专利名称：一种具有铰接式阀芯的阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于中型散装存储容器的阀门。
背景技术：
现有的用于中型散装存储容器的阀门，如蝶阀的开启方式为阀芯中间转轴旋转，带动阀芯两边转动打开，因为阀芯一般位于阀体的内部，其流量受到阀芯和转轴的影响，密封性较差。而且，因为蝶阀密封圈和阀体的摩擦，启闭阀门的力度较大。国内外最近研制出导向槽式升降杆球阀，阀杆上有S形导向槽，与导销配合，使阀杆上升时带动球体脱离阀座后，再逆时针旋转90°，完全开启阀门。当阀杆下降时，带动球体顺时针回转90°，然后压向阀座，实现关闭阀门，该项技术的缺点是阀杆上具有长S形导向槽，旋转启闭时，需要阀杆在导向槽内螺旋式上升或下降，所以导向槽占用空间大，旋转角度大等缺点。中国专利申请号为99124192.4公布了一种盘形双轨道式旋转加撑拢的阀门启闭结构，其由固定盘、旋转盘和限位销组合而成，当外力驱动阀杆连同旋转盘带动限位销，限位销沿固定盘上的“圆弧”轨道的轨迹作顺时针旋转，当旋转到“圆弧”轨道相连的“直线”轨道时，旋转盘继续顺时针旋转，限位销在旋转盘上“撑拢”轨道的强制作用下，按固定盘上的“直线”轨道轨迹向固定盘周边撑开，这时限位销连同阀门密封结构件向阀座，阀门关闭。当阀杆连同旋转盘逆时针旋转，在旋转盘上“撑拢”轨道的强制作用下，限位销连同阀门的密封结构件先按固定盘上的“直线”轨道的轨迹向固定盘中心收拢，再按固定盘上“圆弧”轨道的轨迹逆时针旋转，阀门开启，该项专利的技术缺点是使用“圆弧连直线”的轨道，其要求精度高，加工工艺复杂，阀芯为组合的球体，难以获得均衡的预紧力，从而造成阀芯损坏，缩短了阀门寿命。中国专利200620105067介绍了一种轨道式旋塞阀，包括阀体、阀盖、操作件、阀
杆、阀座、与阀座构成圆锥面密封副的阀塞，以及轨道式机构，轨道式机构由安装在阀塞颈部具有两个导向槽的轨道圈和具有两个导向销销入所述导向槽的双销板组成，还包括调整轨道圈安装位置的锁紧螺母和调节圈，本专利的缺点是传动装置结构复杂，极其占用阀体外部空间；传动装置涉及零部件较多，装配过程复杂。另外，由于有圆锥面密封副的阀塞，以及调整轨道圈安装位置的锁紧螺母和调节圈，其需要多次调节，所以操作复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种阀门，该阀门具有结构紧凑、操作简便、阀门开启力矩小、开启角度大、流量大，以及方便清洗等优点。为实现上述目的，本发明提供了一种具有铰接式阀芯的阀门，包括手柄、阀杆、阀体、阀芯、传动件、密封圈、以及阀盖，所述阀体是一壳体，所述壳体形成有用于部分地容纳阀杆的阀杆孔，且壳体内形成有一通道，所述通道具有一入口和一出口，其特征在于:所述阀芯通过铰链与所述阀体连接，使得所述阀芯能够绕所述铰链的旋转轴线旋转，且所述阀芯上设有锁紧柱和连接孔；所述阀杆的底端上设有锁紧钩，且在阀杆的底部设有旋转孔，所述旋转孔的中心轴线偏离所述阀杆的中心轴线；以及所述传动件两端分别设有旋转头，所述旋转头中的一个与所述阀杆的旋转孔连接并可在所述旋转孔中转动，而另一个与所述阀芯的连接孔可转动连接，使得所述阀杆的旋转运动通过所述传动件传递至所述阀芯并转换为驱使所述阀芯绕所述铰链的旋转轴线旋转的运动以开启或关闭阀门，并且当阀门处于关闭状态时所述阀芯通过所述锁紧钩和所述锁紧柱锁紧至所述阀体。