专利名称：一种下装式塑料球阀的制作方法
技术领域：
本发明属于塑料球阀领域，特别是涉及一种下装式塑料球阀。
背景技术：
随着塑料材质的燃气管道的广泛使用，作为组成管路系统的需要，美国
率先研制生产了塑料球阀并大量应用于塑料燃气管路系统。人们逐渐认识到 塑料球阀在性能/价格方面的优越性，并逐渐开始使用塑料球阀代替金属球 阀。
现有的塑料球阀中，小口径球阀均采用热熔焊接成整体，大口径球阀采 用电熔工艺焊接。热熔焊接工艺简单，成本低，精度也相对低；电熔焊接丄 艺复杂，成本高。
在热熔焊接的阀门结构上，目前普遍采用整体式侧装结构，即球体、阀 杆、 一侧密封圈从阀体一端装入，该端的直径大于或等于阀球室的直径；另 一个密封圈装在接管座匕阀体与接管座依靠阀体装入球体一侧的较大直径 的内圆柱面和接管座的外圆柱面热熔或电熔焊接成整体式球阀。阀杆依靠其 上的扣位与阀杆帽扣接，而阀杆帽又通过扣位与阀体扣接。两个密封圈分别 固定在阀体和接管座上。装配时，先将阀杆帽通过扣位与阀体扣接，再将一 只密封圈及其支撑环通过阀体直径较大一端装入密封圈及支撑环槽，然后从 阀体直径较人一端装入阀杆，使阀杆上的扣位口入阀杆帽的扣位中，再然后 装入阀球；将密封圈安装在阀体密封圈安装环和接管座密封环上，接下来在热熔机上加热并熔化阀体承插部位的内圆柱面和接管座的外圆柱面，当两个 圆柱面熔化到一定厚度时，将接管座插入阀体承插部位到一定深度，保压并 使其逐渐冷却。
这种结构的缺点如下
一、 在阀杆底部有一个端面，在该端面上通过开在端面上的环形槽安装 有O形密封圈，相应地在阀体上也铣出一个与阀杆垂直的平面，阀杆上的扣 位与阀杆帽上的扣位需保证使阀杆保持一个适当的指向阔体外部的力，使阀 杆端面O形密封圈能够以适当的压紧力形成对阀杆的端面密封。但该结构通 过两个位于三个零件上的扣位，达到设计压紧力，给制造和装配带来较大困 难；
二、 阀体与接管座的承插深度直接影响两个密封面的轴向间距，影响预 先压紧力。承插深度大，预紧力大，开启和关闭阀门的扭矩大，对密封面的 磨损大；承插深度小，密封面预紧力小，存在内漏隐患。并且在承插过程屮 很难保证阀体与接管座的中心线重合，经常性的现象是，这两条中心线不重 合，并且成一定角度，使密封圈与球体的压紧力在整个密封带上不均匀；
三、 从制造角度来看，由于两个密封圈分别位于阀体和接管座上，加工 密封圈安装环的工艺定位面分别位于这两个零件上，因此，两个密封圈安装 环的装配后的轴向距离因为制造定位面，就存在一定的误差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提出了一种下装一体式的阀体 结构。
为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下一种下装式塑料球阀，包括阀杆帽、阀杆、阀杆密封圈、阀杆端面密封圈、 阀球密封圈、阀球密封圈支撑环、阀球、接管、阀体，阀体内部设有中空的 阀球室，所述阀体在阀球室正下方开有一个阀底盖孔，该阀底盖孔的宽度大 于阀球的直径，球阀还包括阀底盖，所述阀底盖与阀底盖孔相对应，阀底盖 盖住阀底盖孔并与阀体相互熔接。
本发明的塑料球阀的一个重要特征就是在阀球室正下方开有一个阀底盖 孔，用来安装两个阀球密封圈和阀球，通过阀底盖盖住阀底盖孔并釆用热熔 形成端面焯接，避免大口径球阀需要电熔焊接工艺。
卜-述技术方案中，所述阀底盖孔平行于阀体的轴线，且阀底盖孔的形状 为正方形或长方形或圆形或椭圆形。
所述阀底盖孔的周围设置有一个环形平面作为阀底盖熔胶面，所述阀底 盖熔胶面平行于阀体的轴线，阀体通过该阀底盖熔胶面与阀底盖之间通过热 熔形成端面焊接。
作为另一种结构，所述阀底盖孔的四周设置有一个圆锥面作为阀底盖熔 胶面，该阀底盖熔胶面的轴线垂直于阀体的轴线，所述阀体通过该阀底盖熔 胶面与阀底盖之间通过热熔形成端面焊接。
