专利名称：合成树脂制球阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种城市煤气、天然气等气体输送管埋设配管时使用的热可塑性树脂制球阀。
近年来，作为气体用埋入配管，聚乙稀树脂等热可塑性树脂管逐渐增多，在这种场合，这些配管使用的接头及球阀类也与配管相同地由热可塑性树脂形成，与要连接的管件以电气融着或熔接的方式连接。
上述埋设球阀通常在阀室内有带有形成流路的贯通口的球阀体及密封此阀体的聚四氟乙稀或橡胶制座圈。座圈分别配置在前述球阀体的两侧相对位置，在对阀体产生反作用力状态下保持在阀室内，利用由阀室外上部通到阀室内部的阀杆此阀体可回转90度，阀盒内的球阀体在密封情况下进行开闭操作。由于球阀体通过座圈安装在阀室内，在流体的流动方向上略有移动。即闭阀时流体的压力加在球阀体上，将球阀体向下流侧挤压，从而成为与下流钡的座圈紧密接触以提高密封性的结构。这样的球阀一般称之为浮动阀。
阀如果长期不进行开闭操作，使用的润滑剂会从球阀体和座圈的接触面上被挤出，或是由于润滑剂的固化等引起球阀体与座圈间的磨擦系数加大，不能得到稳定的密封，在紧急时不能进行平稳的操作。
此外在长期放置的状态下由于座圈的蠕变其弹性力消失，具有不能稳定保持良好密封性的问题。
为此，在日本实用新型公开平4-35643号公报中，提出了有关浮动型球阀通过设置座圈间隙面，使全开时的座圈与阀体的接触面积减少，以能提高操作性的方案。
此外，实用新型公开平4-39492号公报公开的球阀，一侧装有座圈的本体主体与另一侧装有座圈的阀盖熔接时，为了保证阀盖本体主体插入量一定，即两个座圈间保持一定尺寸，阀盖上设有环状台肩止挡部，使阀体两侧的密封面压力均衡以得到稳定的密封性。但是上述实用新型公开平4-35643及实用新型公开平4-39492号公开的球阀由于都是上述的浮动型球阀，在全闭位置，流体压施加到球阀体，阀体紧压下流侧的座圈。因而在开阀时，由于由流体压力向下游侧压着的状态下回转，且在全开时比起上游座圈，阀体仍紧压下游侧座圈，而且阀体与座圈的接触面积加大。其结果，两侧的座圈不能受到均衡的压力，阀体的回转力矩加大，长期如此座圈蠕变，产生闭阀时密封性差的问题。
此外实用新型公开平4-39492号的球阀本体主体部与阀盖平接熔接(注本体主体部与阀盖的端面对接熔接技术)时，设有环状止挡肩，以不产生两个座圈的球阀体保持部的间隔变化。但是本体主体部与阀盖经过热熔接形成阀盒，并在阀盒轴方向的座圈的间隔，即直接影响阀体的保持尺寸的方向进行热熔接。这样即使是有止挡肩部，阀盒轴方向的尺寸要按照所定的间隔进行熔接也很难，此外由于熔接部与止挡部的距离接近，加热熔接工作中的热影响一直影响到止挡肩部，有可能招至止挡肩自身的位置不吻合。结果对阀盒轴向的两个座圈的球阀体保持部间的尺寸发生影响，有难以制造能保持稳定的密封性的阀体保持部间尺寸的球阀的问题。
地下埋设的球阀通常是除阀杆贯通的阀盒中央部分外均埋在土中，这样阀盒两端的配管流路在地面上无法判识，发生管道在哪个方向埋在地面上均不能判别的情况。因而当从地上将操作手柄插入旋转操作地下埋设的球阀的阀杆时，不知球阀的位置是开还是关，会发生误操作现象。
