可双向操作的球阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及可双向操作球阀，包括装配在一起的阀体、阀座、阀芯体、和阀杆，阀体在其相对的上游端和下游端处各具有一个阀侧开口部及在顶部处具有阀顶开口；所述阀座嵌入地安装在与阀体的至少一端内；阀芯体容置在所述阀体内且具有两个相对的流通孔，并且借助于密封圈分别与所述阀体的上游端和下游端抵紧配合；阀杆的下端处具备沿其纵长方向延伸的阀杆下柄，通过所述阀杆下柄穿过所述阀顶开口插置入所述阀芯体的顶部，所述阀杆可转动地在下端处固连至所述阀芯体，其中，所述阀杆下柄相对于穿过所述阀芯体中心的竖向轴线是偏心设置的。本球阀结构简单，通过提供特定结构的阀杆和匹配的阀杆安装孔，可不区分球阀装设方向实现正反向操作。
【专利说明】
可双向操作的球阀
技术领域
[0001]本实用新型属于阀门技术领域，涉及一种可双向操作的球阀，尤其涉及到二氧化碳制冷系统中使用的可采用偏心式阀杆实现双向操作的球阀。
【背景技术】
[0002]球阀广泛地应用于空调、冷冻机组、冷冻冷藏设备中，起到连接管段和对制冷剂的截止和导通等作用。
[0003]图1为一种现有技术中典型的球阀的结构立体示意图；图4a和4b则分别描绘了现有技术球阀阀杆及其配合的阀体安装孔的结构。如图1、图4a和4b所示，一种典型的球阀包括装配于第一管段18与第二管段19之间的阀体11、连接在阀体11上的阀座12，设置在阀体内腔中带有通孔的阀芯体，组装于阀座12与阀体11之间的密封垫片，用于转动阀芯体的阀杆15，罩于阀杆上方的阀帽17，以及位于阀体上用于实现阀杆转动定位的定位结构。进一步如图4a所示，典型的球阀阀杆包括:位于中部的阀杆主体151，其具备若干沿阀杆轴向间隔开的周向环部，用于啮合到阀体中便于固定和密封;位于上部的阀杆上柄152，通常为扁平状，用于受力驱动所述阀杆转动，进而带动阀杆以其下部所固连的阀体腔内的阀芯体(通常为阀芯球)旋转;位于下部的阀杆下柄153，其通常也为扁平状且在直径方向上完全延伸至阀杆主体的外圆周的相对着的两侧上，所述阀杆下柄通常是通过在圆柱体形的阀杆下部沿轴向向内切与阀杆横截面垂直地进行轴对称的两次相对的切割而形成，而未切割部分仍旧延伸跨越阀杆圆柱体主体横截面的整个直径。如图4b所示，常规球阀阀体上用于容纳插入的阀杆下柄的安装孔20通常呈圆形但具备中心对称地向圆心凸出的两个定位凸台201用于充当止动部件来当阀杆下柄转动至特定的开启或关闭位置时起到止动作用，从而达到并维持稳定的开或关状态。在此种球阀设计中，当在全开位置与全闭位置之间转换时，阀杆通常只能转动90°，从而操作范围偏小。在应用于二氧化碳作为制冷剂的制冷系统中时，需要在阀体上标注单向箭头以指明安装方向。这样就要求用户在安装或维护系统的时候，首先要判断制冷剂的流向或待维修元件的位置。在球阀焊接到管路之后，还需要判断系统运行时高压侧的方向，调整密封球的方向，使阀芯体带有泄压孔的一侧朝向高压侧，没有泄压孔的一侧朝向低压侧。
[0004]为了设计一种具备安装方向容错性能的、在正反向均可实现开关的球阀系统，本领域中出现了可正反向开启的球阀，如图2和3所示，这种正反向球阀设计通过在阀杆15与阀体11相配合处附近、在阀杆15周围加装一个止动环13及卡簧14来实现的，且阀体上需具备用于实现阀杆转动定位从而辅助完成稳定的开启或关闭状态维持的定位结构16。
[0005]在此种结构的球阀中，由于增加了一个止动环和一个卡簧以及相应安装工艺，由此带来部件和成本上的增加、及装配工艺的复杂化;并且由于这种常规正反向开关球阀系统的可靠性很大程度上取决于卡簧的卡紧力，而这种卡紧力通常较小且由于卡簧随使用时间逐渐松弛而导致卡紧力的降低，从而导致可靠性方面存在隐患。此外，这种正反向开关球阀只适用于内装阀杆式球阀，而不适用于外装阀杆式球阀，从而应用场合方面也存在局限性。
