专利名称：角通、三通两用真空球阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种真空系统用球阀，尤其是一种高真空、超高真空系统 用球阀。
背景技术：
球阀的产生距今已有100多年历史，在1904年开始出现球阀结构。到20 世纪50年代，由于塑料王(聚四氟乙烯)的发明提供了球阀的密封材料，且 因为球阀特别适用高温、高压、耐腐蚀环境，球阀开始被广泛使用在输液、输 气管线上，现在大量用于石油、化工、电力、制药等行业。传统的球阀通常称 为压力阀门。
在真空系统领域内，漏率小于10—4a.MVS的真空系统称为低真空系统，漏 率小于10—9Pa.M3/S的真空系统称为高真空系统，漏率小于l(T1()Pa.M3/S的真空 系统称为超高真空系统。真空球阀是指用于负压系统即漏率至少小于 10Jpa.MVS的真空设备系统中的球阀，然而，现在市场上提供的真空球阀是用 压力球阀来替代的。
传统的压力球阀包括密封球、阀体、端盖以及转动机构，密封球容纳在阀 体内，阔体的端部密封连接端盖，转动机构穿过阀体的一侧带动密封球在阀体 内转动，从而关闭或打开球阀，在密封球和阔体或端盖之间的间隙中设置有密 封元件。图1显示了这种传统球阀的典型结构，阀体10内放置有密封球11， 阀体10的左端与端盖13配合，在密封球11与阀体10和端盖13的间隙中设 置有密封元件14，密封元件14通常是由聚四氟乙烯构成，转动机构12的转动 轴121穿过阀休10的上端而与密封球11连接，可带动密封球11绕转动轴121 转动，当密封球11的孔连通端盖13和阀体IO的通道时，球阀打开，反之， 球阀关闭。
当使用者发现采用此类球阀的真空系统的漏率变大时，只能采用旋紧端盖 13的方式使密封元件14产生更大的弹性变性，从而减小漏率，然而此类球阀 即便用于低真空系统时，密封结构仍难以满足系统对漏率的要求，且由于密封 元件14的变形过大而易受损，导致整个系统的使用寿命过短。目前还没有专
业生产高真空超高真空球阀的厂家，所以在高真空、超高真空领域里真空球阀 的使用是个空白。
由于球阀有结构简单、通导能力大、使用维护方便等特点，提供一种能满 足在高、超真空领域要求的真空球阀便具有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能满足高、超真空领域要求的真空球阀， 同时还能保持球阀的结构简单、通导能力大、使用维护方便等优点。
为了实现所述目的，本实用新型的真空系统球阀包括密封球、阀体、端盖 以及转动机构，密封球容纳在阀体内，阀体的端部密封连接端盖，转动机构穿 过阀体的一侧带动密封球在阀体内转动，从而关闭或打开球阀，在密封球和阀 体或端盖之间的间隙中设置有第一密封元件，其特点是，在第一密封元件内分 别设置有被密封球压縮的第二密封元件。
所述的真空球阀，较佳的是，在第一密封元件内还分别设置有被端盖或阀 体压縮的第三密封元件。
所述的真空球阀，较佳的是，第二密封元件是o密封形圈。
所述的真空球阀，较佳的是，第一密封元件和第二密封元件是由聚四氟乙 烯构成。
所述的真空球阀，较佳的是，球阀的球外径与球孔径之比在1.7以上且1.9 以下。
所述的真空球阀，较佳的是，转动机构与阀体之间通过多个O形密封圈和 多个聚四氟乙烯衬圈密封。
所述的真空球阀，较佳的是，在第一密封元件与密封球接触的表面上幵有 燕尾槽，第二密封元件放置在燕尾槽内。
所述的真空球阀，较佳的是，球阀的球外径与球孔径之比是1.8。
所述的真空球阀，较佳的是，密封球具有三个互通的出口，阀体是通过两 端面分别与两个端盖密封连接。
在第一密封元件内设置了第二密封元件，由于第二密封元件被密封球挤压 而全部容纳于第一密封元件内，也由于第二密封元件被挤压而产生弹性变形' 从而与密封球的表面密封贴合，而传统的压力球阀由于仅通过第一密封件的表 面和密封球的精密表面的贴合来实现密封，使得整个阀的漏率较高，实验表明， 通过在第一密封件的表面设置凸出的类似O形密封圈的第二密封件，使该类似
o形密封圈的第二密封件与密封球的表面相互挤压，从而进一步实现密封，可