本发明的优选实施例中，铰链可由设置在所述阀芯上的铰链轴和设置在所述阀体上的铰链孔构成。本发明的优选实施例中，传动件可为钢丝簧，所述钢丝簧具有本体，本体的一端设有用于与所述阀杆的旋转孔连接的第一旋转头，另一端设有用于所述阀芯的连接孔连接的第二旋转头，所述第一旋转头为一直线段，而所述第二旋转头为另一线段，所述另一线段的端部弯成一定角度；所述本体和所述第二旋转头位于同一平面上，而所述第一旋转头垂直于所述平面；以及所述阀芯上的连接孔由两段直径不同的孔构成，其中，位于连接孔的头部的孔部分直径较小以防止所述第二旋转头脱出，而位于连接孔尾部的孔部分直径较大以便于所述第二旋转头的端部能够在其中旋转。本发明的优选实施例中，所述锁紧钩呈钩状，锁紧钩上依次设置有起始部、中间部、以及终止部，其中，所述起始部为斜面，作导向作用。本发明的优选实施例中，所述阀杆孔的外壁上可设有间隔开一定角度的两个限位凸台，所述阀杆的上部外壁上一体凸出地设有限位台和锁定凸起，所述限位台和所述锁定凸起分别与所述两个限位凸台配合，以实现阀门开启状态的保持并防止所述阀杆转动超过预定角度。本发明的优选实施例中，所述阀芯可具有圆盘状本体，所述本体的面向所述通道的侧面设有所述锁紧柱，在所述锁紧柱上方从所述阀芯的侧面凸出一柱状凸起，所述柱状凸起中设有用于容纳所述传动件的一端上的旋转头的所述连接孔。本发明的优选实施例中，所述阀门还可包括卡扣，所述阀杆的中部形成有卡扣槽，所述卡扣槽用于与所述卡扣配合，使得所述卡扣固定地保持在所述阀杆上，从而在阀门组装完成后，阀杆不会从阀体脱离。本发明还提供了一种具有铰接式阀芯的阀门，包括手柄、阀杆、阀体、阀芯、传动件、密封圈、以及阀盖，所述阀体是一壳体，壳体形成有用于部分地容纳阀杆的阀杆孔且壳体内形成有一通道，所述通道具有一入口和一出口，其特征在于:所述阀杆通过钢丝簧与所述阀芯连接，且所述阀杆上设置有锁紧钩；所述阀芯通过铰链与所述阀体连接，且所述阀芯上设置有锁紧柱；所述钢丝簧两端分别设有旋转头，所述钢丝簧一端上的旋转头与设置在所述阀杆上的偏心轴向旋转孔直接连接，并可在所述轴向旋转孔中旋转，所述钢丝簧的另一端上的旋转头与所述阀芯直接铰接；以及所述阀杆的旋转运动通过所述传动件传递至所述阀芯并转换为驱使所述阀芯绕所述铰链的旋转轴线旋转的运动以开启或关闭阀门，当阀门处于关闭状态时所述阀芯通过锁紧钩和锁紧柱锁紧。本发明的阀门中，由于阀芯和阀体之间采用铰链方式连接，阀芯可绕铰链的中心轴线旋转而实现阀门的启闭。在打开状态时，阀体中的流体通道内无任何阻挡件，因此可实现大的流量。而且通过适当地设置操纵装置和传动装置的传动比，可实现高效率地开启阀门，例如阀杆仅转过一个小角度即可实现阀门的完全开启和闭合。另外，采用铰链连接的方式使得阀门的结构简单、紧凑、操作简便、启闭力矩小、开启角度大、流量大、方便清洗、并且制造成本低。