在地上将操作手柄插入埋设球阀开闭及埋设球阀时，由于阀的下部具有圆筒状易转动的不稳定形状，难以使阀杆的方向向地上成正确的垂直以进行配管，如果这样倾斜埋设球阀，以后的手柄操作会产生困难。
本发明的目的是提供消除上述问题的合成树脂制阀，即提供容纳球阀体及座圈的阀盒的阀体保持部间的尺寸一定，能保持长期均衡的密封性及操作转矩，并得到均一的阀安装结构，特别是在地面上能确认埋设在土中使用的阀盒的流路方向与球阀体的贯通孔的方向，避免阀开闭操作时的错误，阀盒设置稳定、配管施行方便的合成树脂阀。
本发明的要点在于提供一种合成树脂制球阀，具有带轴向贯通孔的球阀体，相互对置地设置在此球阀体两侧的一对座圈，其内部安放此座圈与所述球阀体的热可塑性树脂制阀盒，以及与阀盒内球阀体相配合的阀杆，通过操作此阀杆使所述球阀体大致转90度，以开闭流路，其特征在于，在所述阀盒的上部形成插入球阀体的开口部，在阀盒内自由回转地支承着球阀体，在此阀盒上面的开口部由热可塑性树脂制盖盖住，以穿过此阀盖装着的阀杆，使阀盒内球阀体回转操作。
此时，能在阀盒内自由回转地支承着所述球阀体的下部，而且，能熔接所述阀盒与阀盖使之接合成一体。
此外，最好是在将阀盒与阀盖进行所述熔接时，将使对接量一定的止挡部在从热熔接部分处离开时设置在所述阀盖与阀盒上的远离热熔接部分的位置。
本发明的另一种合成树脂制球阀中，具有带轴向贯通孔的球阀体，相互对置地设置在此球阀体两侧的一对座圈，其内部安放此座圈与所述球阀体的热可塑性树脂制阀盒，以及与阀盒内球阀体相配合的阀杆，通过操作此阀杆使所述球阀体大致转90度，以开闭流路，其特征在于，前述球阀体的下部在阀盒内可自由回转地支承，且这样来形成球阀体的所述通孔轴向表面间尺寸在阀关闭状态下，所述球阀体与所述一对座圈相接密封，在阀打开状态下，球阀体与座圈间产生间隙。
在以上结构中，最好在所述阀盖的上面，设置能由上方确认阀盒配管轴方向的识别部分，而且在所述阀杆上端，安装着能由上方确认球阀体贯通孔方向的树脂制盖。
此外最好在所述阀盒外表面的下方设置着多个比阀盒中央部的下方更向下延伸的突缘，以使阀盒不回转。
本发明不是以往的浮动型球阀，球阀体的下部由阀盒内面可自由回转的支撑，同时也不是由多个部件以熔接的方式形成阀盒，由于容纳阀体与座圈的阀盒为一体的部件形成，容纳座圈与球阀体的阀室能够保持一定的尺寸。
此外阀体与座圈从阀盒上部的开口部插入，阀体的下部由阀盒内面支撑，这样阀体相对阀盒中心保持左右均等，由于球阀体以此轴为中心回转，与左右座圈的接触压力也是均等的。
由于在这种状态下阀盖熔接于阀盒上部的开口部，对于安装阀体与座圈的阀室内的轴线方向的表面间尺寸，不受阀盒与阀盖安装时的由于熔接的热量影响，能够得到均衡的阀室内座圈安装部的轴线方向表面间尺寸。结果，两个座圈间的密封表面间尺寸也保持均衡，从而得到与阀体间常保持均匀密封压力的阀。
此外，这样来设置球阀体贯通口的轴向表面间尺寸两座圈与球阀体间密封面压力保持尺寸，即为进行阀体与座圈间密封的座圈与阀体间尺寸，在全关闭时，密封面压力保持尺寸成为负值，使阀体与座圈用适当的密封表面压力接触地进行密封，而全打开时，密封表面压力保持尺寸成为正值，座圈与阀体成为不接触地状态。