所述阀体的左右两端各设有一个接管座，所述接管座与接管熔焊的侧 设置有一个外端面环，该外端面环与阀体的轴线垂直，所述阀体通过该外端 面环与接管通过热熔形成端面焊接。该外端面-环与阀体的轴线垂直，因外端 面环靠近阀球室，有利于利用数控车床车削阀球密封圈安装槽和密封圈支撑 环安装槽，并且该外端面环的另一个重要作用是与接管通过热熔形成端面焊 接，避免大口径球阀只能利用电熔焊接工艺。所述接管设置有与阀体热熔焊接的熔接面，所述熔接面为环状端面或圆 锥面，并与阀体的外端面环为环形平面或圆锥面相对应。
所述阀体的阀球室两侧分别设置有阀球密封圈安装环和阀球密封圈支 撑环定位端面。在阔体的阀球室两侧分别加工有阀球密封圈安装环和密封圈 支撑环定位端面，即两个阀球密封圈及两只阀球密封圈支撑环均安装在阀体 上，这与现有球阔的两个阀球密封圈的安装方式和位置不相同，现有的两个 阀球密封圈中， 一个从阀体一端装入，另一个装在接管座上。
所述阀球室是一个与阀体同轴心的内圆柱面，并在阀底盖孔处有一部分 缺失，所述阀底盖设有补足该缺失的阀球室内圆柱面，阀体上还设有与阀球 密封圈的外圆柱面相配合的内圆柱面，该内圆柱面为与阀体同心的圆环形， 且所述内圆柱面在阀体上有一部分缺失，所述阀底盖设有补足该缺失的阀球 密封圈内圆柱面。
所述阀底盖由阀球室内圆柱面、阀球密封圈内圆柱面、熔焊端面、阔底 盖轴向定位端面、阀底盖径向定位柱面组成，所述阀球室内圆柱面与阀球室 内圆柱而一起构成完整的阀球内圆柱而，所述阀球密封圈内圆柱面与密封圈 内圆柱面一起构成完整的阀球密封圈径向定位的内圆柱环，所述熔焊端面与 阀底盖熔胶面通过热熔焊接在一起，其轮廓形状与阀底盖熔胶面相同，所述 阀底盖轴向定位端面与熔焊端面平行，与阀体上的阀底盖轴向定位面相配合， 其形状与阀底盖轴向定位面相同，对阀底盖轴向限位，所述阀底盖径向定位 柱面与阀体上的环向定位面相配合，对阀底盖径向限位。
本发明的装配过程如下
首先通过阀底盖孔将一只阀杆轴向密封圈与一只阀杆端面密封圈装入阀体上相应的密封圈槽安装槽中，然后装入阀杆，使阀杆与阀体上的轴向限 位扣位相扣合；将两只阀球密封圈通过阀底盖孔装入阀体上相应的密封圈安 装槽中，然后通过阀底盖孔将球体装入阔球室中，接下来将两只阀球密封圈 支撑环分别从阀体左右压入阀体；下一步通过热熔将阀底盖、两只接管与阀
体熔焊在一起；最后安装上阀杆帽。
本发明通过将球体采用下装结构，并使两只阀球密封圈直接安装在阀体 上，能够精确控制两只密封圈的轴向距离，从而有效控制密封面的预紧力和 阀杆的扭转力矩，可以大大减小目前技术中，因不能有效控制密封圈轴向距 离而产生内漏和扭转力矩过大导致的产品合格率低的问题。并且由于阀底盖 与阀体、接管与阀体的熔焊全部采用端面热熔焊接或圆锥面热熔焊接，避免 了当阀门口径较大时只能釆用电熔焊接这一较高成本和较复杂熔接工艺。
图1是本发明的PE球阀整体结构图2是本发明的PE球阀阀体结构图3是本发明的PE球阀又一阀体结构图4是本发明的PE球阀阀杆结构图5是本发明的P E球阀密封圈支撑圈结构图6是本发明的PE球阀阀底盖结构图7是本发明的PE球阀阀杆帽结构图8是本发明的PE球阀接管结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进 一 步的说明。参照附图1所示的PE球阀整体结构图。本发明的塑料球阀由阀杆帽1、
阀杆2、阀杆密封圈3、阀杆端面密封圈4、阀球密封圈5、阀球密封圈支撑 环6、阀球7、接管8、阀体9、阀底盖10构成。
