一种球阀阀芯及其制作方法

专利名称：一种球阀阀芯及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀门阀芯及其制作方法，尤其涉及一种球阀 阀芯及其制作方法；属于阀门技术领域。
背景技术：
阀门在现代社会被广泛的应用。特别是在水暖管件技术领域， 现有技术的阀门有很多种，主要有球阀、角阀、截止阀等，其中 球阀结构较为简单，主要是球阀的阀芯比较简单。球阀的阀芯整 体上呈对称的球状结构，中间有一个贯通整体的圆柱状通孔，在 阀芯的外球面中心位置处横向开有一个和阀杆相连接阀杆槽，工 作的时候，转动阀杆使阀芯的圆柱状通孔对准球阀的进出口，停 止工作的时候，反向转动阀杆使阀芯的球面对准球阀的进出口 。 由于球阀的结构比较简单，操作方便。所以在阀门技术领域应用 的非常广泛。
现有技术的球阀阀芯都是在球壳上开有一个与阀杆相配的阀 杆槽。如中国专利申请(公开号CN1908481A) —种球阀阀芯及 其制作方法，该球阀阀芯呈球状，具有一个贯通其中心的通孔， 其表面开有一个与阔杆相配的阀杆槽，该球阀阀芯是由呈球壳状 的球壳和呈圆筒状的内直管所组成，两者固连在一起而形成一个 空心体，所述的通孔为内直管的通孔，所述的阀杆槽开于球壳上。 该球阀阀芯是通过制作球壳，然后在球壳中间切割缝隙，用冲床 向内冲压变形成阀杆槽，然后在球壳中装配内直管，并在其两端 相接的环缝处进行焊接，得到阀芯坯体，最后经过表面处理后得 成品。通过上述方法制作的球阀阀芯虽然较翻砂铸造制作的球阀 阀芯的防水性和密封性好，节省材料；但是由于它是在球阀阀芯
的球壳表面直接用冲床冲成阀杆槽粗坯，而槽底是通透的，故冲 压时槽壁得以向下延伸，为了确保铣削余量及槽壁强度，所以要 求阀杆槽的壁较厚，导致整个球阀阀芯的球壳壁较厚，造成材料 浪费，增加了整个球阀阀芯的成本；此外将内直管装配入球壳的 通孔内，然后将内直管和球壳的连接部分的环缝焊接，内直管通 常选用较厚的金属管材，造成球阀阀芯用料较多，成本较高。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，提供一种用 料少、成本低、结构简单的球阀阀芯。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实施的一 种球阀阀芯，包括一个内部为空腔外部呈球状的球壳，所述的球 壳上具有用于连接阀杆的阀杆连接座，其特征在于，所述球壳内 侧呈球面凹状，且球壳各处的厚度均匀一致，所述球壳的两端分 别具有贯穿的通孔，所述的阀杆连接座固连在球壳外侧。
本球阀阀芯装于球阀阀体的内部，球阀的阀体上具有与其内 部相通的进水端和出水端。本阀芯的通孔没有与进水端或出水端 对应时，是阀芯的球壳外侧将进水端或出水端堵住，使得水无法 通过球阀，球阀此时呈关闭状态。
转动阀芯使得两个通孔分别与进水端或出水端对应，此时水 依次经进水端、通孔、阀芯、通孔再由出水端处排出。
由于阀芯球壳各处的厚度均匀一致，不需要单独装配内直管。 这样使得整个阀芯材耗较少，重量较轻。同时，阀杆连接座是单 独固连在球壳上的，由于阀杆连接座的强度较高，使得阀芯不易 在使用过程中损坏。
在上述的球阀阀芯中，所述的阀杆连接座上具有凹入的阀杆 槽，所述阀杆连接座厚度大于球壳厚度。阀杆嵌入阀杆槽处即可 方便的将阀杆与整个阀芯相连接。同时，阀杆连接座厚度较厚，
这样还使得它具有足够的强度，而不易损坏。
在上述的球阀阀芯中，所述的阀杆连接座通过焊接固连在球 壳上0
通过焊接能将阀杆连接座牢牢的连接在球壳上。
在上述的球阀阀芯中，所述的通孔以阀杆连接座为中心在球 壳上左右对称设置。通常，球阀阀体上的进水端与出水端均为对 称设置的，因此，这样的结构就使得本阀芯上的两个通孔能同时 正对于进水端和出水端。
