专利名称：阀门组件及其密封件的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及阀门，尤其涉及用于龙头的水阀。本发明更特别涉及一种具有旋转90°以开/闭阀的阀盘的非提升阀。
背景技术：
一般的阀门分为提升或非提升阀。在普通的非提升阀中，一个盘相对于一个密封件旋转，密封件通过弹簧推靠在盘上。可是，弹簧的使用需要额外的机器和在组装过程中额外的步骤。省略弹簧的阀门组件为制造商省去了材料和劳力。
一般的阀门的另一个缺点是为操作阀门而改变其旋转方向的复杂性。例如，在一个安装结构中，最好是冷水阀和热水阀按相反的方向转动以使其开启。为了使用一个通冷热水的阀，一般的阀包括一个用于顺时针开启动作的转换器，和另一个用于逆时针开启动作的转换器。这两个转换器通过把它们插入端体而安装到位，使得在转换器上形成的止动件将阀杆的运动限制在相对于端体的一个特定的弧形运动。但是，转换器意味着额外的制造成本、在阀的安装过程中额外的工作、额外的设备成本、以及不正确安装阀的机率。一个不需要额外的零部件，如转换器，就能够容易并且快捷地从顺时针转换到逆时针操作的阀是会受欢迎的。
发明内容
按照本发明，一个阀门组件包括一个阀杆，一个用于安装阀杆的环形阀盖，一个与阀杆的一端耦接的阀盘，一个密封件，以及一个插入件。密封件邻近阀盘设置并且具有一个上表面和一个下表面。上表面包括从其向上伸出的第一对密封脊，而下表面包括从其向下伸出的第二对密封脊。插入件包括一个用于安装此密封件的槽。
按照本发明的一个方面，密封件是弓形交叉状的并且确定了第一对用于流体通道的孔。阀门组件还包括一个邻近第一阀盘设置的第二阀盘，其中，密封件具有密封和偏压作用。
按照本发明的另一方面，插入件包括第二对孔，阀盘包括第三对孔。第一对孔与第二对和第三对孔对准，以使阀门组件的液体流通。当阀门组件处于开启状态使流体通道流通时，第三对孔与第一和第二对孔对准。当阀门组件处于关闭状态阻断流体通道时，第三对孔与第一和第二对孔不对准。
按照本发明的另一方面，阀门组件还包括一个具有一个进口和一个出口的端体，其中阀门插入件设置在进口和出口之间的端体中。在本发明的一个实施例中，阀门插入件与端体是一体成形的。
按照本发明的再一个方面，阀门组件还包括用于改变顺时针运动和逆时针运动的操作的装置。阀盖包括从其向下伸出的四个腿，而插入件包括四个突起。在第一种结构中，四个腿设置在突起之间，其中阀通过顺时针运动开启。如果阀盖与突起脱开，相对于插入件反方向旋转90°，再与突起啮合，那么阀按逆时针方向运动而开启。因此，任何具有这种性能的阀都能够用于旋钮或手柄而不用考虑操作。另外，这种特征省略了在一般阀门中使用的转换器。
通过说明书的以下部分和附图，本发明其它的特征和优点将变得更清楚，同时说明了一个目前较佳的包括本发明原理的实施例。
图1是一个本发明的阀门组件的实施例的分解透视图；图2是沿图1的阀门组件的纵轴线剖开的剖面图；图3是在图1的阀门组件中使用的阀盘的平面图；图4是图1中所示的阀门组件的杆的底视图；图5是通过图1中所示的阀门组件的阀盖的剖面图；图6是在图1的阀门组件中使用的阀盖的底视图；图7是沿图2中的线7-7剖开的剖面图；图8是图1中所示的阀门组件的插入件的平面图；图9是沿图8中的线9-9剖开的剖面图；图10是图8的插入件的侧视图；图11是在图1的阀门组件中使用的弓形交叉状密封件的平面图；