参照附图2、附图3所示的PE球阀阀体结构图。所述阀体9整体上为内 有一系列圆柱形孔的圆柱体，这些圆柱形孔彼此连通，其轴线与阀体圆柱体 的轴向相重合。所示阀体9包括阀底盖熔胶面91、阀底盖环向定位面94、阀 底盖轴向定位面95、与阀球密封圈5配合的内圆柱面92、阀球密封圈安装环 槽93、阀球密封圈支撑环轴向定位环端面96、接管轴向定位环端面97、接 管径向定位面98、容胶槽99、与接管8熔焊用的熔胶端面910、阀球室911、 阀底盖孔912、阀杆环端面943、阀杆端面密封圈安装槽946、阀杆轴向定位 扣位凹槽945、阀杆帽限位凸环949、阀杆帽限位圆柱面9412、阀杆轴孔9410、 阀杆轴向密封圈安装槽944。
所述阀体9的阀球室911是一个与阀体同轴心的内圆柱面，内圆柱面在 阀底盖孔912处有一部分缺失，缺失的部分位于阀底盖10上，其与阀底盖 10的阀球室内圆柱面101 —起构成完整的阀球内。所述阀底盖孔912为圆形、 或正方形、或长方形、并与阀球室911相通。
所述阀体9上与阀球密封圈5的外圆柱面相配合的内圆柱面92为与阀 体同心的圆环形，内圆柱面92在阀体9上有一部分缺失，缺失的部分位于阀 底盖IO上，与阀底盖10的阀球密封圈内圆柱面102—起构成完整的阀球密 封圈径向定位的内圆柱环。
所述阀杆环端面943平行于阀体9的轴线、并垂直于阀杆轴孔9410、阀 杆环端面943开有安装阀杆端面密封圈4的安装槽946，该安装槽946的轴线与阀杆轴孔9410的轴线重合。
所述阀杆轴向定位扣位凹槽945为正方形、或长方形、或三角形的环行 凹槽，其轴线与阀杆轴孔9410的轴线重合。
所述阀杆帽限位圆柱面9412与阀杆轴孔9410同心，在其上部有一个截 面为或圆形、或方形、或椭圆形、或菱形的环状凸起，即阀杆帽限位凸环949， 所述阀杆帽限位凸环949与阀杆帽1的扣位槽15配合，对阀杆帽1起限位作 用。
所述阀底盖熔胶面91为内外轮廓为长方形、或正方形、或圆形、或椭 圆形的平面或圆锥面，熔胶面91为平面时，该平面平行于阀体9的轴线，当 熔胶面91为圆锥面时，该圆锥面的轴线垂直于阀体9的轴线，并与阀体的外 圆柱面的法线重合。熔胶面91用来与阀底盖IO上的熔焊端面107通过热熔 使得阀底盖10与阀体9焊接在一起。
所述阀体9的阀球密封圈安装环93为一个截面为方形的圆环，用来定 位阀球密封圈5的轴向。所述密封圈支撑环轴向定位环端面96为一个与阀休 轴线垂直的平面环，用来对阀体9的密封圈支撑环6的轴向进行定位。
所述阀体9的接管轴向定位环端面97为一个与阔体轴线垂直的环形平 面，用来定位接管8的轴向。所述阀体9的接管径向定位面98为与阀体同心 的内圆柱面，用来定位接管8的径向。
所述阀底盖轴向定位面95为环状平面，其中心线与环向定位面94的中 心线重合，用来与阀底盖10的轴向定位端面108配合，对阀底盖10起轴向 限位作用。
所述阀杆端面密封圈安装槽94 6为圆环形凹槽，位于阀杆环端面943上-,所述阀杆轴向定位扣位凹槽945位于阀杆轴孔9410上，与阀杆2的轴向定位 扣位24相扣合，限制阀杆2的轴向运动；所述阀杆轴向密封圈安装槽944 位于阀杆轴孔9410上；阀杆轴向定位扣位凹槽945、阀杆轴孔9410、阀杆帽 限位凸环949、阀杆帽限位圆柱面9412、阔杆轴向密封圈安装槽944的轴线 均重合，且垂直于阀体1的轴线，并与阀底盖10的轴线重合。
参照附图4的阀杆结构图。所述阀杆2由阀球拨动块21、阀杆端面密封 环22、端面密封平面23、阀杆轴向定位扣位24、阀杆圆柱段25、阀杆扭力 段26构成。所述阀杆端面密封环22为一个与阀杆2同轴心的圆柱环，所述 阀杆端面密封平面23位于阀杆端面密封环22上，并与阀杆2的轴线垂直； 所述阀杆轴向定位扣位24位于阀杆圆柱段25上，与阀杆圆柱段25同轴心， 并凸出于阀杆圆柱段25，阀杆轴向定位扣位24的横截面为与圆柱段25同轴 心的圆锥形，其最大底面为靠近阀杆端面密封环22并与阀杆轴线垂直的平 面。阀杆轴向定位扣位24与阀体9上的阀杆轴向定位扣位[ui槽945相配合， 限制阀杆2朝向阀球方向的距离。所述阀杆2的阀杆扭力段26为在与阀杆2 同轴心的、直径小于阀杆圆柱段25的--段圆柱体上沿着阀杆轴线方向切成的 两个平行平面，用来与阀杆帽1中的扭力孔配合，给阀杆一个力矩，带动阀 球旋转。