从而在全打开状态下长时间使用球阀时，因座圈与阀体不接触，在座圈上不产生蠕变，不失去弹性。在紧急情况下进行关闭阀体的操作轻快，且关闭时座圈的密封性良好。这依赖于在两座圈间组装的尺寸成为一定的方式下，在阀盒上部设置阀体插入用开口部且使阀盒形成为一体，以及在阀盒内自由回转地支承阀体的下部并将其收容。
此外，对于阀盒与阀盖熔接，因在离开熔接部的部分上设置着熔接时使对接量成为一定的止挡部，所以止挡部不会软化，不会造成尺寸误差，通过止挡部能够得到均匀的熔接质量。
另外在熔接到阀盒上部的阀盖上表面上，设置着判别阀盒流路的识别部，特别是阀杆上部设置着判别球阀体贯通口方向的盖，所以即使埋设阀盒不能判别阀盒两端配管轴线方向的话，在地面上可见阀盖上面的识别部与阀杆上部的盖，能够确实无差错地进行阀的开闭操作。
特别是在阀盒的下面，设置着不能使阀盒转动的多处凸缘，所以能稳定地设置阀盒，从而在水平或垂直方向容易进行配管工作，而且对配管前的单个阀的操作处理也变得容易了。
以下结合
本发明的实施例。
图1所示为本发明第1实施例的纵剖图。
图2为图1的阀盒与阀盖熔接部周围放大的剖面图。
图3为本发明第2实施例的阀盖周围的纵剖面图。
图4为图3的平面5所示为本发明第3实施例的纵剖面图。
图1为表示第1实施例球阀的纵剖面图。
1为聚乙烯树脂制的阀盒，包括有左右对称的容纳球阀体3与一对座圈5、5的阀室1a，流路1b以及与管的连接部1c、1c，阀盒1上部有开口部1e，由注射方法一次成形。
2为阀盖，在中心有与阀杆4作旋转动配合的结合孔2a，阀盖2与阀盒1同样为聚乙烯制成，并与阀盒1以平接熔接固定。阀盖2的形状为球形及椭圆球形(注平面形状为椭形)均可，特别是椭圆球形的情况下具有节约材料的优点。此外，阀盖2与阀盒1平接熔接相连，为提高阀盖2的配合孔2a与阀杆4及球阀体3的同心度，设置了导向部2b。
阀盒1的阀室1a内装有球阀体3。阀体3内部有贯通孔流路3a，同时下部设有耳轴式短轴(注、trunnion stub)3b，阀盒1的阀室1a的下部设有短轴配合孔1d，从而耳轴式短轴3b与短轴配合孔1d相配合，并以此轴为中心，使球阀体3在阀盒1内可自由回转地被支撑着。从而阀体1不会由于流体压力而向流动方向移动。
此耳轴式短轴3b可设置为图1所示与阀体3成为一体，也可作为另外的零件在阀盒1内自由转动支撑。此外与图1结构相反，也可在阀盒的阀室侧设置耳轴式短轴，在球阀体侧设置短轴配合孔。
球阀体3的上部，形成有不能与阀杆4相对转动配合的配合部3c。为保持全闭时密封性，阀室1a在阀体3的两端设置有在相对球阀体3及阀杆4的回转轴左右均等分开的位置的座圈5、5。图示为阀全开时的情况，为了在这种情况下座圈5、5与阀体3之间留有间隙，阀体流通路3a的表面间尺寸设计的小于闭阀位置的密封表面压保持尺寸。具体为与阀体3外表面相交部的角部被切去，沿垂直方向倒角。从而由于座圈5、5在阀的全开时有左右均一的间隙，座圈5、5没有受到接触压力。此外阀体3可容易地由阀盒上部的开口部1e装入。从而构成通过90度回转与阀体3相结合的阀杆4使阀全闭及全开的结构。所以，从全开位置到全闭位置的回转力矩很小。