图1示出根据本发明的具有铰接式阀芯的阀门的第一实施例的分解立体图；图2a示出根据本发明的具有铰接式阀芯的阀门的第一实施例的阀体的立体图；图2b示出根据本发明的具有铰接式阀芯的阀门的第一实施例的阀体的立体图；图2c示出根据本发明的具有铰接式阀芯的阀门的第一实施例的阀体的俯视图；图3a示出根据本发明的具有铰接式阀芯的阀门的第一实施例的阀杆的立体图；图3b示出根据本发明的具有铰接式阀芯的阀门的第一实施例的阀杆的另一立体图；图4示出根据本发明的具有铰接式阀芯的阀门的第一实施例的卡扣的立体图；图5示出根据本发明的阀门的第一实施例的钢丝簧的立体图；图6示出根据本发明的第一实施例的阀门的阀芯和钢丝簧组装好后的局部剖视立体图；图7示出根据本发明的第一实施例的组装完成后的阀门的局部剖视立体图；图8示出根据本发明的第一实施例的组装完成后的阀门处于关闭状态时的剖视图；图9示出根据本发明的第一实施例的阀门处于预关闭状态时的剖视图；以及图10示出根据本发明的第一实施例的阀门处于完全关闭状态时的剖视图。
具体实施例方式以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。图1示出根据本发明的具有铰接式阀芯的阀门100的第一实施例的分解立体图。如图1所示，阀门100包括阀体1、手柄2、钢丝簧3、阀芯4、阀盖5、密封圈6，7和9、卡扣
8、阀杆10，以及手柄销11。其中，阀芯4通过铰链方式和阀体I连接，铰链由设置在阀芯4上的铰链轴和设置在阀体I上的铰链孔构成，下文将更详细说明。阀芯4与阀体I之间设置有密封圈6。手柄2通过手柄销11与阀杆10连接，阀杆2通过钢丝簧3与阀芯4连接。卡扣8卡在阀杆10上以防止安装完成后阀杆10从阀体I脱离。钢丝簧3起到将阀杆的动作传递给阀芯4的传动作用，使得转动手柄2时，手柄2带动阀杆10转动，进而阀杆带动钢丝簧3动作，钢丝簧3的动作又带动阀芯4动作，从而实现阀门的启闭。在阀杆10和阀体I间设置有密封圈密7。阀体I和阀盖5之间亦设有密封圈9。
此外，在阀杆10上设置有锁紧钩，阀芯上设置有锁紧柱，阀芯通过锁紧钩和锁紧柱锁紧到阀体上，以实现阀门的紧密密闭，下文将进一步描述。图2a_2c分别示出根据本发明的具有铰接式阀芯的阀门100的第一实施例的阀体I的立体图和俯视图。如图2a_2c所不，阀体I是一壳体，壳体内形成有一个通道Ia,以供流体通过。壳体的左右侧沿一水平轴线(图未示)分别形成与容器和外部连通的入口 Ib和出口 lc，在其入口 Ib处设有阀芯4，出口 Ic与阀盖连接。阀体I的上端沿与所述水平轴线相垂直的垂向轴线(图未示)形成有阀杆孔Id。阀杆孔Id的外壁上设有间隔开一定角度的限位凸台Ie和If。在阀体I的入口 Ia处在通道Ia上方设有铰链孔lg、lh。图3a和3b示出阀门100的阀杆10的立体图，其中，阀杆10部分地容纳在阀杆孔Id中，在阀杆的上部形成有分别与手柄2和手柄销11配合的凸耳101和在凸耳101上的销孔101a。在阀杆的上部外壁上还一体凸出地设有限位台102和锁定凸起103a、103b。限位台102和锁定凸起103a、103b分别与阀体I上的限位凸台le、If配合，实现阀门开启状态的保持并防止阀杆转动超过预定角度。阀杆10的底端上一体地设有锁紧钩104。锁紧钩104用于阀门关闭时，使阀芯4稳定地保持在闭合状态。锁紧钩104为钩状结构，锁紧钩上设置有起始部104a、中间部104b、以及终止部104c，其中，起始部104a为斜面，作导向作用。锁紧钩用于与阀芯4上的锁紧柱配合，实现阀门关闭时的锁定，下文将更详细说明。在阀杆10的底部还设有偏心的沿阀杆轴线方向的旋转孔106，旋转孔106的中心轴线(图未示)偏离阀杆的中心轴线(图未示)一定距离，该距离可由阀门所要开启的角度来确定。