[0006]另外，以上所述的球阀中，在球阀内部所容置的阀芯体由于被球阀壳体所包围，则在阀芯体上的泄压孔位置不可见，则用户无法准确判断泄压孔位置并据此调整阀门的关闭方位。
[0007]有鉴于此，确有必要提供一种改良结构的球阀及其阀杆，其能减轻或至少部分消除现有球阀的上述缺陷。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0009]相应地，本实用新型的目的之一是在基本上不改变原有球阀的基本结构的基础上，通过提供一种改良结构的可双向操作的球阀，其具备特定结构的球阀阀杆，以及具备有形状适于容置该阀杆插入并可辅助阀杆进行双向操作的球阀安装孔，从而达到了可以在安装时无论是无意中未区分球阀上下游管段、或是安装场合的具体限制例如空间条件等不允许常规的装设方向时，均可忽略球阀的上下游方向而实现正反向双向均可导通的效果，或可实现双向均可截止的效果。因而，以最简单的改进方式实现了较好的安装场合适用性。
[0010]为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，提供了一种可双向操作的球阀，其特征在于，其包括相互配合地装配在一起的阀体、阀座、阀芯体、和阀杆，所述阀体在其相对的上游端和下游端处各具有一个阀侧开口部以及在顶部处具有敞开的阀顶开口；所述阀座嵌入地安装在阀体的至少一端内；阀芯体容置在所述阀体内且具有两个相对的流通孔，并且借助于密封圈分别与所述阀体的上游端和下游端抵紧配合;阀杆的下端处具备沿其纵长方向延伸的阀杆下柄，通过所述阀杆下柄穿过所述阀顶开口插置入所述阀芯体的顶部，所述阀杆可转动地在下端处固连至所述阀芯体，其中，所述阀杆下柄相对于穿过所述阀芯体中心的竖向轴线是偏心设置的。
[0011 ]优选地，所述阀杆还包括:位于阀杆中部的阀杆主体，阀杆下柄从阀杆主体向下延伸;并且，所述阀杆下柄在周缘方向由一对平行的扁平侧面、以及两个弧形侧面而限定呈封闭截面。
[0012]优选地，所述阀杆下柄的一个弧形侧面相对于穿过阀芯体中心的竖向轴线偏心地设置成在阀杆主体的直径方向上不会完全延伸至与阀杆主体的外周齐平，使得所述弧形侧面在阀杆横截面上的投影线条位于阀杆横截面的范围以内，而另一个弧形侧面完全延伸至阀杆主体外周处齐平。
[0013]优选地，容置所述阀杆下柄的所述阀顶开口的图案为由同心但不同内径的两个圆形由同一条弦分别从各自截取的相对的两个部分圆拼合而成，所述两个部分圆包括较大直径的大圆孔部分和较小直径的小圆孔部分。
[0014]优选地，小圆孔部分的直径等于或略微大于所述阀杆下柄中的偏心设置的弧形侧面的直径、但小于阀杆下柄中的完全延伸至阀杆主体外周处齐平的弧形侧面的直径。
[0015]优选地，大圆孔部分的直径等于或略微大于阀杆下柄的完全延伸至阀杆主体外周处齐平的弧形侧面的直径。
[0016]优选地，所述弦的方向设置为与阀体的延伸方向一致。
[0017]优选地，在阀芯体中的两个流通孔之间设置泄压孔，所述泄压孔与两个流通孔的轴向中心线的大致垂直。
[0018]优选地，所述阀杆还包括从阀杆主体沿其纵长方向与阀杆下柄相背离地延伸的阀杆上柄，且所述阀杆上柄具备与阀杆下柄的扁平侧面垂直的一对彼此平行的扁平侧面。
[0019]优选地，在阀杆上柄的扁平侧面之一上设置指示孔，从而与阀芯体的泄压孔的方向一致。
[0020]优选地，球阀关闭时，阀芯体转动使得泄压孔转至介于阀体的上游端与阀芯体竖向中心线之间的部分中，朝向上游端敞开，且阀芯体被向阀体的下游端推动抵紧密封圈。
[0021]优选地，阀芯体两侧具备的流通孔所在的平面彼此平行使得该阀芯体的形状为大致球台形。
[0022]优选地，所述阀芯体的顶部设置有凹槽，所述凹槽的形状和尺寸被确定为匹配地接纳所述阀杆下柄，并且凹槽的延伸方向与阀芯体的两个相对的流通孔的延伸方向相垂直。
[0023]优选地，所述球台形的阀芯体以及其上的凹槽，分别相对于穿过阀芯体中心的竖向轴线是对称的。
[0024]另外优选地，所述弦的方向设置为与阀体的延伸方向垂直。