本发明的另一个目的在于提供一种上述将球阀阀芯的球体与 阀杆连接座分别制作，从而达到较大程度节省材料、降低成本的 球阀阀芯的制作方法。
一种球阀阀芯的制作方法，该方法包括以下步骤
a、 制作球壳将金属圆管切割成所需的长度后，挤压或冲压 成球形的球壳；
b、 制作阀杆连接座在球壳中间外表面开安装孔，单独制作 具有阀杆槽的阀杆连接座，将阀杆连接座嵌入到上述的安装孔中 并对两者的连接处进行焊接，得到阀芯坯件；
C、表面处理将上述的阔芯坯件经过车削、表面抛光、去毛 刺后，得到成品。
本发明可以将金属圆管放入模具中通过对金属圆管两端挤压 收縮，中部稍微扩张为球形，从而它整体形成一个球壳。也可以 将金属圆管用冲床冲压，管的两端仍然保留圆孔的形状，管的中 部被冲压为球形。
本发明将具有阀杆槽的阀杆连接座和球壳分别单独制作，可 以大大节省了材料，降低产品的成本。其中球壳选用的金属圆管 材料的厚度较薄，只要满足所需的强度即可，阀杆连接座选用较 厚的金属材料单独制作。既满足阀杆在其中频繁转动的要求，而 整个球阀阀芯的精度、厚度、完整性都可以得到保证，强度反而
得到提高。
阀杆连接座和球壳上的安装孔弧度一致，便于阀杆连接座嵌 入球壳上的安装孔内，焊接可以使阀杆连接座比较牢固的固连在 安装孔中。步骤C中的阀芯坯件先经过车削后，然后通过表面处 理得到成品。
在上述的球阀阀芯的制作方法中，步骤a中所述的金属圆管
的制作过程为选择金属板材，在金属板材上冲压成安装孔，将 金属板材弯曲成U形，通过冲床或冲压机冲压形成金属圆管坯件， 坯件焊好管缝后即得金属圆管。本发明将展开金属板材弯曲成u 形，通过冲压机或冲床冲压成金属圆管坯件，焊好管缝制成金属 圆管。再将金属圆管冲压成球壳，首先在金属板材上冲压出安装 孔，该安装孔位于球壳的焊缝正对面。采用金属板材制成金属圆 管可以有效的控制板材的厚度，在一般情况下金属板材的厚度选
择1 1. 5mm左右就可达到要求。
在上述的球阀阀芯的制作方法中，步骤a中所述的金属板材 为不锈钢板材或铜板材。
在上述的球阀阀芯的制作方法中，步骤b中还可以在球壳中 间外表面通过锯片铣刀铣安装孔。此外本发明的外球壳坯体上的 安装孔还可以通过以下方式加工而成选择金属板材，在金属板 材上冲压出安装孔，然后将金属板材弯曲成U形，通过冲床或冲 压机冲压形成金属圆管坯体，坯体焊好管缝后即得金属圆管，焊 缝正对面为安装孔，金属圆管通过冲压或挤压成球形的外球壳坯 体。还可以通过以下方式加工而成选择金属板材，将金属板材
弯曲成U形，通过冲床或冲压机冲压形成金属圆管坯体，坯体焊 好管缝后即得金属圆管，在金属圆管焊缝正对面铣安装孔，金属 圆管通过冲压或挤压成球形的外球壳坯体。球壳外表面上的安装 孔可以在选择金属板材时通过冲床冲压形成，也可以在形成球壳 时通过锯片铣刀铣形成，用锯片铣刀铣安装孔可以保证安装孔的
弧度，将阀杆连接座嵌入安装孔是能够保证焊接余量，从而便于 阀杆连接座的安装。
在上述的球阀阀芯的制作方法中，步骤b中所述的阀杆连接
座的制作过程为按照阀杆连接座的形状及尺寸选择金属板材， 通过冲床冲压变形后直接得到阀杆连接座成品或阀杆槽留有余量 的阀杆连接座坯体，坯体用铣床铣削至所需的尺寸，即得阀杆连 接座成品。为了保证阀杆连接座的强度，本发明制作阀杆连接座 所用金属板材的厚度较制作球壳金属板材的厚度要厚， 一般在
1. 5腿 2.0mm左右。采用金属板材通过冲床冲压形成阀杆连接座 可以达到一次成型的目的，工艺比较简单，精度较高，次品率较 低。
在上述的球阀阀芯的制作方法中，步骤b中所述的阀杆连接