阀杆4为不锈钢制造，与阀盖2间以O形环密封。阀杆4的上部装有限制阀杆4回转90度的90度开闭制动销15，在其上部装有不能相对转动的盖6。盖6与阀盖2可自由回转地相结合，与阀盖2间以O形环密封。阀盒上部的开口部1e与阀盖2的内周侧导向部2b结合，阀盖2与阀盒1的熔接部7设置于与导向部2b之间有一定空间的外周侧上。
图1、图2阀的全开状态下，球阀体3与座圈5、5有一定的间隙，而且由于球阀体由阀盒内的回转中心支撑安装，座圈不会蠕变，可以用较小的操作力矩操作阀体回转。
在阀体的回转操作阶段中，球阀体3为其回转轴定位于阀盒中心的构造，不受流通体压力的影响，且相对球阀体3的两侧设置的座圈5、5在均一的表面压下回转。这样阀体与座圈压紧及粘合使阀体开闭操作转矩发生强烈变化的现象不会产生，能够实现平稳操作，与座圈间保持一定的密封表面压力以得到良好的密封性。
图2为阀盒上部及阀盖部分的放大断面图。为使阀盒1及阀盖2的平接熔接时的对接熔接量一定，阀盖2的配合导向部2b的端面部设有止挡部2c，在与导向部2b有一定空间的外周侧设有熔接部7。熔接部7的平接熔接时，阀盒1的导向底部1f，即在上方开放的台肩上由于与止挡块2c相碰，熔接部7的固定定位面熔接量一定。
由于有这种构造，阀盒1与阀盖2的熔接部7在加热熔融时，止挡部2c远离熔接熔融部，不受熔接部的热影响。从而确实保证对接熔接部7的对接熔接量一定。而且导向部2b与止挡部2c也可设计为阀盒与阀盖相反的凸凹关系。即阀盖2的下方形成开放的台肩，阀盒1内面的上端部与该台肩相接也可。
图3为本发明的第2实施例中阀盖周围的纵剖面图。
在此实施例中，地下配管的阀的阀盖2的上面附有保护管9，阀本体埋入地下后，在地上能够进行阀的开闭操作。阀盖2的上面，设有由阀杆4的回转中心向阀盖2的外周呈放射状并且向上方突出的数个凸缘8，将凸缘8作为导向部，则可很容易地装配保护管9。这样，地下配管的操作部不被沙土埋设，可由地上的手柄操作棒插入进行阀的开闭操作。
图4为图3的平面图，前述的凸缘8为了从阀的上方看出能够判明阀盒1的流路方向，以凸缘8的圆周方向的角度间隔不同的方式配置，即如图所示那样，流路方向的凸缘8a设置为间隔较小的一对。根据指示阀盒的轴线方向的凸缘8a，既使在地上看不到被埋设的阀盒的连接口11，也可根据凸缘8a判别阀的配管方向。盖在阀杆4上端的盖6的上面也设有由从上方看可以判别阀体3流路3a方向的球阀体贯通方向凹形指示线12，涂以萤光色更加醒目。这样即使阀本体埋设在地下，通过从地面上的保护管9内的阀的操作部窥视，也可判别阀的开闭状态，进行正确的开闭操作。盖6的线12可设置成凸起，也可以将整个盖的形状沿流路方向制成细长的菱形以代替线12。
图5为本发明的第3实施例，此实施例中球阀体3与阀杆4为一体成形，而且与耳轴式短轴3b也为一体。
关于阀杆及短轴的一体成形，以相同材质一体成形或其它材质的阀杆或短轴以镶嵌法成形成为一体均可。
阀盒的两端连接口11、11，插入相同聚乙稀连接管10、10并进行套管熔接。从而利用此连接管10，在埋设现场使用聚乙烯配管及电熔接头或平接熔接，可以方便地快速连接配管。可以在本实施例中取得与第1实施例的相同效果。
如图1、图5所示，在阀盒1的下面两侧设有使阀盒在平面上不回转的突出凸缘13、13，以使阀盒可以稳定地设置。此突出凸缘13可在阀盒下面两侧的前后相关设置4个，也可只为阀盒1不转动而在阀盒的下面两侧相关设置两个前后方向有长度的突出凸缘13。