图12是沿图11中的线12-12剖开的剖面图；图13是用于安放图1的阀门组件的端体的侧视图；图14是沿图13中的线14-14剖开的剖面图；图15是本发明的阀门组件的另一个实施例的分解透视图；图16是通过图15的阀门组件剖开的剖面图；图17是本发明的阀门组件的再一个实施例的分解透视图；图18是通过图17的阀门组件剖开的剖面图；图19是与图18中的阀门组件一起使用的端体的顶视图；图20是沿图19的线20-20剖开的剖面图；图21是组装之后的图15的阀的视图；图22是沿图21的线22-22剖开的剖面图，其中阀盘(在剖面图中所示)处于阀的开启位置；图23是类似于图22的剖面图，其中阀盘处于阀的关闭位置；图24是弓形交叉密封件的另一个实施例的底视图；图25是沿图23中的线25-25剖开的剖面图。
具体实施例方式
图1-2描述了一个本发明的阀门组件10。此阀门组件10包括一个杆12，一个阀盘16，一个密封件18，一个插入件20，一个阀盖22，和一对O型密封环26，28。制成该阀门组件10以使其插入一个端体30的出口，这在图13-14中有所描述。
杆12包括一个带键槽的第一端32和一个第二端36。第二端36包括一个在杆12的周边径向向外伸出的唇部38。一对止动件40从唇部38沿轴向朝第一端32伸出并且在杆12上沿直径设置。一个弓形交叉状的突起42从第二端36向下伸出。突起42包括一对垂直交叉的壁42A，42B，和一对在壁42A和42B之间伸出的弧形壁42C，42D，如图1和4所示。壁42A-D共同配合来确定一对大致三角形的凹槽44。多个裙部46A，46B，46C，46D从弧形壁42B，42C向下伸出。裙部46A，46B的设置用来形成一个第一间隙48A，而裙部46C，46D的设置用来形成一个第二间隙48B。间隙48A，48B最好是不同的尺寸，并且不将它们布置在杆12的同一直径上，以便于校准阀盘16的同心度。
阀盘16是一个圆形盘，它具有一对大致三角形的开口50和一对从阀盘16边缘径向伸出的小突板52A，52B。阀盘16按一定尺寸制造以使阀盘16与裙部46A-D紧密配合。与第一和第二间隙48A，48B配合的小突板52A，52B分别为杆98上的阀盘16的正确对准而设置。当阀盘16正确地安装在杆上时，阀盘的三角形开口50设置在由壁42A-D所包围的面积之外，并且设有用于流体的流动通道。
图11-12所述的密封件18是弓形交叉状，并且包括一对垂直交叉壁54A，54B和一对弧形壁54C，54D，壁54C，54D与垂直交叉壁54A，54B共同配合，以确定一对三角形的孔58。如图12所示，每个壁都包括一对从上表面向上伸出的密封脊60，和一对从下表面向下伸出的密封脊62。其优点是密封件18具有偏压和密封的作用，因此不再需要通常的偏压弹簧。
在图8-10中所示的插入件20包括一个顶部68和具有键槽67的底部66，键槽67与在端体30(图14)的出口中形成的键槽31啮合。底部66包括一个进口70而顶部68包括一对与进口70相通的出口孔72。出口孔72设置在弓形交叉状的凹槽76中，形成此凹槽76用来紧紧地安装密封件18，同时密封孔58与出口孔72对准。顶部68包括沿径向伸到底部66之外的四个突起。此突起74与顶部共同配合来确定一个用来安装O型密封圈28的环形槽76。一对法兰80，82从在突起74之间的顶部68向外伸出，该突起74用于与阀盖22啮合。
在图1和5-6中所述的阀盖22是一个环形构件，它包括一个体部86和绕周边等同间隔且从体部86的底部沿纵向伸出的四个腿88。每个腿88的内表面包括一个用于与法兰80啮合的一个槽92。法兰82紧靠在槽92下方的内表面90上以保证稳定性。在体部86的内表面90上径向设置的一对止动构件96从内表面90向内伸出。在操作中，止动构件96与在杆12上的止动构件40共同配合，以限制杆在90°范围内转动，如图7所述。