此外，在阀杆的中部形成有卡扣槽105,卡扣槽105用于与卡扣8配合,使得卡扣8固定地保持在阀杆10上，从而在阀门组装完成后，阀杆不会从阀体脱离。图4示出阀门100的卡扣8的立体图。如图4a和4b所示，卡扣8形状为大致C形，C形的两臂81、82具有一定的弹性,使得当卡扣8卡入卡扣槽105中时,不会从卡扣槽105脱落。图5示出根据本发明的阀门的第一实施例的钢丝簧3的立体图。如图5所示，钢丝簧3具有本体30，本体30的一端设有第一旋转头31a，另一端设有第二旋转头31b。旋转头31a为一定长度的直线段，并且和钢丝簧3的本体30成固定角度，一般为90°。旋转头31b是与本体30成一定角度的另一线段，该线段端部弯成一定角度以防止钢丝簧3在组装后从阀芯的连接孔脱出(或者旋转头31b是可与阀芯铰接的连接头)，且旋转头31b和本体30基本在同一平面上，而旋转头31a垂直于由本体30和旋转头31b构成的平面。旋转头31a与阀杆的旋转孔106连接(插入)，并可在轴向旋转孔106中旋转。而旋转头31b则插入阀芯4的连接孔44中，且旋转头31b与阀芯的连接孔44有可旋转的铰接关系，即旋转头31b可在连接孔44中旋转。由此，阀杆10的转动能够带动钢丝簧3动作,使得阀杆的旋转运动(即由旋转运动产生的相对于阀芯方向的力)通过钢丝簧3 (传动件)传递至阀芯并转换为驱使阀芯绕铰链的旋转轴线旋转的运动以开启或关闭阀门，下文将进一步说明。图6示出根据本发明的第一实施例的阀门100的阀芯4和钢丝簧3组装好后的局部剖视立体图。如图6所示，阀芯4具有圆盘状本体41，本体41的外周上一体地设有铰链轴411、412。本体41的面向阀体通道Ia的侧面设有锁紧柱42，锁紧柱42用于与阀杆10上的锁紧钩104配合，当锁紧时，锁紧柱42和锁紧钩104是过盈配合。在锁紧柱42上方从阀芯的侧面凸出一柱状凸起43 (如图1所更清楚示出的)，柱状凸起43中设有用于容纳钢丝簧3的旋转头31b的连接孔44。连接孔44由两段直径不同的孔构成，其中，位于连接孔的头部的孔部分44a直径较小以防止旋转头31b脱出，而位于连接孔尾部的孔部分44b直径较大以便于旋转头31b的端部能够在其中旋转。组装时，阀杆10部分地容纳在阀体I的阀杆孔Id中并通过卡扣8保持在阀体I中，阀芯4上的铰链轴安装入阀体的铰链孔中。钢丝簧3首先利用旋转头31b和阀芯10的连接孔44连接，然后将旋转头31a压入阀杆的旋转孔106，如图7所示。因为旋转头31a为一定长度的直线段，并且和钢丝簧本体成约90°的固定角度，阀芯上的固定槽在阀芯开启和关闭状态及开启和关闭过程中都基本在同一平面上，因此钢丝簧旋转头31a和31b组装后不会脱落。阀杆10旋转时，因为旋转孔106的轴向偏心，使钢丝簧3产生作用于阀芯的力，由此来控制阀芯的启闭。图8示出组装完成后的阀门100处于关闭状态时的剖视图。如图8所示，阀杆10部分地容纳在阀体I的阀杆孔Id中并经由卡扣8可转动保持在阀体I上。阀芯4上的铰链轴411和412分别插入阀体I上的铰链孔Ig和Ih中，使得阀芯4可绕铰链孔的中心轴线转动。阀杆10通过钢丝簧3与阀芯4连接，使得当转动阀杆10时，阀杆10带动钢丝簧3动作进而带动阀芯4动作，由此打开或关闭阀芯。当关闭阀门时，阀杆10向关闭状态旋转，阀杆10和钢丝簧3组成凸轮偏心结构，则钢丝簧3的转动拉动阀芯4靠向阀体1，使得阀芯4处于预关闭状态，如图9所示，此时阀芯还未锁紧。