[0025]本实用新型的有益技术效果在于:首先，该设计允许球阀正、反向关闭，能够纠正客户的安装错误。当安装和维护球阀时，不需要对安装方向进行判定，且即便误装方向，也仍旧可以工作;继而，该设计提高了球阀的破坏扭矩，从而给客户维修带来便利，提高了产品的可靠性;进而，阀杆上的指示孔帮助客户指示球阀内球的泄压孔的位置;最后，无需增加其他部件，无需更改或增加原有装配工艺，并且阀体的新型安装孔改进了原有安装孔承受破坏力矩小的缺点。
[0026]在下面的说明书中可能涉及个别特征以及涉及特征的组合。应了解前文的一般描述和下文的详细描述是只是示例性的和解释性的、且并非是对本文所公开的实施例所基于的广泛创造性构思的限制。
【附图说明】
[0027]现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本实用新型的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件。附图的简要描述如下:
[0028]图1是现有技术中典型的球阀的整体结构的立体示意图；
[0029]图2是现有技术中典型的球阀的阀帽与阀杆组装示意图；
[0030]图3是现有技术中一种常规的正反向开关球阀中的阀杆与阀体装配处的横截面图；
[0031]图4a是如图1所示的现有技术中的开关球阀中的阀杆的立体示意图，其中所述阀杆仅能够旋转90° ；
[0032]图4b是与图4a中的阀杆装配在一起的球阀阀体的俯视图，其中示出了阀体上的与阀杆的下端配合的阀杆安装孔；
[0033]图5是根据本实用新型的一个实施例的球阀处于组装状态的纵截面图；
[0034]图6是图5所示球阀的示例性分解透视图；
[00；35]图7a是图5中的球阀的偏心阀杆的立体示意图；
[0036]图7b是与图7a中的偏心阀杆装配在一起的球阀阀体的俯视图，其中示出了阀体上的与偏心阀杆的下端配合的阀杆安装孔；
[0037]图8a是图7a中所示的偏心阀杆以其下端装配到图7b中所示的阀杆安装孔之后，球阀的阀杆从中间打开位置顺时针旋转90度达到第一关闭位置的状态变化的示意图；
[0038]图Sb是图8a中的球阀的阀杆从中间打开位置逆时针旋转90度达到第二关闭位置的状态变化的示意图；
[0039]图9是图5所示球阀中的阀芯体的立体示意图；
[0040]图10是图5所示球阀从上游管段入口方向观察的侧视图，其中示出阀芯体的泄压孔和阀杆上的指示孔。
[0041 ] 其中，附图标记如下:
[0042]11-阀体；12-阀座；13-止动环；14-卡簧；15-阀杆；151-阀杆主体；152-阀杆上柄；153-阀杆下柄；16-定位结构；17-阀帽；18-第一管段；19-第二管段;20-安装孔;201-定位凸台；100-球阀；101-阀体；102-阀座；103-阀芯体;104-密封构件；105-阀杆；106-管段；107-阀帽；108，109-阀侧开口部；110-凹槽；120-阀顶开口(安装孔)；121 -大圆孔；122-小圆孔；123-泄压孔;124-指不孔;131-阀杆主体;132-阀杆上柄；133-阀杆下柄。
【具体实施方式】
[0043]为使本公开的上述目的、特征和优点能够更加显而易见，下面将结合附图，对依据附图而图示或进一步扩展的本公开的示例性优选实施例的技术内容作详细说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。
[0044]本领域技术人员可知，在用于诸如二氧化碳的高压制冷系统中的球阀中，安装和维护球阀时需要对方向进行判断，而且一旦误装方向无法正常工作。
[0045]针对于此，需要提供一种改进的球阀，以下将参考附图对本实用新型所提供的球阀进行详细说明。
[0046]在一个实施例中，参考图5和图6所示，分别示出了本实用新型的球阀100的组装状态纵截面图和示例性分解透视图。本实用新型的球阀100可以用于诸如二氧化碳的高压制冷剂的系统中。当然，还可以根据需要将其应用于冷藏、冷冻和空气调节装置的液体、吸气和热气管路上。
