流体阀与其模组化心轴封装结构的制作方法
【专利摘要】一种流体阀与其模组化心轴封装结构。所述流体阀，包括阀体、心轴及阀门，阀体内具有可相连通的轴封槽及阀门槽，且阀门配置于阀门槽中，轴封槽内配置一模组化心轴封装结构，模组化心轴封装结构依序由轴封环、心轴环与弹簧堆栈而成，且上述元件的内缘相连形成一容置空间，心轴恰能容纳于此容置空间之中。本实用新型的模组化心轴封装结构为可拆式，可一体抽换，藉此让心轴封装结构内部的元件更换具有便利性。
【专利说明】流体阀与其模组化心轴封装结构
【技术领域】
[0001]本实用新型是关于一种流体阀，特别是一种具有模组化心轴封装结构的流体阀。
【背景技术】
[0002]流体阀是设置于流道上，用以阻断或开放流道的机械结构，能达到控制流道流量的效果，不管在工业上或是家庭中，流体阀都是一种常用的机械结构。一般来说，如图1A所示，装设于流道的流体阀包括一阀体92，阀体92中装置一心轴94及一在流道上的阀门(未图示)，透过移动、转动或拉动心轴94,可以使心轴94与阀门(未图示)连动，进而达到阻断或开放流道的效果。
[0003]在流体阀的工业应用上，由于流体可能会有高温、易溶解或侵蚀其它物质的特性，因此阀体和心轴通常会是不易于高温变质且不易被溶解的物质，例如金属，但金属彼此接触久了也可能产生磨损，且金属的热膨胀系数通常较大，这些都是会让心轴及阀体间产生间隙或者卡死的因素。因此，流体阀会在心轴94及阀体92之间形成一轴封槽922，并在轴封槽922之中放置一些环形的轴封环96，而形成心轴94的封装结构，轴封环96通常是较软且热膨胀系数通常较小的物质，例如石墨，如此一来，便能减少心轴94及阀体92之间因磨损或剧烈膨胀收缩而出现间隙或者互相卡死的状况。请参见图1B，以目前常见的流体阀心轴封装结构看来，封装环96由上到下所承受的荷重分布8并不平衡，其中，轴封环96上半部所承受的荷重会较下半部为大，此一结果会影响心轴封装结构密封的程度。理想中的荷重分布，是使上下两端承受相近的荷重，并且荷重随着接近中央而递减，亦即封装结环96的两端在理想的状态下，是承受了相近的力；目前有一些阀体，针对荷重不平衡的问题，在封装结构中加入了盘形弹簧或线圈弹簧来平衡荷重，但盘形弹簧因为其构造，会有内外圈施力不平均的缺点，无法真正解决荷重不平衡的问题，而线圈弹簧虽然施力平均，但所占用的空间太大，因此仍然无法同时解决荷重不平衡及占用空间太大的问题。
[0004]此外，流体阀使用久了之后，轴封环96还是会因为磨损或是被流体溶蚀而有耗损的情况，当轴封环96耗损以后，心轴94及阀体92之间便有可能出现空隙，进而使得流体由空隙渗出。
[0005]在流体阀的元件中，轴封环96通常会是耗损较快的元件，因此当出现耗损时，只要清理并更换轴封槽922之中的轴封环96，便能让流体阀继续正常运作，但由图1A可知，当轴封槽922是一个狭窄的空间时，清理并更换轴封环96便是一件不容易的事情，而一但清理的时间长了，除了人力成本上升外，也会因流体阀无法使用连带造成生产线停顿等额外损失。
[0006]综上所述，如何提供一种心轴封装结构，可以同时解决荷重平衡问题、具有清理上便利性及避免占用空间的优点，是亟待努力的目标。
实用新型内容
[0007]为解决上述相关的问题，本实用新型的一主要目的在于提出了一种具有封装结构的流体阀，在轴封槽内部提供推力，使得轴封环不会因耗损而形成空隙，也能在轴封环或其它轴封元件严重耗损时快速更换封装结构。
[0008]本实用新型的另一主要目的在于提出一具有封装结构的流体阀，模组内的弹簧能持续供给推力，让心轴与阀体之间的轴封元件不易形成空隙，避免流体由空隙渗出。
[0009]本实用新型的又一主要目的在于提出一具有封装结构的流体阀，在轴封元件耗损需要更换时，可直接将旧的模组抽出并置入新的模组，能减少流体阀保养的时间，能减少人力及停工所耗费的成本。
[0010]本实用新型的再一主要目的在于提出一具有封装结构的流体阀，心轴环的内表面与外表面分别有相对的内凹沟及外凹沟，因此这会使心轴环的剖面具有工字结构，这样的结构能使心轴环具有不易变形的优点，且又于心轴环的内凹沟及外凹沟分别配置一 O形环，使心轴环同时具有强度及与管壁密合的性质。
