专利名称：阀密封装置的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种阀，特别是涉及一种传统家用、农用以及商用水龙头上的阀。因此，本发明主要对这些方面的内容进行描述，尽管对本领域的普通技术人员来说很容易清楚地知道本发明具有更为宽广的应用分支领域且可以很容易地进行改动以适于其他的设备。因此，下面的说明不能被视为对本发明范围的限定。
现有技术的说明普通的家用水龙头包括龙头体，该龙头体具有穿过其中的流体流动通道；位于流体流动通道中部的阀座；可以相对阀座往复移动的龙头轴，该龙头轴上具有一轴向凹槽；以及龙头头部，该头部与龙头体相连并且龙头轴位于其内。该龙头头部在其顶部有一个开口，龙头轴的上部从该开口中穿过，且在其上装配上一个手柄，以便龙头轴能够在龙头头部内转动，从而使得龙头轴移动以靠近阀座或远离阀座。
通常采用这种类型龙头的阀被称之为龙头(washer)或(jumper)阀，并且包括盘状的密封件，该密封件覆盖在阀座上；一根从盘状密封件开始延伸并位于龙头轴内的杆。因此，龙头轴向阀座方向的运动会导致盘状密封件与阀座接触，从而堵住流经龙头体的水流。
这种盘状密封件具有一些缺陷，在这些缺陷中主要的是该密封件有快速磨损的倾向，这会使其使用寿命相对受到限制。因此，在该盘上通常会滞留有一些微小的碎片，因此，不能获得稳定的坐靠，并产生滴漏。此外，在阀座和阀密封件之间的必须存在绝对公差，否则，就需要在龙头手柄上施加显著的转向压力以确保密封件密封适当。这就会导致阀座被压垮。
解决阀的磨损问题和碎片滞留问题的一种方法是澳大利亚专利No.630040的主题。在该专利中，描述了一种阀组件，该阀组件包括一个位于阀座下游侧的可弹性变形的球形密封元件。该密封元件借助于螺旋弹簧而保持在阀体内，该螺旋弹簧包围着球形密封元件。
在前述澳大利亚专利中描述的阀结构中的一个细小的缺点是要将龙头关闭，必须将龙头轴向下拧紧，以确保球形密封件稳固地压靠在其座上。由于密封件逆着流体流动方向运动，因此在流动完全停止之前，这就要求龙头手柄拧相当多的圈数。
发明的目的因此，本发明的目的是为了提供另一种阀结构，该结构不但具有前述阀的优点，而且还通过一种不需将阀柄转太多圈数的较为简单的动作就能解决将阀关闭时所带来的缺陷。
本发明还有一个目的是为了提供一种能够与传统的龙头系统配合使用的改型阀。
发明概述根据本发明的一个方面提供了一种阀，该阀具有位于流体入口和流体出口之间的通道内的阀座；用于密封住阀座的流体入口侧的密封件；以及使得密封件从阀座上移开的柱塞。
阀的结构是这样的，即，采用流体的压力来形成密封，由此获得一种快速密封。而且，当阀安装在龙头体内后，仅仅需要将柱塞一端上的龙头手柄旋转四分之一圈到二分之一圈就足以使得密封件完全脱离阀座，使所有的流体经该阀流过。而且，在关闭阀的时候，由于使得密封件关闭的流体压力要比人们在旋转传统的阀活门所施加的力要明显小得多，因此不可能会损坏阀座。
阀的这种结构也能够很容易地被改进以与一种现有的龙头装置匹配。
本发明的优选实施例该密封元件最好是一种球形结构，尽管也不排除其他形状。该密封元件可以由一种弹性材料加工而成，但是最好优选为一种实心的刚性结构。这种材料的构成包括不锈钢和黄铜、以及天然橡胶和带有适当添加剂的合成橡胶、塑料材料、这些材料的组合等。该密封元件还可以为实心或空心结构。
密封元件和阀座的入口侧在彼此抵靠的区域其形状上是互补的，以保证在密封元件处于关闭位置时密封件和阀座的入口侧之间形成不透液密封，如果这样的话会比较理想，但这并不是必须的。例如，采用优选的球形密封元件，阀座的入口侧上可以围绕流动小孔设置成略微带有一点凹曲面状的密封表面。不过，正如所指出的一样，这并不是必须的并且在大多数情况下通常提供一个由织物或塑料材料制成的弹性密封件就足以使得该密封元件位于其上。这基本上就能在阀体中形成安全的密封。