[0047]作为示例，所述一种球阀包括:阀体101，其具有贯通的内腔且在内腔的相对的两侧处具有两个阀侧开口部，例如图5、6中所示的两个阀侧开口部108，109，它们例如可以是彼此对齐或不对齐的，所述阀体101的阀侧开口部108，109分别与上下游的管段106对齐地装配；以及在顶部处具有敞开的阀顶开口 120;嵌入地安装于所述阀体101上游端内的阀座102，所述阀座102具有贯通的例如呈圆形的座开口部且与阀的上游侧开口部109对齐地装配;容置在所述阀体101内的大致球台形状的阀芯体103，所述阀芯体103具有优选地沿着球台形状的阀芯体103的纵向中心线设置的两个相对的流通孔;可转动地在下端处固连至所述阀芯体103的阀杆105，其具备经由所述阀顶开口 120、在与所述阀体101的纵长方向和横侧方向(即如本领域中普遍认可的，阀体1I延伸方向或阀体1I中流体流通方向为纵长方向；而在如图5中水平地与纵长方向正交或夹角的方向为横侧方向)二者共同确定的平面正交的竖向方向上(即如图5和6所示的竖直方向)插置入所述阀体101顶部处的阀杆下柄133。其中，所述阀杆下柄133相对于穿过所述阀芯体103中心的竖向轴线是偏心设置的。所述阀体诸如呈部分球壳形状，并且在其中包围所述阀芯体103并与阀芯体相配合，所述配合可例如通过在阀体101内作为下游阀座的密封圈(诸如特氟龙材料的密封圈)而实现。具体地，例如，所述阀体101的上游端和下游端内被预先装入密封圈，并且在球阀组装时所述阀芯体103借助于密封圈而抵紧所述阀体101的内侧壁。
[0048]所述嵌入地安装于所述阀体101上游端内的阀座102例如通过螺纹副与所述阀体101连接。具体地，例如，所述阀座102与所述阀体相连接的一端上设置有外螺纹，而所述阀体101与所述阀座102相连接的一端上设置有内螺纹，所述外螺纹可与所述内螺纹以螺纹啮合方式形成连接，即，形成螺纹副。通过对螺纹副的调节，可以控制和调节球阀的密封轴向力，并继而可以控制球阀的密封能力。
[0049]另外，所述阀座上还可以设置有槽口(未显示)，以便于利用相应的工具对阀座102进行旋拧调节。可以理解，可以应用任何适合的方式或工具来调节阀座102与阀体101之间的螺纹副的旋紧或松脱。
[0050]替代地或补充地，所述阀体与所述阀座之间的螺纹副例如还可包括涂覆在其上的粘结剂，以增加轴向受力强度，防止螺纹副6松动导致密封不良。
[0051]根据待流经球阀的流体的流通需要，所述上下游管段106例如可以采用诸如螺纹接合的方式分别与所述球阀的所述阀座102和阀体101成可拆卸可调的连接。替代地，管段106例如还可以与所述球阀的所述阀座102和阀体101成焊接连接，从而有助于二者间的完全固定以阻止其间发生相对轴向移动;或采用诸如胶粘接合等其它适合的方式与阀座102和/或阀体1I连接。
[0052]所述阀杆105用于转动所述阀芯体103，实现所述阀芯体103的流通孔相对于阀座102的座开口部以及阀体101的阀侧开口部108，109而言的打开、关闭或至少部分打开，也就是实现对球阀100的开度的调整。
[0053]额外地还可设置阀帽107，所述阀帽107安装成从顶部包围所述阀杆105的外侧并且紧固固定例如旋拧至阀体101，起到防尘密封的作用。
[0054]在该实施例的一个具体示例方面中，所述阀芯体103的顶部设置有凹槽110，且所述凹槽110的形状和尺寸被确定为匹配地接纳驱动阀杆105的下柄。且在阀芯体103与阀座102和阀体1I分别相联接处具备密封构件104诸如密封圈以实现流体密封。
[0055]在本实施例中，将阀芯体103的凹槽110的延伸方向即阀杆下柄133的延伸方向设置为与阀芯体103的两个相对的流通孔的延伸方向相垂直。
[0056]优选地，阀芯体103两侧具备的流通孔所在的平面彼此平行从而实质上将该不锈钢球截取为球台形。进一步优选地，所述球台形的阀芯体103、以及位于阀芯体103上的凹槽110，均相对于穿过阀芯体1 3中心的竖向轴线是对称的。