以使得整个阀的漏率大大降低。在过去的几十年时间里，生产厂家一直只能提 供压力球阀用于真空系统，人们在密封性要求较高的真空系统中一直不敢使用 球阀，也就一直未能利用球阀的结构简单、通导能力大、使用维护方便等优点， 申请人:利用在真空系统领域的二十多年的工作经验，发现通过恰当地设置第二 密封元件，即可使得以往的压力球阀能满足真空系统的要求，本实用新型在传 统压力球阀的基础上提供一种结构简单的真空球阀，取得了非预料不到的技术 效果。
密封球具有三个互通的出口，阀体是通过两端面分别与两个端盖密封连接， 另在阀体上在设置一通道，当通过两端盖和阀体配合分别提供两通道与密封球
的出口配合时，本实用新型的球阀可用作三通球阀；当一端盖是盲板而另一端 盖与密封球的出口配合时，本实用新型的球阀可用作角通球阀。三通、角通两 用的真空球阀大大地方便了人们的使用并且还能节省使用成本。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用 新型进行详细的描述。
图l是现有技术中的压力球阀的示意性剖面图2是本实用新型的真空球阀的示意性剖面图3A图2中的密封球的顶视图3B是图3A的密封球的前视图3C是图3A的密封球的左视图3D是沿图3B的A-A方向的剖视图3E是沿图3C的B-B方向的剖视图4是图2的真空球阀的变化例的示意性剖面图。
具体实施方式
现在将详细描述本实用新型的优选实施例，尽管后面所使用的术语是从公知公 用的术语中选择的，但是有些术语则是申请人按其判断来选择的，其详细含义应根
据本申请欲揭示的精神来理解。
如图2所示，本实用新型的三通球阀2包括阀体21、密封球20以及两个
端盖50;端盖50分别密封连接阀体21的左和右端部，密封球20容纳于阀体21和端盖50限定的空间中，且在密封球20和端盖50的间隙设置有密封件30， 在密封件20和密封球20接触之处设置有O形密封圈300，在密封件30和端 盖50接触之处设置有O形密封圈252;传动轴23的底端穿过阀体21的上侧 并连接密封球20，可带动密封球20旋转360度。三通球阀2的三条通道包括 两端盖50分别提供的通道103和104以及阀体21提供的通道102，在图2中， 通道103和通道102相通；参照图3A当密封球20由传动轴23带动逆时针转 过90度时，通道104和通道102相通。在本实施例中，三通球阀2通常处于 通道103和通道102相通的状态，或者处于通道104和通道102相通的状态。 由于在密封件30的孔内设置有0形密封圈300，三通球阀2将完全能满足高 真空或超高真空系统的密封要求。
为了让本领域的一般技术人员更进一步地理解本实用新型，下面将结合图 2和图3A-3E，说明三通球阀2的装配过程。
首先，将密封球20腰形孔201朝上推入阀体21内，在传动轴23下部按次 序装入压环70、多个0形密封圈71。然后插入阀体21上部的第一台肩孔210 内并将传动轴23下部扁势230插入密封球20上部腰形孔201内；再在传动轴 23上部套入衬圈72，然后将连接法兰40套入传动轴23;再用内六角螺钉73 套上弹簧垫圈74后穿过连接法兰40并拧入阀体21内，螺钉73数量较佳地为 4-6个。将挡环24左右各1件分别推入阀体21第二台肩孔211底部。再在端 盖50与阀体21接触的外圈上套入"0"形圈251，准备盖住阀体21。在密封 件30上的密封槽301内分别装入"0"形圈300，以及在密封槽302内分别装 入"0"形圈252，并将其推入阀体21内后，再将准备好的端盖50与阀体21 四角处的四个孔用内六角螺钉253拧入将其均匀地压紧。这时图2中的所有螺 钉都处于压而不紧的松弛状态，通过传动轴23上部方伸232带动密封球20左 右转动90度，再左右转动360度在无卡阻现象的情况下，对螺钉73、 253逐 渐地对称拧紧。装配调试结束，然后在两个端盖50外法兰上套上活套法兰60， 再装上挡圈602和"0"形圈300就可与用户法兰(未显示)连接。
继续参照图3A-3E，密封球20的上部设置有用于与传动轴23的方伸230 配合的腰形孔201，在前端、左端和下端分别具有开口 202、 203和204，开口 202、 203和204互通，开口 202、 203和204的直径dl、 d2和d3在本实施例