座的另一制作过程为按照阀杆连接座的形状及尺寸制作模具， 将熔融的金属液体浇注到模具中，模具在室温条件下冷却形成阀 杆连接座坯体后脱模，阀杆连接座坯体经过表面处理，即得阀杆 连接座成品。阀杆连接座的表面处理主要是通过铣床铣削，然后 通过精密车床车削，最后通过表面抛光、去毛刺等表面处理工艺 得到成品。此外阀杆连接座的制作过程还可以为首先制作出阀 杆连接座本体，然后在阀杆连接座本体上通过铣床铣削出阀杆槽 后，即得阀杆连接座成品。
综上所述，本发明具有以下优点-
1、 与现有技术相比较，本球阀阀芯由于只由球壳和阀杆连接 座组成，因此，它的结构比较简单。同时，由于球壳厚度较薄， 使得整个阀芯的材耗较少，而且阀杆连接座具有足够的强度，这 样就使得本阀芯成本较低的情况下其使用稳定性也较稳定，不会 过早出现阀芯损坏的情况。另外，由于整个阀芯的重量比较轻， 在具体操作过程中也比较省力，使用较为方便。
2、 本球阀阀芯的制作方法不仅大幅节省了材料，降低了球阀
阀芯的成本；而且制作的球岡阀芯精度、厚度、完整性都可以得 到保证，阀杆连接座和阀杆连接处的强度得到提高。从而解决了 现有技术先在球壳上切割缝隙，切割缝隙的目的是防止在冲凹槽 (阀杆槽)时变形破坏太大，然后对缝隙冲压成阀杆槽，再用铣 床铣削至所要求尺寸，为了防止阀杆在阀杆槽中频繁转动时产生 的扭力造成阀杆槽的损坏，必须保证阀杆槽两壁有足够厚度，由 于阀杆槽和球壳都是一体成型的，又预先在球壳上开了阀杆槽， 一定程度上破坏了阀杆槽的强度。所以制成球壳的金属圆管的材 料必须达到一定的厚度，从而大大增加了球阀阀芯的成本。
3、 本球阀阀芯的制作方法工艺过程简化，可靠性较好，成 品率较高；制作出的球阀阀芯外表美观，比较完美。
4、 本方法如果选用不锈钢材料制作球阀阀芯，不需要电镀， 环保性较好。


图1是外球阀阀芯分体结构示意图。 图2是本球阀阀芯的结构示意图。
图3是制作本球阀阀芯所选用的金属板材结构示意图。 图4是图1的金属板材弯曲成U形的结构示意图。 图5是图2中的U形金属板材冲压形成的金属圆管的结构示 意图。
图6是图3中的金属圆管冲压形成的球壳的结构示意图。 图7是图4中的球壳上铣安装孔后的结构示意图。 图8是本单独制作的阀杆连接座的结构示意图。 图9是实施例二中在板材上开设安装孔后的结构示意图。 图IO是实施例三中在圆管上开设安装孔后的结构示意图。 图中，1、球壳；11、安装孔；13、通孔；2、阀杆连接座； 21、阀杆槽；4、板材；5、圆管；51、焊缝。
具体实施例方式
下面通过具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进
一步具体的说明；但是本发明并不限于这些实施例。
如图1和图2所示，本球阀阀芯由球壳1和阀杆连接座2组
成，球壳l内部为空腔，球壳l的外部呈圆球状，球壳l的内侧
为呈球面的凹状。也就是说，球壳1各处的厚度都是均匀一致的。 球壳1的两端分别具有贯穿的通孔13，阀杆连接座2就固连
在球壳1外侧。
阀杆连接座2上具有凹入的阀杆槽21，阀杆槽21与阀杆连 接端的形状相匹配。并且阀杆连接座2的厚度大于球壳1的厚度。
阀杆连接座2通过焊接固连在球壳1上，球壳l上的两个通 孔13是以阀杆连接座2为中心对称开设的。
通常，在球阀的阀体上具有进水端和出水端，并且进水端和 出水端是左右对称设置的。本球阀阀芯就装在阀体内，并且位于 进水端和出水端之间。
球阀呈关闭状态时，阀芯上的通孔13不与进水端或出水端相 对应。此时，水无法通过本球阀，使得球阀呈关闭状态。需要将 球阀开启时，转动阀芯，使得阀芯的两个通孔13分别与进水端和 出水端对应，使得水能通过阀芯并由出水端处排出。
当然，阀芯的转动是通过阀杆来实现的。因为，阀杆是连接 在阀芯的阀杆连接座2上的，这样就使得阀杆的转动能带动阀芯 转动，从而实现球阀的开闭或是调节出水量。