[0057]特别地，所述流通孔的尺寸例如直径被确定为适于分别与阀座102的座开口部和阀体1I的侧开口部对齐且装配在一起。
[0058]优选地，阀芯体103为金属球台例如不锈钢球台。
[0059]阀体101采用例如可焊接材料诸如金属制成，以便利与管段106焊接结合以在接口处实现不漏液的密封。将阀座102设置在阀芯体103的上游流通孔所在的侧部处。具体地，阀座102的座开口部的内尺寸略大于阀芯体103的上游流通孔的外尺寸，从而确保在装配好的球阀中阀座102不会部分地阻挡流通孔。
[0060]参见图7a和7b，优选地，所述阀杆105的下柄133具备偏心设置的结构，且与之相匹配的所述阀体101顶部处的阀顶开口 120具备独特的形状用于相互配合作用从而构成双向可操作的球阀。
[0061]具体地，如图7a所示，本申请的一个具体实施例的阀杆包括:位于阀杆中部的阀杆主体131，其具备若干沿阀杆轴向间隔开的周向环部，用于啮合到阀体101中便于固定和密封;从阀杆主体131向上延伸的阀杆上柄132，其具备一对彼此平行的扁平侧面，适于人手或机械捏持旋以施加诸如旋拧这样的外力作用来驱动所述阀杆转动;从阀杆主体131向下延伸的阀杆下柄133，所述阀杆下柄133在周缘方向由与阀杆上柄132的扁平侧面垂直的一对平行的扁平侧面、以及两个弧形侧面而限定呈封闭截面，其中至少一个弧形侧面相对于穿过阀芯体103中心的竖向轴线偏心设置成在阀杆主体131的直径方向上不会完全延伸至与阀杆主体131的外周齐平，即所述弧形侧面在阀杆横截面上的投影线条位于阀杆横截面的范围以内。优选地，如图7a所示，阀杆下柄133的仅一个弧形侧面偏心设置成在径向上不延伸成与阀杆主体131的外周齐平，而另一个弧形侧面则在径向上延伸成与阀杆主体131的外周完全齐平。
[0062]例如，所述阀杆下柄133通常是通过在圆柱体形的阀杆下部沿轴向向内且与阀杆横截面垂直地进行轴对称的两次相对的切割以及一次沿弧形路线的偏心切割而形成，从而使得阀杆下柄133未能延伸跨越阀杆圆柱体主体横截面的整个直径。
[0063]所述阀杆的下柄与阀杆本体之间可以为组合的分体结构，例如通过焊接实现；替代地或补充地，也可以为一体成型的结构。优选地，阀杆下柄133直接在阀杆上经过减材加工例如车削操作而制成。以提高整体强度，降低制造成本。
[0064]如图7b所示，本申请的一个具体实施例的球阀阀体101顶部处敞开的阀顶开口 120是用于容纳插入的阀杆下柄133的阀顶开口 120，该阀顶开口 120的图案大致为由同心但不同内径的两个圆形由同一条弦分别从各自截取的相对的两个部分圆拼合而成。所述共同弦的方向设置为与阀体的延伸方向一致。此阀顶开口 120因而可以例如通过两次冲孔或一次冲孔加一次扩孔即可形成。从而相对于图4b所示的现有技术的具备中心对称的一对凸出的阀顶开口 20而言是工艺简单且易于成型的。
[0065]其中，优选地，较小直径的部分圆孔(以下称“小圆孔122”)的直径等于或略微大于如图7a所示的阀杆下柄133中的偏心设置的弧形侧面的直径、但小于阀杆下柄133中的完全延伸至阀杆主体131外周处齐平的弧形侧面的直径，从而适于使得阀杆下柄133的仅偏心设置的弧形侧面可以在其中自由旋转、而完全延伸的弧形侧面则被阻挡在较小直径的部分圆孔以外;且较大直径的部分圆孔(以下称“大圆孔121”)的直径优选地如图7a所示等于或略微大于阀杆下柄133的完全延伸至阀杆主体131外周处齐平的弧形侧面的直径;综上，从而使得阀杆下柄133可以自由转动经过在整个大圆孔121内的180度角度范围，而相应地仅有阀杆下柄133中的偏心设置的弧形侧面可以扫略经过小圆孔122内的180度角度方位。
[0066]进一步地，作为具体示例，以下将结合图8a和Sb，对本实用新型的可在正负向双向操作的球阀100的工作原理和操作方式进行说明。
