Y型歧管阀10进行优化，另外，可以在减小Y型歧管阀10的尺寸的同时，增大第一和第二歧管通道22、24之间的歧管夹角α。本体14的纵向中心线44相对于第一歧管18或者第二歧管20的分流角为β。在某些实施例中，分流角β大于90°并为歧管夹角α一半的补角。在另一些实施例中，对于第一和第二歧管通道22、24其中之一而言，分流角β(大于90°)与歧管夹角α一半之和大于180°。连接点45由第一和第二歧管纵向中心线40、42以及本体纵向中心线44的交点确定，在某些实施例中，柄颈纵向轴线38穿过交点45。
参看图3和4，在某些优选实施例中，第一和第二歧管纵向中心线40、42中的每一个以及本体纵向中心线44均与阀体中心面46共面。Y型歧管阀10不限于这种流道与阀体中心面46共面的结构型式。本体14、和/或第一与第二歧管18、20中的任何一个也可以与阀体中心面46成任一角度。为阀球32的构造与操作的简便起见，柄颈纵向轴线38与阀体中心面46成90°夹角，但是，这种结构也可以由设计者进行修改，例如，纵向轴线38相对阀体中心面46设置为非90°的一个角度。
从图5可以更清楚地看到，尾端16通过紧固特征48与本体14相连，在一些实施例中，紧固特征48包括多个阴螺纹，例如机制(MS)螺纹。密封接头50位于尾端16和本体14的连接处。在某些实施例中，密封接头50通过焊接实现，但是也可以为使用垫圈或者其他密封材料。在第一旋转位置上，阀球32的第一流道口52与主流道34对齐。第一阀球密封54处于阀球32和尾端16之间，从而在允许阀球32旋转的同时，在第一流道口52和主流道34之间形成液封。阀球32进一步可转动地置于阀体12的曲线形部分56之中，曲线形部分56具有等于阀球32的半径“A” 的轮廓。第二阀球密封58部分地示于阀球32和第一歧管18之间的连接位置处。
柄60可转动地置于柄颈28之中，并与阀球32相连从而为阀球32的转动提供旋转力。一销承接孔62位于柄60之中，用于将柄60和保持器31锁止在一起，从而可以共同转动。多个O型密封圈64套于柄60之上，从而在柄60和柄颈28的内腔之间形成液封。所包括的多个垫圈66同样为允许保持器31转动的同时在保持器31和柄颈28之间提供液封。主流道34在尾端16形成一通孔并具有通道直径“B”。
参见图6，类似于前述的第二阀球密封58，一第三阀球密封68位于阀球32和第二歧管20之间。图6示出了阀球32的第一旋转位置。在第一旋转位置，阀球32的一共用流道口70与第一歧管流道口72同轴，该第一歧管流道口与第一歧管18的第一歧管通道22相连。同样，在第一旋转位置，阀球32的一第二流道口74与和第二歧管20的第二歧管通道24相连通的第二歧管流道口76相隔离。在阀球32的第一旋转位置，第二流道口74开向阀体12的空腔33的第一空腔部分“X”。
在第一旋转位置，以主流道34、第一流道口52、共用流道口70、第一歧管流道口72以及第一歧管通道22形成了一开放的流道。图中阀体32的第二旋转位置(未示出)是由图6所示的位置逆时针旋转到阀球32的第二流道口74与主流道34对齐且共用流道口70与第二歧管流道口76相对齐为止。于是，在阀球32的第二旋转位置，由主流道34、第二流道口74、共用流道口70、第二歧管流道口76以及第二歧管通道24一起形成了一流道。在阀体32的第二旋转位置，阀体32的第一流道口52开向空腔33的第二空腔部分“Y”。因此，对于Y型歧管阀10的任一流通状态，阀体32的共用流道口70或者与第一歧管流道口72连通或者与第二歧管流道口76相连通。
在某些实施例中，主流道34的通道直径“B”实质上等于第一流道口52的直径“C”、第二流道口74的直径“D”、共用流道口70的直径“E”、第一歧管流道口72的直径“F”，以及第二歧管流道口76的直径“G”。虽然直径“B”到“G”可以各不相同，但是，应通过相等的通道直径以保持或者降低Y型歧管阀10的总流动阻力。
如进一步示出的图6，尾端16具有第一紧固特征78，在某些实施例中，第一紧固特征78包括用于螺纹固定Y型歧管阀10的NPT型阳螺纹。在尾端16上也可以采用另外的紧固特征，例如MS型阳螺纹、钎焊、套接焊、端焊或者法兰连接。相似地，在某些实施例中，第一和第二歧管18、20分别具有紧固特征80、82。在一些实施例中，紧固特征80、82包括NPT型阴螺纹。在另一些实施例中，紧固特征80、82也可以采用前述第一紧固特征78所使用的方式。
参见图7，尾端16具有配合紧固特征84，例如，与紧固特征48的MS型阴螺纹相啮合的MS型阳螺纹。尾端16在某些实施例中进一步包括径向法兰86、法兰面88和一个空腔92。法兰面88与本体14的一个端面90相邻。空腔92用于容纳第一阀球密封54。阀球32还具有用于容纳柄60的阀球啮合端95的凹槽94。柄60的一类似啮合端96置入开关30之中。根据本发明的某些实施例，柄60具有用于防止因为阀体12中的过高压力而导致柄60脱出、且与阀体12的内部结构相邻的径向法兰97。当采用了径向法兰97时，柄60通过穿过空腔33并向上经由图7所示的柄颈28安装于阀体12之中。