图13-14示出了用于与阀门组件10一起使用的一个端体30。该端体30包括顶部和底部。环形底部102包括外螺纹和一个用来安装插入件20的底部66的中央通道104。顶部106包括一个出口108和一个用来安放插入件20的顶部68的中央通道107。上、下六边形法兰110从顶部106的周边沿径向向外伸出。顶部106还包括内螺纹112和外螺纹116。内螺纹112啮合一个阀盖固定螺母118(图15)。内螺纹116啮合一个阀门组件固定螺母(未示出)，以使端体30保持在龙头体或洗涤槽盖中。
图15-16和21示出了另一个阀门组件210。阀门组件210包括一个具有止动件240的杆212，一个阀盘216，一个密封件218，一个具有突起274的插入件220，一个具有腿288和止动件296的阀盖(图22)，以及O型密封环226，228，所有这些基本上和在阀门组件10中的与它们相应的部件相类似。另外，阀门组件210包括一个第二阀盘214，此阀盘包括一个与密封件218的平面形状相配合的平面形状。密封件218的高度与密封件18的高度不同，以使密封件218和第二阀盘214结合在一起的高度基本上与密封件18的高度相等。
按照本发明的一个方面，阀盘16和214是陶瓷或金属涂陶瓷或塑料O型盘，陶瓷之间的界面具有密封作用。另外，密封件218起到使盘16与214相接触的偏压作用，以及插入件220与阀盘214之间的密封作用。
另一个阀门组件310包括一个杆312，一个阀盘316，一个密封件318，一个阀盖322和一个O型密封环326。阀门组件310不包括插入件。但是，与插入件20相类似的一个插入件309在端体300中整体地形成，如图19-20所述。
按照本发明的一个方面，同样的阀能够按顺时针或逆时针方向转动，以开启此阀门而不需使用转换器或任何其它的零部件。如图22所示，阀盖222的腿288啮合在突起274和阀盘216之间的插入件220，如在剖面图中所示，此阀盘216与第二阀盘214对准。在所示的结构中，阀处于一个开启的位置，此时阀盘的开口250与插入件的进口270对准。阀盘216相对于阀杆212固定，并且由于阀杆止动件240(在剖面图中所示)和阀盖止动件296(在剖面图中所示)的相互作用，杆212限于在90°的一个弧形范围内旋转。
在图22中，阀是开启的并且阀杆212仅能顺时针转动90°到达关闭位置。为了改变操作方向，阀盖/阀杆次部件与插入件脱离，旋转90°再与插入件啮合，如图23所示。如图所示，阀盘开口250不再与插入件进口270对准并且阀关闭。同时，杆212仍然在90°的范围内顺时针转动，但是，在图23所示的结构中，顺时针转动使阀门开启。因此，使阀盖/阀杆次部件相对于改变阀门操作方向的插入件转动90°。
虽然上述关于改变操作方向的讨论是参照如图1和15所示的阀门插入件得出的，但是可以想到，利用具有在图18-19中所示的整体插入件的阀盖也能实现同样的功能性。另外，当所述的本发明的实施例在阀盖和阀杆上使用配合的止动件时，也可以使用形成在阀门组件的其它零部件上的配合的止动件。还有，同样的功能性能够通过相对于端体旋转所述密封插入件和相对于端体限制阀盖/阀杆为一个单个的结构而实现。
图24-25示出了目前弓形交叉状的密封件的另一个较佳的实施例。密封件481包括一对大致W形状的壁454A，454B，这对壁结合在一起形成与密封件18的形状大致相类似的弓形交叉状形状。每个壁454A，454B都包括一对垂直构件456A，456B和一对水平构件458A，458B。邻近密封盘(未示出)可操作地设置水平构件458A，458B，而邻近密封插入件(未示出)可操作地设置垂直构件456A，456B。当密封件安装在图21的阀门组件中时，沿图21中的线22-22得到的剖面就是图22。但是，密封件481优于密封件18的一个优点是，水压有助于在密封件481和密封盘以及密封插入件侧壁之间保持密封接触。