[0067]如图8a所示的阀杆与阀体101结合处的截面即阀杆下柄133与阀顶阀顶开口 120配合处的截面视图所示，在图左侧，阀杆下柄133与阀顶开口 120的大圆孔121和小圆孔122部分的公共弦垂直，从而由于如前所述，阀芯体103的凹槽110的延伸方向即阀杆下柄133的延伸方向设置为与阀芯体103的两个流通孔的方向垂直，此时为垂直于阀的延伸方向，则此时阀芯体103的流通孔方向与阀的延伸方向一致地对齐，从而球阀处于打开状态，阀杆下柄133的此位置称为“中心开启位置”。
[0068]在图8a右侧，阀杆下柄133的完全延伸的弧形侧面相对于阀杆和阀顶开口 120中心在大圆孔121部分中顺时针枢转90度并最终被止动于小圆孔122部分右侧边缘处，且同时偏心设置的弧形侧面在小圆孔122中顺时针枢转90度，在此过程末端，类似地可推断出，阀芯体103的凹槽110的延伸方向也为与阀的延伸方向一致，此时则阀芯体103的流通孔方向转动至与阀的延伸方向垂直的横向侧处，从而球阀处于关闭状态，阀杆下柄133的此位置称为“顺时针关闭位置”。
[0069]类似地，在图8b中，当阀杆下柄133从中心开启位置逆时针转动90度时，达到图8b中左侧状态，则此过程中，阀杆下柄133的完全延伸的弧形侧面相对于阀杆和阀顶开口 120中心在大圆孔121部分中逆时针枢转90度并最终被止动于小圆孔122部分左侧边缘处，且同时偏心设置的弧形侧面在小圆孔122中顺时针枢转90度，在此过程末端，类似地可推断出，阀芯体1 3的凹槽110的延伸方向也为与阀的延伸方向一致，此时则阀芯体1 3的流通孔方向转动至与阀的延伸方向垂直的横向侧处，从而球阀处于关闭状态，阀杆下柄133的此位置称为“逆时针关闭位置”。
[0070]从以上具体实施例可以看出，在顺时针和逆时针关闭位置处，阀杆下柄133都被阀顶开口 120的小圆孔122部分所止动，从而在该两个阀关闭状态的终点时，无需本领域现有技术的止动件和卡簧即可止动并固位，从而达到并维持稳定的关闭状态。如图8a左侧和图Sb右侧所示的开启位置，显示了处于打开状态的球阀100阀顶开口 120处的截面视图。也就是，在此种状态下，流体能够从球阀10的一侧流至另一侧，反之亦然。
[0071]以上结构的阀顶开口120可以例如通过简单的工艺如冲压和/或扩孔工艺得到，而阀杆可以例如一体成型，从而阀杆和孔的尺寸规格容易控制，结构简单，易于制造。且能够实现通过二者之间的精确可靠的形状配合。并且，基于以上工操作原理的具体过程，取消了额外的止动件、卡簧及定位装置，减少加工工艺和零件种类、数目，简化了球阀结构，提高了材料利用率，降低了成本。
[0072]替代地或补充地，所述凹槽110的形状可以为包含但不限于下列各项形状的组中的任一项:一字型、三角形、矩形、或六边形等。只要其延伸的长度方向可以容纳所述阀杆下柄133并实现如上所述的过程。
[0073]类似地，在其它实施例中，可以基于上述优选实施例实现多个修改和变型。
[0074]替代地，所述阀座102可以在流体流动方向形成台阶状结构，用于嵌入地接合到阀体的相应端口中，并且继而通过焊接而实现不可调节的固定式密封连接。
[0075]另外替代地或补充地，所述阀座102还可以嵌入地设置于阀体101的下游端处，例如通过螺纹副的可旋拧调节连接、或诸如台阶式结合与焊接的组合，等等。
[0076]应当理解，所述球阀的两种工作位置还可以反向设置，S卩，例如，将所述共同弦的方向设置为与阀体的延伸方向垂直，从而阀顶开口 120设置成相对于上述实施例顺时针或逆时针旋转90度，则可能存在一个中心关闭位置和两个对称的打开位置即顺时针打开位置和逆时针打开位置。
[0077]特别说明的是，本实用新型所述球阀的球体与阀体101之间的配合关系、阀帽107与阀体101之间的配合关系以及该阀的密封件的设置不是本申请的实用新型点所在，本领域的普通技术人员基于现有技术完全可以实现，故在此未予赘述。