参照附图5所示的阀球密封圈支撑环的结构图。支撑环6总体上是圆柱 环形，内环面由两个圆锥面61与67和一个圆柱面构成，这两个圆锥面与一 个圆柱面的轴心重合并与两个外圆柱面63、 65重合。装配后靠近阀球处有一 个圆锥面62。外圆柱面63与阀球密封圈5的内圆柱面配合。环端面64与阀 体9上的环端面96相配和，用来对支撑环6进行轴向定位。在远离阀球处还有一个环形端面66，与接管8的支撑圈轴向定位端面83配合。
参照附图6所示的阀底盖结构图。阀底盖10主要由阀球室内圆柱面101、 阀球密封圈内圆柱面102、熔焊端面107、阀底盖轴向定位端面108、阀底盖 径向定位柱面1011组成。所述阀球室内圆柱面101与阀体9的阀球室内圆柱 面911 一起构成完整的阀球内圆柱面；所述阀球密封圈内圆柱面102与阀体 9的密封圈内圆柱面92 —起构成完整的阀球密封圈径向定位的内圆柱环。所 述熔焊端面107的轴线与阀体上阀杆轴孔轴线重合，用来与阀体9上的阀底 盖熔胶面91通过热熔工艺焊接在一起，其轮廓形状与阀体9上的阀底盖熔胶 面91相同。所述阀底盖轴向定位端面108与熔焊端面107平行，与阀体9 上的阀底盖轴向定位面95相配合，其形状尺寸与阀底盖轴向定位面95相同， 对阀底盖IO起轴向限位作用。所述阀底盖径向定位柱面1011的轴心与阀杆 轴孔的轴心重合，与阀体9上的环向定位面94相配合，对阀底盖10起径向 限位作用。
参照附图7所示的阀杆帽结构图。图中包括阀杆帽1的四分之一剖视轴 侧图〔c)、剖面图(a)、以及A部放大图(b)。所述阀杆帽1由阀杆扭力六 棱柱18、阀杆帽旋转限位块16、帽口圆锥面ll、与阀杆扭力段26相配合的 扭力孔17、旋转限位块16与扭力孔17交界的端面110构成。所述扣位槽15 的截面为方形、或椭圆形、或圆形、或三角形，其轴线与扭力孔17、帽口圆 锥面11的轴线重合。所述扣位槽15靠近帽口的壁面与帽口圆锥面11通过圆 弧面12、圆柱面13、圆弧面14在连接处相切，形成顺滑的曲面，便于使阀 体9的阀杆帽限位凸环949顺畅进入扣位槽.15，避免在进入时破坏阀杆帽限 位凸环949。所述扭力孔17由两个相互平行的平面与两个同直径并相对的圆
13弧柱面构成。
参照附图8所示的接管结构图。接管8整体上为截面为圆形的回转体，
包括管身85、对阀球密封圈支撑环6进行轴向限位的支撑圈轴向定位端面83、 径向限位圆柱面82、熔焊端面81、容胶槽84构成。所述限位环端面83与支 撑环6的环形端面66相接触，对支撑环6进行轴向限位。所述條焊面81为 垂直于管身85轴线的环形平面或与管身85轴线重合的圆锥面，用来与阀体 9上的接管8熔胶面910通过热熔焊接在一起。所述容胶槽为一个环形槽， 其横截面形状可以是方形、长方形、圆形、或其他形状，用来容纳热熔承插 过程中多余的熔态塑料。
权利要求
1、一种下装式塑料球阀，包括阀杆帽(1)、阀杆(2)、阀杆密封圈(3)、阀杆端面密封圈(4)、阀球密封圈(5)、阀球密封圈支撑环(6)、阀球(7)、接管(8)、阀体(9)，阀体(9)内部设有中空的阀球室(911)，其特征在于所述阀体(9)在阀球室(911)正下方开有一个阀底盖孔(912)，该阀底盖孔(912)的宽度大于阀球(7)的直径，球阀还包括阀底盖(10)，所述阀底盖(10)与阀底盖孔(912)相对应，阀底盖(10)盖住阀底盖孔(912)并与阀体(9)相互熔接。
2、 根据权利要求1所述的下装式塑料球阀，其特征在于所述阀底盖孔 (912)平行于阀体(9)的轴线，且阀底盖孔(912)的形状为正方形或长方形或圆形或椭圆形。