在该阀结构中最好含有偏压装置，以便将密封元件偏压在阀座上，并将密封元件导引到密封位置，这种偏压装置可以含有一个弹簧，例如一种螺旋压缩弹簧，位于阀座的流体入口侧。该偏压装置由无毒防锈的适当材料加工而成，例如不锈钢和塑料材料。
柱塞从该通道的流体出口侧适当地延伸穿过阀座，且该柱塞由相应龙头手柄上的旋转轴固定或与该旋转轴成一体。优选的是，该柱塞与该轴成一体，且该柱塞的一端为缩小的圆柱结构，这一端抵靠在密封元件上使得密封元件离开阀座并将该阀打开。
本发明的另一个方面是安装有上述阀的龙头。该龙头为传统的家用水龙头或一种单手柄的冷热混合龙头，该龙头安装有两个前述的阀装置。
这种龙头结构使其只需要将手柄旋转大约1/4到1/2圈就可以将龙头完全打开。而且，由于开启动作是与水流方向相反的而关闭的反向动作是与水流方向相同的，因此能避免龙头过分压紧，从而就基本上防止其受到损坏。关闭，实际上，会传送出一种非常轻柔的感觉，因为这种动作会得到水流和偏压装置的帮助。
借助于像不锈钢球或类似物的球形密封元件所形成的密封意味着在密封点上的磨损非常少，且能够期望密封元件能延长龙头的使用寿命。
附图的简要说明
图1是本发明的阀的横剖视图，图2是图1中的阀在龙头体内的横剖视图，
图3是与图2相似的横剖视图，但是其中的阀是开启着的，图4是安装有本发明的两个阀的冷热混合龙头的横剖视图，图5是图4所示的混合龙头的分解透视图。
优选实施例的说明下面将参考附图对本发明的优选实施例进行描述，其中相同的标记指代相似的部件。
首先参看图1，阀具有位于流体入口11和流体出口12之间的通道内的阀座10。
一不锈钢球状密封元件13位于阀座10的入口侧。
圆柱形柱塞14位于壳体15内作轴向运动，以使得密封元件离开阀座。该柱塞14具有一个锥形末端16，该锥形末端能够延伸穿过阀座10内的开口，而不会明显地影响流经阀座的流体的流动，这将在后面说明。在壳体15内的螺旋槽17容纳着柱塞14上的滑销18，并且随着螺旋槽的旋转其能调节柱塞的轴向运动。
如下所述，密封元件13借助于螺旋弹簧20和利用阀座入口侧的流体压力被引导到其坐靠位置。
现在参看图2，该图显示出了装配到龙头体21上的前述阀。该龙头体既可以是专门为该阀制造的龙头体，也可以为传统龙头的龙头体，只不过要去掉该传统龙头体的原始的阀座靠装置。
龙头体21在22处与压力流体供给源相连，且具有一个出口通道23。
该阀通过接箍24装配到龙头体上并固定在其上，，该接箍通过壳体15固定且拧到龙头体内。一垫片26将该阀的底部区域密封到龙头体上。
图3所示的是密封元件13，该密封元件在柱塞14的作用下从其阀座上移开，并且流经龙头和阀的流体的流动用粗黑的箭头表示。
在使用中，如图2所示，流经龙头的流体会受到不锈钢球形密封元件13的阻拦，密封元件13由于阀的入口侧的流体的压力而坐靠在阀座10上。即，流体的压力通常有利于提供密封。此外，如果系统的压力在入口处碰巧降低到使其不能产生自我密封的话，那么螺旋弹簧20就会提供密封。
只需将龙头手柄25旋转1/4到1/3圈就足以将圆柱形柱塞14向下拧下一个足以使密封元件13完全脱离阀座10的行程量，以使其离开图3所示的位置。将会看到，密封元件完全被下压到腔体的底面角，该密封元件将位于该腔体内，这也可以通过螺旋弹簧20实现，当该螺旋弹簧受到压缩时将会将该密封元件引导到该位置。
在脱离开阀座的位置处，流体会沿着箭头所指的方向通畅地流过该龙头。
为了关闭龙头，沿着与龙头开启时的方向相反的方向(即顺时针方向)旋转手柄25，使得密封元件13在流体入口处的流体压力的作用下上升，并在螺旋弹簧的导引下密封住阀座10。或者，当撤掉作用在龙头手柄25上的旋转力，也能够自动地完成该关闭动作。为此，可以采用一种粗重的弹簧来替代该普通弹簧20。