[0078]另外，本领域技术人员可知，在用于诸如二氧化碳的高压制冷剂系统的球阀中，例如当客户进行维护操作需要关闭球阀时，会有部分制冷剂仍旧被封存在球阀的腔体内。由于二氧化碳制冷剂的特性，随着环境温度升高，球阀内的制冷剂的压力会急剧升高，经理论计算可能高达600bar甚至更高，从而当压力增加至一定值时可能造成安全隐患和阀失效。为了保证使用安全，作为优选的实施方式，通常会在阀芯体上设置泄压孔。例如，如图5、9所示，在阀芯体103的一侧上，例如在介于两个流通孔之间的阀芯体103的竖向中心线的大致横向的方向上、或在该方向朝向上游略微成一小角度的方向上设置一个泄压孔123，用来释放阀内存留的制冷剂。当球阀关闭时，阀芯体转动成使得其流通孔不与上下游管段对齐，从而同时使得泄压孔123转至阀芯体103的面向上游管段的一侧上，例如在介于两个流通孔之间的阀芯体103的限定于上游流通孔与阀芯体竖向中心线之间的部分中，从而泄压孔朝向作为高压侧的上游侧管段敞开，使得存留于阀腔体中的制冷剂具有经由泄压孔而与高压侧连通的连通路径以使得阀内的压力与上游侧管段内的压力平衡，确保实现阀的泄压效果；同时，在上游侧管段中的高压的作用下，所述阀芯体被朝向作为低压侧的下游侧管段推压以抵靠接触作为阀座的密封圈、并进而抵紧所述阀体101，从而也确保了球阀在下游侧处完全不透液的关闭。
[0079]阀芯体内腔的残余制冷剂经过泄压孔123排入管道中。该泄压孔123呈圆孔状以便于机加工。当然基于本实用新型的构思，可以采用任意的替代方案，即，除了圆孔之外，可以为任何其它形状;该泄压孔123的位置也可以加以调整，只需确保在球阀关闭时，该泄压孔123位于阀芯体103与上游管段相邻处的未被阀体101内壁或阀座102或密封构件104封闭的区域内即可。
[0080]在阀芯体103上端与阀杆配合的凹槽110处，也额外地开设有平衡孔(未示出)，该平衡孔贯通所述凹槽110，从而使得球阀上端的制冷剂经过所述平衡孔进入阀芯体的内腔，如图5中附图标记110处所示，从而存在着从平衡孔连通至泄压孔123的制冷剂路径，当球阀由阀杆旋转关闭时，例如一部分制冷剂可以从球阀上端行进通过平衡孔、阀芯体内腔及其泄压孔123，从而起到例如在关闭状态下排出阀内残余制冷剂、泄压和部分平衡压力的作用。
[0081]在球阀焊接到管路之后，进行安装和维护时，用户例如通常需要根据泄压孔123位置调节球阀的关闭方向；而由于泄压孔123位于阀体101腔体内所容纳的可自由转动的阀芯体103上，且工作时，阀体101及相连的阀座102、上下游管段106完全围封阀体101腔体，从而使得泄压孔123的状态不可见。为解决难以确定泄压孔123定位状态的问题，在又一个实施例中，在阀杆上柄132的扁平侧面之一上设置指示孔124，则由于阀杆上柄132和阀杆下柄133各自的成对平行的扁平侧面是垂直布置的，最终阀杆上柄132的扁平侧面的延伸方向与阀芯体1 3的凹槽110的延伸方向一致、即而由图9所示，该方向与阀芯体1 3的流通孔方向垂直，从而与阀芯体103的泄压孔123的方向一致。因此，用户可以根据阀杆上柄132的指示孔124判断泄压孔123位置，如图10所示。
[0082]本实用新型由于仅对单侧开闭结构(即阀杆105和其与阀体101匹配装配的阀顶开口 120的具体结构及其组合，即彼此间匹配的工作关系)进行了改进，就实现了双向开启/关闭操作的功能。这样，在安装系统的时候，用户不用关注球阀的安装方向。既方便又安全。
[0083]需要说明的是，本实用新型的说明书中“上”、“下”、“左”、“右”方位关系，是针对说明书附图所示的方位关系进行示例性而非限制性的描述的，同样，“竖直”则是相对于阀的纵向与横向二者共同确定的平面正交的方向，不能理解为对本实用新型保护范围的进一步约束。