3、 根据权利要求1或2所述的下装式塑料球阀，其特征在于所述阀底 盖孔(912)的周围设置有一个环形平面作为阀底盖熔胶面(91)，所述阀底 盖熔胶面(91)平行于阀体(9)的轴线，阀体(9)通过该阀底盖熔胶面(91) 与阀底盖(10)之间通过热熔形成端面焊接。
4、 根据权利要求1或2所述的下装式塑料球阀，其特征在于所述阀底 盖孔(912)的四周设置有一个圆锥面作为阀底盖熔胶面(91),该阀底盖熔 胶面(91)的轴线垂直于阀体(9)的轴线，所述阀体(9)通过该阀底盖熔 胶面(91)与阀底盖(10)之间通过热熔形成端面焊接。
5、 根据权利要求1所述的下装式塑料球阀，其特征在于所述阀体(9) 的左右两端各设有一个接管座，所述接管座与接管(8)熔焊的一侧设置有一 个外端面环(910)，该外端面环(910)与阀体(9)的轴线垂直，所述阀体(9)通过该外端面环(910)与接管(8)通过热熔形成端面焊接。
6、 根据权利要求5所述的下装式塑料球阀，其特征在于所述接管(8) 设置有与阀体(9)热熔焊接的熔接面(81)，所述熔接面(81)为环状端面 或圆锥面，并与阀体(9)的外端面环(910)为环形平面或圆锥面相对应。
7、 根据权利要求5所述的下装式塑料球阀，其特征在于所述阀体(9) 的阀球室(911)两侧分别设置有阀球密封圈安装环和阀球密封圈支撑环定位 端面。
8、 根据权利要求7所述的下装式塑料球阀，其特征在于所述阀球室(911) 是一个与阀体(9)同轴心的内圆柱面，并在阀底盖孔(912)处有一部分缺 失，所述阀底盖(10)设有补足该缺失的阀球室内圆柱面(101)，阀体(9) 上还设有与阀球密封圈(5)的外圆柱面相配合的内圆柱面(92)，该内圆柱 面(92)为与阀体(9)同心的圆环形，且所述内圆柱面(92)在阀体(9) 上有一部分缺失，所述阔底盖(10)设有补足该缺失的阀球密封圈内圆柱而(102)。
9、 根据权利要求1或8所述的下装式塑料球阀，其特征在于所述阀底 盖(10)由阀球室内圆柱面(101)、阀球密封圈内圆柱面(102)、熔焊端面(107)、阀底盖轴向定位端面(108)、阀底盖径向定位柱面(1011)组成， 所述阀球室内圆柱面(101)与阀球室内圆柱面(911) 一起构成完整的阀球 内圆柱面，所述阀球密封圈内圆柱面(102)与密封圈内圆柱面(92) —起构 成完整的阀球密封圈径向定位的内圆柱环，所述熔焊端面(107)与阀底盖熔 胶面(91)通过热熔焊接在一起，其轮廓形状与阔底盖熔胶面(91)相同， 所述阀底盖轴向定位端面(108)与熔焊端面(107)平行，与阀体(9)上的阀底盖轴向定位面(95)相配合，其形状与阀底盖轴向定位面(95)相同， 对阀底盖(10)轴向限位，所述阀底盖径向定位柱面(1011)与阀体(9)上 的环向定位面(94)相配合，对阀底盖(10)径向限位。
全文摘要
本发明提供了一种下装式塑料球阀，包括阀杆帽(1)、阀杆(2)、阀杆密封圈(3)、阀杆端面密封圈(4)、阀球密封圈(5)、阀球密封圈支撑环(6)、阀球(7)、接管(8)、阀体(9)，阀体(9)内部设有中空的阀球室(911)，其特征在于所述阀体(9)在阀球室(911)正下方开有一个阀底盖孔(912)，该阀底盖孔(912)的宽度大于阀球(7)的直径，球阀还包括阀底盖(10)，所述阀底盖(10)与阀底盖孔(912)相对应，阀底盖(10)盖住阀底盖孔(912)并与阀体(9)相互熔接。
文档编号F16K27/12GK101586674SQ20091004047
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者杨继跃, 黄虹宾 申请人:广东联塑科技实业有限公司