目前的几个较佳实施例中的阀门组件已进行了描述。但是，可以理解在下面所要求保护的本发明的范围内可以做出各种改动。
权利要求
1.一种阀门组件包括一阀杆；一用于安放阀杆的环形阀盖；一与阀杆耦接的阀盘；一设置在阀盘附近并且具有一上表面和一下表面的密封件；以及一具有用于安放密封件的凹槽的插入件。
2.如权利要求1所述的阀门组件，其中密封件是弓形交叉状的，并且确定用于使液体从此通过的第一对孔。
3.如权利要求2的所述阀门组件，其中上表面包括第一对从其伸出的密封脊，下表面包括第二对从其伸出的密封脊。
4.如权利要求2所述的阀门组件，还包括一第二阀盘，其中密封件有密封和偏压的作用。
5.如权利要求2所述的阀门组件，其中插入件包括第二对孔，第一对孔与第二对孔对准以使流体从此通过。
6.如权利要求5所述的阀门组件，其中阀盘包括第三对孔，当阀门组件处于使液体由此通过的开启状态时，第三对孔与第一对和第二对孔对准，当阀门组件处于阻止液体由此通过的关闭状态时，第三对孔与第一对和第二对孔不对准。
7.如权利要求1所述的阀门组件，还包括一具有进口和出口的端体，在进口和出口之间的端体中设置有阀门插入件。
8.如权利要求7所述的阀门组件，其中阀门插入件和端体成为一体。
9.一种阀门组件包括一阀杆；一具有第一对孔的弹性密封件；一第一阀盘，它与阀杆的一端耦接并且邻近密封件设置，第一阀盘包括第二对孔；和一插入件，该插入件具有一用于安放密封件的凹槽，并且包括第三对密封件，第一，第二，第三对孔彼此配合以使液体通过阀门组件流通。
10.如权利要求9所述的阀门组件，其中弹性密封件包括多个彼此配合以确定一弓形交叉状的侧壁。
11.如权利要求10所述的阀门组件，其中多个侧壁中的每一个都包括一上表面、一下表面和一对从上表面向上伸出的密封脊，以及一对从下表面向下伸出的密封脊。
12.如权利要求10所述的阀门组件，其中插入件包括一用于安放密封件的弓形交叉状的凹槽，凹槽包括第三对孔。
13.如权利要求9所述的阀门组件，还包括一端体，插入件与端体是一体模铸成的。
14.如权利要求9所述的阀门组件，还包括一邻近第一阀盘设置的第二阀盘，其中插入件包括一用于安放密封件和第二阀盘的凹槽，密封件具有使第一和第二阀盘彼此接触的偏压作用，以及在插入件和阀盘之间的密封作用。
15.如权利要求9所述的阀门组件，还包括一具有一进口和一出口的端体，插入件设置在进口和出口之间的端体内。
16.如权利要求15所述的阀门组件，其中插入件与端体是一体模铸成的。
17.如权利要求9所述的此阀门组件，还包括一阀盖和一设置在其中的阀杆，其中阀盖包括多个第一止动件，并且阀杆包括多个第二止动件，多个第一止动件与多个第二止动件配合，以限制阀杆相对于阀盖旋转运动的量。
18.如权利要求9所述的阀门组件，其中插入件包括多个突起，并且阀杆包括一具有多个腿的阀盖，多个腿与多个突起啮合，以使阀盖相对于插入件处于第一位置。
19.如权利要求18所述的阀门组件，其中阀盖从第一位置移动到第二位置，当阀盖是在第一位置时，按顺时针方向转动阀杆以开启阀门，按逆时针方向转动以关闭阀门，当阀盖是在第二位置时，按逆时针方向转动阀杆以开启阀门组件，按逆时针方向转动以关闭阀门组件。