[0084]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0085]以上的说明书及其实施例提供对本实用新型所披露的一种可双向操作的球阀的完整描述，本文中对本实用新型的优选实施方式进行阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及其核心思想，而并非旨在对本实用新型的范围进行限定；同时，虽然本总体实用新型构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本实用新型设计精神和范围的前提下可对本实用新型技术方案做出的各种【具体实施方式】及应用范围方面的修改、等同替换、和改进，均应落入本实用新型后文中的权利要求书及其等同物所限定的保护范围内。且本实用新型的各实施例中记载的技术特征可以相互组合形成新技术方案，该组成的新技术方案也落入到本实用新型的权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种可双向操作的球阀，其特征在于，其包括相互配合地装配在一起的阀体、阀座、阀芯体、和阀杆，所述阀体在其相对的上游端和下游端处各具有一个阀侧开口部以及在顶部处具有敞开的阀顶开口 ；所述阀座嵌入地安装在阀体的至少一端内；阀芯体容置在所述阀体内且具有两个相对的流通孔，并且借助于密封圈分别与所述阀体的上游端和下游端抵紧配合；阀杆的下端处具备沿其纵长方向延伸的阀杆下柄，通过所述阀杆下柄穿过所述阀顶开口插置入所述阀芯体的顶部，所述阀杆可转动地在下端处固连至所述阀芯体， 其中，所述阀杆下柄相对于穿过所述阀芯体中心的竖向轴线是偏心设置的。2.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述阀杆还包括:阀杆主体，阀杆下柄从阀杆主体向下延伸;并且 所述阀杆下柄在周缘方向由一对平行的扁平侧面、以及两个弧形侧面而限定呈封闭截面。3.根据权利要求2所述的球阀，其特征在于，所述阀杆下柄的一个弧形侧面相对于穿过阀芯体中心的竖向轴线偏心地设置成在阀杆主体的直径方向上不会完全延伸至与阀杆主体的外周齐平，使得所述弧形侧面在阀杆横截面上的投影线条位于阀杆横截面的范围以内，而另一个弧形侧面完全延伸至阀杆主体外周处齐平。4.根据权利要求3所述的球阀，其特征在于，容置所述阀杆下柄的所述阀顶开口的图案为由同心但不同内径的两个圆形由同一条弦分别从各自截取的相对的两个部分圆拼合而成，所述两个部分圆包括较大直径的大圆孔部分和较小直径的小圆孔部分。5.根据权利要求4所述的球阀，其特征在于，小圆孔部分的直径等于或略微大于所述阀杆下柄中的偏心设置的弧形侧面的直径、但小于阀杆下柄中的完全延伸至阀杆主体外周处齐平的弧形侧面的直径。6.根据权利要求5所述的球阀，其特征在于，大圆孔部分的直径等于或略微大于阀杆下柄的完全延伸至阀杆主体外周处齐平的弧形侧面的直径。7.根据权利要求6所述的球阀，其特征在于，所述弦的方向设置为与阀体的延伸方向一致。8.根据权利要求4所述的球阀，其特征在于，在阀芯体中的两个流通孔之间设置泄压孔，所述泄压孔与两个流通孔的轴向中心线的大致垂直。9.根据权利要求8所述的球阀，其特征在于，所述阀杆还包括从阀杆主体沿其纵长方向与阀杆下柄相背离地延伸的阀杆上柄，且所述阀杆上柄具备与阀杆下柄的扁平侧面垂直的一对彼此平行的扁平侧面。10.根据权利要求9所述的球阀，其特征在于，在阀杆上柄的扁平侧面之一上设置指示孔，从而与阀芯体的泄压孔的方向一致。11.根据权利要求1至7中任一项所述的球阀，其特征在于，阀芯体两侧具备的流通孔所在的平面彼此平行使得该阀芯体的形状为大致球台形。12.根据权利要求11所述的球阀，其特征在于，所述阀芯体的顶部设置有凹槽，所述凹槽的形状和尺寸被确定为匹配地接纳所述阀杆下柄，并且凹槽的延伸方向与阀芯体的两个相对的流通孔的轴向中心线方向相垂直。13.根据权利要求12所述的球阀，其特征在于，所述球台形的阀芯体以及其上的凹槽，分别相对于穿过阀芯体中心的竖向轴线是对称的。14.根据权利要求6所述的球阀，其特征在于，所述弦的方向设置为与阀体的延伸方向垂直。
【文档编号】F16K31/44GK205479455SQ201620280849
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】范佐
【申请人】丹佛斯（天津）有限公司