继续转动阀杆10，当锁紧柱42和锁紧钩104的起始部104a接触时，在起始部104a斜面的作用下，起始部104a会给锁紧柱面有向内的拉紧力，当锁紧柱42被拉到中间部104b时，此时锁紧柱42的侧面和锁紧钩104的终止部104c贴合，此时密封圈6被压迫，实现密封如图10所示，此时阀杆10的限位台102和阀体I的限位凸台If贴合，阀杆10的锁定凸起103a越过阀体的限位凸台If，锁定完成。当打开阀门时，反向旋转阀杆10，使得阀杆10的锁紧钩104首先与阀芯4上的锁紧柱42脱离。然后进一步旋转阀杆10，阀杆10上和钢丝簧3组成凸轮偏心结构，此时偏心点距阀芯4近，钢丝簧3推阀芯，使阀芯打开至完全打开状态，此时，阀杆10的限位台102和阀体I的限位凸台Ie贴合，阀杆10的锁定凸起103b越过阀体的限位凸台le，此时阀杆处于锁定状态。上述实施例中，由于阀芯和阀体之间采用铰链方式连接，阀芯可绕铰链的中心轴线旋转而实现阀门的启闭。在打开状态时，阀体中的流体通道内无任何阻挡件，因此可实现大的流量。而且通过适当地设置操纵装置和传动装置的传动比，可实现高效率地开启阀门，例如阀杆仅转过一个小角度即可实现阀门的完全开启和闭合。另外，采用铰链连接的方式使得阀门的结构简单、紧凑、操作简便、启闭力矩小、开启角度大、流量大、方便清洗、并且制造成本低。需要指出的是，上述实施例中，各构件可具有各种变型。例如，手柄和阀杆可以为一体件。由钢丝簧构成的传动件可以采用其它结构，例如由具有一定弹性的塑料件或金属件构成，只要传动件能够将阀杆的转动传动到阀芯，从而推开或拉回阀芯以实现阀门的启闭即可。阀芯与阀体的铰链连接方式也可实施为在阀芯上设置铰链孔，而在阀体上设置铰链销等来实现。以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
权利要求
1.一种具有铰接式阀芯的阀门，包括手柄、阀杆、阀体、阀芯、传动件、密封圈、以及阀盖，所述阀体是一壳体，所述壳体形成有用于部分地容纳阀杆的阀杆孔，且壳体内形成有一通道，所述通道具有一入口和一出口，其特征在于: 所述阀芯通过铰链与所述阀体连接，使得所述阀芯能够绕所述铰链的旋转轴线旋转，且所述阀芯上设有锁紧柱和连接孔； 所述阀杆的底端上设有锁紧钩，且在阀杆的底部设有旋转孔，所述旋转孔的中心轴线偏离所述阀杆的中心轴线；以及 所述传动件两端分别设有旋转头，所述旋转头中的一个与所述阀杆的旋转孔连接并可在所述旋转孔中转动，而 另一个与所述阀芯的连接孔可转动连接，使得所述阀杆的旋转运动通过所述传动件传递至所述阀芯并转换为驱使所述阀芯绕所述铰链的旋转轴线旋转的运动以开启或关闭阀门，并且当阀门处于关闭状态时所述阀芯通过所述锁紧钩和所述锁紧柱锁紧至所述阀体。
2.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于:所述铰链由设置在所述阀芯上的铰链轴和设置在所述阀体上的铰链孔构成。
3.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于: 所述传动件为钢丝簧，所述钢丝簧具有本体，本体的一端设有用于与所述阀杆的旋转孔连接的第一旋转头，另一端设有用于所述阀芯的连接孔连接的第二旋转头，所述第一旋转头为一直线段，而所述第二旋转头为另一线段，所述另一线段的端部弯成一定角度； 所述本体和所述第二旋转头位于同一平面上，而所述第一旋转头垂直于所述平面；以及 所述阀芯上的连接孔由两段直径不同的孔构成，其中，位于连接孔的头部的孔部分直径较小以防止所述第二旋转头脱出，而位于连接孔尾部的孔部分直径较大以便于所述第二旋转头的端部能够在其中旋转。