20.一种阀门组件包括一具有一转动设置的阀杆的阀盖；和一设置在一端体中的插入件，其中插入件包括多个突起而阀盖包括多个腿，多个腿与多个突起啮合以使阀盖相对于插入件处于第一位置或第二位置，当阀盖处于第一位置时，按顺时针方向转动阀杆以开启阀门组件，按逆时针方向转动以关闭阀门组件，当阀盖处于第二位置时，按逆时针方向转动阀杆以开启阀门组件，按顺时针方向转动以关闭阀门组件。
21.一种在顺时针运动和逆时针运动之间改变一种阀门组件的开启运动的方法，该方法包括提供一密封插入件；提供一阀次一组件，该阀门组件设置在相对于密封插入件的第一位置处；和相对于密封插入件转动阀次一组件至第二位置。
22.如权利要求21所述的方法，其中阀次一组件包括一阀盖和一设置在阀盖中的阀杆，阀盖包括多个第一止动件，阀杆包括多个第二止动件，多个第一止动件与多个第二止动件配合，以限制阀杆相对于阀盖的旋转运动。
23.如权利要求21所述的方法，其中阀盖包括多个腿，而密封插入件包括多个突起，多个腿与多个突起啮合。
24.如权利要求21所述的方法，其中阀次一组件相对于密封插入件从第一位置旋转90°到第二位置。
25.一种阀门组件包括一阀杆；一与阀杆耦接的阀盘；和一邻近阀盘可操作地设置的弓形交叉状密封件，它们共同配合以控制水流过阀门组件。
26.如权利要求25所述的阀门组件，其中密封件包括一对共同结合在一起以确定弓形交叉状的W-型的侧壁。
27.如权利要求26所述的阀门组件，其中多个侧壁中的每一个都包括水平构件和垂直构件，水平构件可操作地邻近阀盘设置。
28.如权利要求26所述的阀门组件，还包括一插入件，其中插入件包括一用于安放密封件的弓形交叉状凹槽。
29.一种在顺时针运动和逆时针运动之间改变一种阀门组件的开启运动的方法，此方法包括提供一第一阀门构件，其中第一阀门构件包括阀盖、密封插入件和端体之一；在相对于第一阀门构件的第一位置上设置一第二阀门构件，其中，第二阀门构件包括阀盖、密封插入件和端体之一；和相对于第一阀门构件转动第二阀门构件至第二位置。
30.一种在顺时针运动和逆时针运动之间改变一种阀门组件的开启运动的方法，该方法包括提供一第一阀门构件，其中第一阀门构件包括阀盖、密封插入件和端体之一；在相对于第一阀门构件的第一位置设置一第二阀门构件，其中第二阀门构件包括阀杆、密封插入件和端体之一；和相对于第一阀门构件转动第二阀门构件至第二位置。
31.一种阀门组件包括一阀盘；一密封件；和用于改变阀门组件的操作方向的装置。
32.如权利要求31所述的阀门组件，其中用于改变的装置包括一第一阀门构件和一第二阀门构件，第一阀门构件相对于第二阀门构件设置在第一位置，用于在第一方向上进行开启操作，第一阀门构件相对于第二阀门构件设置在第二位置，用于在第二方向上进行开启操作。
33.如权利要求32所述的阀门组件，其中第一阀门构件包括阀盖、密封插入件和端体之一，第二阀门构件包括阀盖、密封插入件和端体之中的另外一个。
34.如权利要求32所述的阀门组件，其中第一阀门构件包括阀杆、密封插入件和端体之一，第二阀门构件包括阀杆、密封插入件和端体之中的另外一个。
全文摘要
一种阀门组件包括阀杆、用于安装阀杆的环形阀盖、与阀杆的一端耦接的阀盘、密封件和插入件。密封件邻近阀盘设置并且有上表面和下表面。上表面包括由其向上伸出的第一对密封脊,下表面包括由其向下伸出的第二对密封脊。插入件包括用于安装具有密封和偏压作用的密封件的凹槽。通过相对于插入件使阀盖/阀杆部件转动90°,使阀门组件易于按顺时针方向或按逆时针方向开启,而不需要借助于转换器或其它额外的零部件。
文档编号F16K3/04GK1357701SQ0114543
公开日2002年7月10日 申请日期2001年12月8日 优先权日2000年12月8日
发明者斯科特·C·贝克, 奥斯卡·罗梅罗, 马克·布卢姆 申请人:艾姆哈特公司