现在参考图4和5对安装在冷热混合龙头中的多阀装置进行描述。
混合龙头包括一个固定壳体，该壳体上具有手柄30、可转动喷口31以及冷热入水口32、33。每个入水口32、33有一个相应的阀装置，该阀装置包括一个由螺旋弹簧54(55)包裹着的不锈钢球34(35)，阀座36(37)以及带有锥形端部40(41)的柱塞38(39)，该柱塞可穿过阀座内的开口。在混合龙头铸造过程中形成一些槽出口，如42、43，这些出口与可旋转的喷口31。
各个柱塞38，39的上端自由地与一浮动板44接触，该浮动板受到轴45的作用，该轴穿过摆动控制器46。该摆动控制器具有耳轴47、49，该耳轴以其可从一侧枢轴转动到另一侧的方式将控制器支承在壳体的上部。在摆动控制器内形成有一倾斜的狭缝50以用于安装与轴45相连的销子51，以便其在手柄30的作用下以一种和前面实施例中描述的方式相似的方式旋转时调节轴45的轴向运动。
在操作时，由于在阀的入口侧存在流体压力，密封在相应阀座36、37上的不锈钢球34、35可以阻止流体流过该混合器。
通过将手柄30旋转1/4到1/3圈，该旋转就足以驱动轴45在狭缝50的导引下充分向下，并将浮动板44向下压靠在柱塞38、39的顶端上。从而，这会将柱塞向下压，使得各个柱塞的锥形末端穿过阀座的开口并将不锈钢球34、35从其阀座上顶开，由此使得冷热水等量地通过阀壳流进槽出口42、43并通过喷口31流出。
为了调节冷热水的相对流动，可以将手柄30摇向热水入口或冷水入口侧使得摆动控制器46绕其耳轴47、49作枢轴转动，并使得轴45的末端指向浮动板44的一侧。接着，该浮动板倾斜并将柱塞38或39向下压，使得其中一个要比另一个压下的程度大一些或小一些。这会导致不锈钢球在其各自的壳体内产生相对位移，这种位移的不同使得冷热水的相对流动产生变化。
通过手动方式或以在前述实施例中所述的自动方式反向旋转手柄可以使水停止流过混合器。
权利要求
1.一种阀，该阀具有位于流体入口和流体出口之间的通道内的阀座，适于密封该阀座的流体入口侧的球形密封件，以及用于使该密封件移动以离开该阀座的柱塞。
2.如权利要求1所述的阀，其中，该球形密封件受到流体入口侧处的流体压力以及机械偏压装置的作用而偏压在阀座上。
3.如权利要求2所述的阀，其中，该机械偏压装置是一个位于阀座的流体入口侧的弹簧。
4.如权利要求3所述的阀，其中，该弹簧是一个螺旋压缩弹簧。
5.如前述权利要求中的任何一个所述的阀，其中，球形密封件是一个可弹性变形的球。
6.如前述权利要求1-4中的任何一个所述的阀，其中，球形密封件是不锈钢球。
7.如前述权利要求中的任何一个所述的阀，其中，柱塞适于穿过阀座从阀座的出口侧凸出。
8.如权利要求7所述的阀，其中，柱塞是一种带有锥形端部的圆柱形结构，该锥形端部能够在柱塞绕其轴旋转时穿过阀座凸出来。
9.如权利要求8所述的阀，其中，柱塞布置成可以在壳体内纵向运动，所述的柱塞包括滑销，该滑销插进在壳体侧壁上形成的滑槽内，以便在其旋转时调节柱塞的纵向运动。
10.一种安装在如权利要求1所述的阀中的龙头。
11.一种基本上如在此参照附图2和3所描述的龙头。
12.一种基本上如在此参照附图4和5所描述的混合龙头。
13.一种基本上如在此参照附图1所描述的阀。
全文摘要
一种改型的阀,主要用于传统的家用、农用以及商用水龙头。该阀具有位于入水口(11)和出水口(12)之间的通道内的阀座(10)。安装有一球形密封件(13)以便密封住阀座的流体入口侧,且设有一柱塞(12)用于移动密封件使其离开阀座。
文档编号F16K11/18GK1378627SQ00814182
公开日2002年11月6日 申请日期2000年10月13日 优先权日1999年10月15日
发明者J·C·W·比格斯 申请人:J·C·W·比格斯