由于本阀芯比较薄，使得阀芯的重量较轻，操作者因此能够 轻便的转动阀芯。
本球阀阀芯的制作方法如下所示
实施例1
选用制作本发明球阀阀芯的球壳1的金属板材4为不锈钢板材，不锈钢板材的厚度在lmm 1.5mm左右，按照球阀阀芯的尺 寸用切割机将其切割成所需的长度其结构示意图如图3所示；
选择合适的制作金属圆管5的模具，将不锈钢板材放在模具 上将其弯曲成U形，然后在模具上用冲床将U形板材冲压成不锈 钢圆管5其结构示意图如图4所示；用焊机将不锈钢圆管5的管 缝焊好形成焊缝51，见图5所示。将不锈钢圆管放入另一模具中， 通过对其两端挤压收縮，中部稍微扩张成球壳l，其结构示意图 如图6所示。
在上述的球壳两通孔13中间位置即在球壳1焊缝51正对面 通过锯片铣刀铣出安装孔11，其结构示意图如7所示。
按照阀杆连接座2的形状及尺寸选择不锈钢板材，为了保证 阀杆和阀杆连接座2连接处的强度，所选用的不锈钢板材的厚度 一般在1. 5薩 2. O誦左右，然后通过冲床冲压变形后成阀杆连接 座2成品或阀杆槽21留有余量的阀杆连接座2坯体，坯体用铣床 铣削至所需的尺寸，即得阀杆连接座2成品。所述的阀杆连接座 2的结构示意图如8所示。
将阀杆连接座2嵌入到球壳1的安装孔11内；并对两者的连 接处进行焊接，该焊接点在非密封面上，得到球阀阀芯坯件，其 分体结构示意图如图1所示。
将上述的球阀阀芯坯件进行车削后，再通过表面抛光、去毛 剌处理后，即制作成本发明的球阀阀芯；其结构示意图如图2所 示。
实施例2
见图9所示，选择合适的制作金属圆管5的模具，将不锈钢 板材4通过冲压机冲压出安装孔ll，放在模具上将其弯曲成U形， 然后在模具上用冲床将U形板材冲压成不锈钢圆管5;用焊机将 不锈钢圆管5的管缝焊好形成焊缝51。将不锈钢圆管5放入另一 模具中，通过对其两端挤压收縮，中部稍微扩张成球壳l，不需
要在球壳1上另外铣安装孔11。
所述的阀杆连接座2的制作过程如下按照阀杆连接座2的 形状及尺寸制作模具，将熔融的铜金属液体浇注到模具中，模具
在室温条件下冷却形成阀杆连接座2坯体后脱模，阀杆连接座2 坯体经过表面抛光、去毛刺处理，即得阀杆连接座2成品。其它 工艺流程同实施例1，不再赘述。 实施例3
见图IO所示，选择合适的制作金属圆管5的模具，将不锈钢 板材放在模具上将其弯曲成U形，然后在模具上用冲床将U形板 材冲压成不锈钢圆管5;用焊机将不锈钢圆管5的管缝焊好形成 焊缝51，在不锈钢圆管5中间位置即在不锈钢圆管5悍缝51正 对面通过锯片铣刀铣出安装孔11。将不锈钢圆管放入另一模具 中，通过对其两端挤压收縮，中部稍微扩张成球壳l;不需要在 球壳1上另外铣安装孔11。
所述的阀杆连接座2的制作过程如下先制作出阀杆连接座 2本体，然后在阀杆连接座2本体上通过铣床铣削出阀杆槽21后， 即得阀杆连接座2成品。其它工艺流程同实施例1，不再赘述。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说 明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例 做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离 本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了球壳1、安装孔11、通孔13、阀杆连 接座2、阀杆槽21、板材4、圆管5等术语，但并不排除使用其 它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释 本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明 精神相违背的。