密封装配体98包括开关30、与之通过垫圈100隔离的保持器31。一第二垫圈102位于开关30和柄颈28之间。销104可滑动地穿过孔62(参见图5)，并可拆卸地将密封装配体98和柄60连接在一起。位于衬套108之上的相对着的啮合面106对阀球32的转动角度进行限定，于是，对于每一个Y型歧管阀10的相应歧管夹角α，啮合面106的角度空间已预先确定。
在某些实施例中，Y型歧管阀10的材料对于阀体12、阀球32、尾端16可以选择黄铜。可以选择但并不限于诸如铝、钢、不锈钢、和/或聚合物材料等的其他材料。在某些实施例中，第一、第二和第三阀球密封54、58和68可以采用诸如PTFE或者聚酰胺等聚合物材料。这些示例性的聚合物材料也可以由根据流体类型所选定的垫圈材料替代。阀球32也可以通过在其上镀铬以减少阀球在转动过程中与密封之间的摩擦。如上所述，阀体12可以通过锻造、铸造、焊接、机加工、模具成形，或者其他工艺制备。Y型歧管阀10的材料与加工工艺并不限于以上所述。
本发明中的Y型歧管阀具有一些有益的技术效果。通过将出口歧管的中心线夹角设计得小于90°，相对于普通三通阀而言由于流道更加平直而致使阀上压降减少。本发明的阀体空间也小于传统的三通阀，特别是当用于连接到配件或者管道时。这使得多个阀可以紧凑布置。阀球的两个密封由阀体中的空腔支撑，从而不再需要额外的零件支撑和/或者对齐这些密封。位于阀球上的一共用出口通道与歧管的出口端相连。本发明中的阀具有可以通过在减少阀流道口尺寸进而减少阀体尺寸时减少夹角α、或者通过增大夹角α并增大阀流道口尺寸从而增大阀体尺寸以对其上压降进行优化的流动特性。例如，夹角α可以从85°降低至80°，从而导致压降减少，并可减小通道直径“B”、流道口直径“E”和/或“G”。这使得阀上压降可以根据不同的阀/连接尺寸进行优化调整。本发明中的阀由于对于诸如制冷等特殊流体领域设计了更少通孔的阀体而易于锻造成形。
这里仅仅是对于本发明的本质作出示例性的描述，因此，那些不脱离发明实质的各种变化都属于本发明所揭示的范围。
权利要求
1.一种阀，其包括基本上Y形的阀片，包括本体、第一歧管和一第二歧管，所述第一和第二歧管从本体向外延伸；可转动地置于阀体之中的单个阀球，所述阀球包括多个流道口，用于为本体和所述第一与第二歧管中的所选之一之间提供流体连通；其中，第一和第二歧管的纵向中心线之间的夹角小于90°。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，还包括固定地连接于本体之上的尾端，该尾端包括阀主流道。
3.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，还包括穿通第一歧管的第一歧管流道；和穿通第二歧管的第二歧管流道。
4.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，阀球还包括共用流道口，当阀球转至第一位置时该共用流道口与第一歧管流道对齐，当阀球转至第二位置时该共用流道口与第二歧管流道对齐。
5.根据权利要求4所述的阀，其特征在于，阀球还包括通向共用流道口的第一流道口，当阀球处于第一位置时所述第一流道口与主流道对齐；通向共用流道口的第二流道口，当阀球处于第二位置时所述第二流道口与主流道对齐。
6.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，还包括处于第一和第二流道中的螺纹。
7.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，还包括与阀体连为一体的柄颈，该柄颈包括有通孔。
8.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，还包括用于转动阀球的柄，该柄插入阀体且可转动地穿过柄颈的通孔。
9.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，还包括本体的纵向轴，其与第一和第二歧管中的任一纵向中心线之间的夹角大于90°。
10.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，阀球完全置于由本体和第一与第二歧管所围成的空间内，阀球的转动轴与由本体和第一、第二歧管的交点所确定的轴对齐。