中是相等的，当然在实施本实用新型时也可以是不相等的；在本实施例中，密 封球20的直径SD与直径dl、d2和d3的最大者的比值在1.7以上且1.9以下' 较佳地为1.8，从而能保证在密封球20随传动轴23转动的过程中始终与0形
密封圈300接触，并且满足这样孔径比的密封球20能提供较佳的与O形密封 圈300接触的位置。
在密封件30面向密封球20的面上开有燕尾槽301, 0形密封圈300放置 在燕尾槽301内，在图2中的O形密封圈300由于被密封球20挤压而全部容 纳于燕尾槽301内，也由于O形密封圈300被挤压而产生弹性变形，从而与密 封球20的表面密封贴合。传统的压力球阀由于仅通过密封件30的表面和密封 球20的表面的贴合来实现密封，使得整个阀的漏率较高，实验表明，通过在 密封件30的表面设置凸出的类似O形密封圈300的密封件，使该类似O形密 封圈300的密封件与密封球20的表面相互挤压，从而进一步实现密封，可以 使得整个阀的漏率大大降低。
同样地，在密封件30与端盖50的接触面上也可设置O形密封圈252，由 于0形密封圈252也可以凸出密封件30的表面，当密封件30的表面和端盖 50的表面相互接触时，0行密封圈252将受到弹性变形而完全容纳于密封件 30内，从而进一步实现密封。
图2所示的三通球阀2具有一变化例，如图4所示，将图2的右端的端盖 50用盲板80代替，从而将三通球阀2变成角通球阀3，也即图2所示的三通 球阀2能很容易地满足仅需要两通的真空系统的要求。
虽然在上述实施例中，仅以三通或角通球阀为例，但是本实用新型的实施 并不仅限于此，如图1所示的直通球阀若在密封件14内按照如上所述的方式 设置有如O形密封圈的密封元件，也应落入如本申请的权利要求书所要求的保 护范围。
权利要求1.一种真空球阀，包括密封球、阀体、端盖以及转动机构，所述密封球容纳在所述阀体内，所述阀体的端部密封连接所述端盖，所述转动机构穿过所述阀体的一侧带动所述密封球在所述阀体内转动，从而关闭或打开球阀，在所述密封球和所述阀体或所述端盖之间的间隙中设置有第一密封元件，其特征在于在所述第一密封元件内分别设置有被所述密封球压缩的第二密封元件。
2. 如权利要求l所述的真空球阀，其特征在于，在所述第一密封元件内还分 别设置有被所述端盖或所述阀体压縮的第三密封元件。
3. 如权利要求1所述的真空球阀， 形圈。
4. 如权利要求3所述的真空球阀， 二密封元件是由聚四氟乙烯构成。
5. 如权利要求1所述的真空球阀， 之比在1.7以上且1.9以下。其特征在于，所述第二密封元件是O密封 其特征在于，所述第一密封元件和所述第 其特征在于，所述球阀的球外径与球孔径
6. 如权利要求1所述的真空球阀，其特征在于，所述转动机构与所述阀体之 间通过多个O形密封圈和多个聚四氟乙烯衬圈密封。
7. 如权利要求1至3中任一权利要求所述的真空球阀，其特征在于，在所述 第一密封元件与密封球接触的表面上开有燕尾槽，所述第二密封元件放置在所述 燕尾槽内。
8. 如权利要求5所述的真空球阀，其特征在于，所述球阀的球外径与孔径之 比是1.8。
9. 如权利要求l所述的真空球阀，其特征在于'所述密封球具有三个相互角 通的出口，所述阀体是通过两端面分别与两个所述端盖密封连接，所述阀体还提供一通道，所述出口的其中之一与所述通道相通并且其余的所述出口能与所述端 盖的其中之一相通。
10.如权利要求9所述的真空球阀，其特征在于，所述端盖的其中之一是盲板。
专利摘要一种真空球阀，包括密封球、阀体、端盖以及转动机构，密封球容纳在阀体内，阀体的端部密封连接端盖，转动机构穿过阀体的一侧带动密封球在阀体内转动，从而关闭或打开球阀，在密封球和阀体或端盖之间的间隙中设置有第一密封元件，在第一密封元件内分别设置有被密封球压缩的第二密封元件；由于设置了被压缩的第二密封元件，该真空球阀能用于真空系统。
文档编号F16K11/087GK201057301SQ200720069409
公开日2008年5月7日 申请日期2007年4月27日 优先权日2007年4月27日
发明者费海鸿 申请人:费海鸿