权利要求
1、一种球阀阀芯，包括一个内部为空腔外部呈球状的球壳(1)，所述的球壳(1)上具有用于连接阀杆的阀杆连接座(2)，其特征在于，所述球壳(1)内侧呈球面凹状，且球壳(1)各处的厚度均匀一致，所述球壳(1)的两端分别具有贯穿的通孔(13)，所述的阀杆连接座(2)固连在球壳(1)外侧。
2、 根据权利要求1所述的球阀阀芯及其制作方法，其特征在 于，所述的阀杆连接座(2)上具有凹入的阀杆槽(21)，所述阀 杆连接座(2)厚度大于球壳(1)厚度。
3、 根据权利要求2所述的球阀阀芯及其制作方法，其特征在 于，所述的阔杆连接座(2)通过焊接固连在球壳(1)上。
4、 根据权利要求1或2或3所述的球阀阀芯及其制作方法， 其特征在于，所述的通孔(13)以阔杆连接座(2)为中心在球壳(I) 上左右对称设置。
5、 一种球阀阀芯的制作方法，该方法包括以下步骤a、 制作球壳(1):将金属圆管(5)切割成所需的长度后， 挤压或冲压成球形的球壳(1);b、 制作阀杆连接座(2):在球壳(1)中间外表面开安装孔(II) ，单独制作具有阔杆槽(21)的阀杆连接座(2)，将阀杆连 接座(2)嵌入到上述的安装孔(11)中并对两者的连接处进行焊 接，得到阀芯坯件；c、 表面处理将上述的阀芯坯件经过车削、表面抛光、去毛 刺后，得到成品。
6、 根据权利要求5所述的球阀阀芯及其制作方法，其特征在 于，所述的步骤a中的金属圆管(5)的制作过程为选择金属板 材(4)，在金属板材(4)上冲压成安装孔(11)，将金属板材(4) 弯曲成U形，通过冲床或冲压机冲压形成金属圆管(5)坯件，坯 件焊好管缝后即得金属圆管(5)。
7、 根据权利要求6所述的球阀阀芯及其制作方法，其特征在 于，所述的步骤a中的金属板材(4)为不锈钢板材(4)或铜板 材(4)。
8、 根据权利要求5所述的球阀阀芯及其制作方法，其特征在 于，所述的步骤b中还可以在球壳(1)中间外表面通过锯片铣刀 铣安装孔(11)。
9、 根据权利要求5~8任意一项所述的球阀阀芯及其制作方 法，其特征在于，所述的步骤b中的阀杆连接座(2)的制作过程 为按照阀杆连接座(2)的形状及尺寸选择金属板材(4)，通过 冲床冲压变形后直接得到阀杆连接座(2)成品或阀杆槽(21)留 有余量的阀杆连接座(2)坯体，坯体用铣床铣削至所需的尺寸， 即得阀杆连接座(2)成品。
10、 根据权利要求5 8任意一项所述的球阀阀芯及其制作方 法，其特征在于，所述的步骤b中的阀杆连接座(2)的另一制作 过程为按照阀杆连接座(2)的形状及尺寸制作模具，将熔融的 金属液体浇注到模具中，模具在室温条件下冷却形成阀杆连接座(2)坯体后脱模，阀杆连接座(2)坯体经过表面处理，即得阀 杆连接座(2)成品。
全文摘要
本发明提供了一种球阀阀芯及其制作方法，属于阀门制造技术领域。它解决了现有的球阀阀芯外球壳壁较厚，所用材料较多，制造成本高的问题。这种球阀阀芯，包括一个内部为空腔外部呈球状的球壳，球壳上具有用于连接阀杆的阀杆连接座，球壳内侧呈球面凹状，且球壳各处的厚度均匀一致，球壳的两端分别具有贯穿的通孔，阀杆连接座固连在球壳外侧。其制作方法通过下列步骤来实现a.制作球壳，b.制作阀杆连接座，c.表面处理。本发明结构较简单，材耗较少，成本较低，精度、厚度、强度、完整性好，使用稳定性较稳定，成品率较高，外表美观，环保性较好。
文档编号F16K5/08GK101358658SQ20081012120
公开日2009年2月4日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者勇 黄 申请人:勇 黄