此突出凸缘13比阀盒中央部下面14更向下方突出，即，即使阀盒1由于在树脂注射成形制造时在中央下部留有冒口的残迹，也可由突出凸缘13稳定地设置阀盒。
本发明的合成树脂制球阀的球阀体不会因流体压力而移动，总在阀盒中心保持回转。从而与阀体的两侧安装的座圈保持一定的位置关系。在全开时加在座圈的表面压力比全闭时小。这样能得到均衡的密封性与操作性，座圈不易发生蠕变，能够保持座圈的弹性及维持长期的寿命。依靠组装来保持座圈表面压保持尺寸不变，使密封性能不变。
如此可以保持长期运转的良好性能，阀的开闭操作容易，在埋设配管的状态下也能无误地进行阀的开闭操作，同时阀具有良好的安装稳定性，操作容易。
权利要求
1.一种合成树脂制球阀，具有带轴向贯通孔的球阀体，相互对置地设置在此球阀体两侧的一对座圈，其内部安放此座圈与所述球阀体的热可塑性树脂制的阀盒，以及与阀盒内球阀体相配合的阀杆，通过操作此阀杆使所述球阀体大致转90度，以开闭流路，其特征在于，在所述阀盒的上部形成插入球阀体的开口部，在阀盒内自由回转地支承着球阀体，在此阀盒上面的开口部上制成由热可塑性树脂盖做的阀盖，以穿过阀盖安装的阀杆，使阀盒内球阀体回转操作。
2.按照权利要求1所述的合成树脂制球阀，其特征在于，在阀盒内自由回转地支承着所述球阀体的下部，而且熔接所述阀盒与阀盖使之结合成一体。
3.按照权利要求2所述的合成树脂制球阀，其特征在于在将阀盒与阀盖进行所述熔接时，将使对接量一定的止挡部设置在离开熔接部分的所述阀盖与阀盒上。
4.一种合成树脂制球阀，具有带轴向贯通孔的球阀体，相互对置地设置在此球阀体两侧的一对座圈，其内部安放此座圈与所述球阀体的热可塑性树脂制的阀盒，以及与阀盒内球阀体相配合的阀杆，通过操作此阀杆使所述球阀体大致转90度，以开闭流路，其特征在于，在阀盒内自由回转地支承着所述球阀体的下部，而且在阀关闭状态下，所述球阀体与所述一对座圈相接密封，在阀打开状态下，球阀体与座圈间产生间隙，这样来形成球阀体的所述贯通孔轴向表面间尺寸。
5.按照权利要求1-4任一所述的合成树脂制球阀，其特征在于在所述阀盖的上面，设置能由上方确认阀盒配管轴方向的识别部分，而且在所述阀杆上端，安装着能由上方确认球阀体贯通孔方向的树脂制盖。
6.按照权利要求1-4任一所述的合成树脂制球阀，其特征在于在所述阀盒外表面的下方设置着多个比阀盒中央部的下方更向下延伸的突缘，以使阀盒不回转。
全文摘要
本发明的目的是提供一种合成树脂制球阀，它的阀盒包含球阀体及座圈，而阀盒的阀体保持部之间的尺寸一定，经长期运转能保持稳定的密封性与操作转矩。本发明为通过操作阀杆使球阀体进行近于90度的回转来开闭流路的球阀，球阀体的下部可自由回转地支撑在阀盒内，阀盒与阀盖由热熔接结合成一体。此外，球阀体的下部在阀盒内自由回转支撑的同时，闭阀状态下球阀体与一对座圈结合形成密封，开阀状态下球阀体与座圈间产生间隙，形成球阀体的贯通孔轴向的表面间尺寸。
文档编号F16K5/06GK1141404SQ9610500
公开日1997年1月29日 申请日期1996年4月12日 优先权日1995年4月14日
发明者上野义郎, 长柄齐, 丹羽丰, 近藤靖 申请人:日立阀门株式会社