11.一种阀，包括基本上Y型的阀片，包括本体、具有第一歧管流道的第一歧管以及具有第二歧管流道的第二歧管，所述第一和第二歧管从本体向外延伸；可转动地置于阀体之中的单个阀球，所述阀球包括共用流道口，在第一位置上共用流道口与第一歧管流道对齐，在第二位置上共用流道口与第二歧管流道对齐；通向共用流道口的第一流道口，在第一位置上第一流道口与主流道对齐；通向共用流道口的第二流道口，在第二位置上第二流道口与主流道对齐；其中，第一和第二歧管的纵向中心线之间的夹角小于90°。
12.根据权利要求11所述的阀，其特征在于，还包括固定地连接于本体之上的尾端，该尾端包括阀主流道，其尺寸大致等于第一和第二流道口直径，并且当阀球转动到第一和第二转动位置中之一时与第一和第二流道口之一对齐。
13.根据权利要求12所述的阀，其特征在于，还包括位于第一和第二歧管内的阴螺纹；和位于尾端外表面上的阳螺纹。
14.根据权利要求11所述的阀，其特征在于，还包括与阀体一体连接的柄颈；和位于柄颈中且可使阀球在第一和第二转动位置之间转动的柄。
15.根据权利要求14所述的阀，其特征在于，阀体还包括具有本体、第一歧管、第二歧管和柄颈的单个锻件。
16.根据权利要求11所述的阀，其特征在于，阀体还包括具有本体、第一歧管、第二歧管和柄颈的单个铸件。
17.根据权利要求11所述的阀，其特征在于，还包括容纳阀球的阀体内腔；其中，在阀球的第一转动位置，第二流道口开向内腔的第一部分；和在阀球的第二转动位置，第一流道口开向内腔的第二部分。
18一种构造阀的方法，该阀包括基本上Y形的阀体，所述阀体包括本体、第一和第二歧管，其中第一歧管包括第一歧管流道，第二歧管包括第二歧管流道口，所述阀体还包括具有共用流道口和通向该共用流道口的第一、第二流道口的单阀球，以及具有主流道口的尾端，所述方法包括将阀球的转动限制在第一和第二转动位置之间；和将共用流道口设置为在第一转动位置上与第一歧管流道对齐，而在第二转动位置上与第二歧管流道对齐。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括使尾端与本体相接合以使得主流道口与阀体对齐。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括将阀球通过本体置入阀体中；和插入至少一个密封件并与阀球和阀体保持接触，从而在接合步骤之前可转动地定位阀球。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括使第一和第二歧管按一定角度从本体中延伸出来，使得第一和第二歧管的纵向中心线之间的夹角小于90°。
22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括锻造所述阀体。
23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括由金属材料和聚合物材料中之一来制成所述阀体。
24.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括铸造所述阀体。
25.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括通过以下方法之一来优化阀体执行第一优化方式包括增大流道口尺寸和增大夹角；以及执行第二优化方式包括减少流道口尺寸和减少夹角。
26.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括同时锻造阀体和柄颈。
27.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括将柄插入本体；和将柄可转动地安装到柄颈中。
28.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括调整第一流道口，使其在第一转动位置上与主流道口可操作地对齐；和调整第二流道口，使其在第二转动位置上与主流道口可操作地对齐。
全文摘要
一种阀，其包括一阀片，也即Y形阀体，其包括本体、具有第一歧管流道的第一歧管和具有第二歧管流道的第二歧管。第一和第二歧管从本体向外延伸。一单阀球可转动地安装于阀体中，该阀球包含有一个在第一旋转位置上与第一流道对齐、在第二旋转位置上与第二流道对齐的共用流道口，通向该共用流道口的阀球的第一流道口在第一旋转位置上与本体对齐，通向该共用流道口的阀球的第二流道口在第二旋转位置上与本体对齐。第一和第二歧管纵向中心线之间的夹角小于90°。
文档编号F16K27/00GK1955523SQ20061014443
公开日2007年5月2日 申请日期2006年9月26日 优先权日2005年9月27日
发明者D·J·穆尔多克, J·达维斯 申请人:米勒工业公司