4.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于:所述锁紧钩呈钩状，锁紧钩上依次设置有起始部、中间部、以及终止部，其中，所述起始部为斜面，作导向作用。
5.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于:所述阀杆孔的外壁上设有间隔开一定角度的两个限位凸台，所述阀杆的上部外壁上一体凸出地设有限位台和锁定凸起，所述限位台和所述锁定凸起分别与所述两个限位凸台配合，以实现阀门开启状态的保持并防止所述阀杆转动超过预定角度。
6.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于:所述阀芯具有圆盘状本体，所述本体的面向所述通道的侧面设有所述锁紧柱，在所述锁紧柱上方从所述阀芯的侧面凸出一柱状凸起，所述柱状凸起中设有用于容纳所述传动件的一端上的旋转头的所述连接孔。
7.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于:所述阀门还包括卡扣，所述阀杆的中部形成有卡扣槽，所述卡扣槽用于与所述卡扣配合，使得所述卡扣固定地保持在所述阀杆上，从而在阀门组装完成后，阀杆不会从阀体脱离。
8.一种具有铰接式阀芯的阀门，包括手柄、阀杆、阀体、阀芯、传动件、密封圈、以及阀盖，所述阀体是一壳体，壳体形成有用于部分地容纳阀杆的阀杆孔且壳体内形成有一通道，所述通道具有一入口和一出口，其特征在于: 所述阀杆通过钢丝簧与所述阀芯连接，且所述阀杆上设置有锁紧钩；所述阀芯通过铰链与所述阀体连接，且所述阀芯上设置有锁紧柱； 所述钢丝簧两端分别设有旋转头，所述钢丝簧一端上的旋转头与设置在所述阀杆上的偏心轴向旋转孔直接连接，并可在所述轴向旋转孔中旋转，所述钢丝簧的另一端上的旋转头与所述阀芯直接铰接；以及 所述阀杆的旋转运动通过 所述传动件传递至所述阀芯并转换为驱使所述阀芯绕所述铰链的旋转轴线旋转的运动以开启或关闭阀门，当阀门处于关闭状态时所述阀芯通过锁紧钩和锁紧柱锁紧。
全文摘要
本发明公开了一种具有铰接式阀芯的阀门，包括手柄、阀杆、阀体、阀芯、传动件、密封圈、以及阀盖。阀体是一壳体，壳体形成有阀杆孔和通道，通道具有一入口和一出口。阀芯通过铰链与阀体连接，使得阀芯能够绕铰链的旋转轴线旋转，且阀芯上设有锁紧柱和连接孔。阀杆的底端上设有锁紧钩，且在阀杆的底部设有旋转孔。传动件两端分别设有旋转头，旋转头中的一个与阀芯的连接孔连接，而另一个与阀杆的旋转孔连接，使得阀杆的旋转运动通过传动件传递至阀芯以控制阀芯的开启与关闭，并且当阀门处于关闭状态时阀芯通过锁紧钩和锁紧柱锁紧至阀体。本发明的阀门具有结构紧凑、操作简便、开启力矩小、开启角度大、以及流量大等优点。
文档编号F16K1/32GK103090023SQ20131003283
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者不公告发明人 申请人:上海鸿润科技有限公司