[0011]根据上述各项需求，本实用新型提出一种流体阀，包括一阀体、一心轴及一阀门及一模组化心轴封装结构，阀体具有一第一容置空间及一第二容置空间，第一容置空间位于第二容置空间的上方且与第二容置空间相连通，模组化心轴封装结构具有一第三容置空间，模组化心轴封装结构配置于第一容置空间，阀门配置于第二容置空间，心轴配置于第三容置空间，且心轴与阀门相连接，透过操控心轴可使阀门跟著作动，其中，模组化心轴封装结构包括:一载具，可移除地被设置于第一容置空间并形成一贯通阀体相对两端的一第四容置空间，载具靠近阀门一端的内缘具有一凸出的限制部；及复数个轴封环，堆栈配置于第四容置空间中，并位于限制部之上，且轴封环的内缘连接而包围第三容置空间。
[0012]本实用新型另外提出一种流体阀，包括一阀体、一心轴及一阀门及一模组化心轴封装结构，阀体具有一第一容置空间及一第二容置空间，第一容置空间位于第二容置空间的上方且与第二容置空间相连通，模组化心轴封装结构具有一第三容置空间，模组化心轴封装结构配置于第一容置空间，阀门配置于第二容置空间，心轴配置于第三容置空间，且心轴与阀门相连接，透过操控心轴可使阀门跟著作动，其中，模组化心轴封装结构包括:一载具，可移除地被设置于第一容置空间并形成有一贯通阀体相对两端的一第四容置空间，载具靠近阀门一端的内缘具有一凸出的第一限制部；一衬套，可移除地被设置于第四容置空间中靠近阀门的一端，衬套的外缘具有一凸出的第二限制部，第二限制部与第一限制部互相抵靠；及复数个第一轴封环，堆栈配置于第四容置空间中，并位于衬套上方，且轴封环a的内缘连接而包围第三容置空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1A为现有技术中的流体阀心轴封装结构剖视图；
[0014]图1B为现有技术中的流体阀心轴封装结构荷重分布示意图；
[0015]图2为本实用新型的具有模组化心轴封装结构的流体阀的结构示意图；
[0016]图3A为本实用新型第一实施例的流体阀的模组化心轴封装结构的局部放大剖面图；
[0017]图3B为本实用新型模组化心轴封装结构局部爆炸示意图；
[0018]图3C为本实用新型第二实施例的流体阀的模组化心轴封装结构的局部放大剖面图；
[0019]图4A为本实用新型第一实施例的流体阀的模组化心轴封装结构的荷重分布示意图；
[0020]图4B为本实用新型第二实施例的流体阀的模组化心轴封装结构的荷重分布示意图；
[0021]图5为本实用新型的流体阀的模组化心轴封装结构与阀体分离示意图；
[0022]图6为本实用新型第三实施例的流体阀的模组化心轴封装结构的剖面图；及
[0023]图7为本实用新型第三实施例的流体阀的模组化心轴封装结构的荷重分布示意图。
[0024]附图标记说明
[0025]流体阀I
[0026]阀体12
[0027]轴封槽122
[0028]心轴14
[0029]容置空间140
[0030]模组化心轴封装结构16、16’、16a
[0031]载具160
[0032]容置空间1600
[0033]限制部1601
[0034]衬套161
[0035]限制部1610
[0036]轴封环l62a、l62b
[0037]心轴环163a
[0038]心轴环163b
[0039]心轴环163，
[0040]内凹槽I63O
[0041]外凹槽1631
[0042]O 型环164
[0043]弹簧165
[0044]峰部1651
[0045]谷部1652
[0046]弹黃165，
[0047]封装盖17
[0048]弹簧171
[0049]阀门18
[0050]阀门槽182
[0051]荷重分布8
[0052]荷重分布80
[0053]荷重分布80’
[0054]荷重分布81
[0055]荷重分布81’
[0056]阀体92
[0057]轴封槽922
[0058]心轴94
[0059]封装环96。
具体实施例
[0060]本实用新型主要是揭露关于一种具有模组化心轴封装结构的流体阀，除了模组化心轴封装结构之外，流体阀之中的元件大多数皆为现有技术，因此本实用新型以下的说明并未针对流体阀之中的多数元件特别描述，而本领域现有技术者依然能了解本实用新型如何运作；同时，本实用新型所对照的附图表达与本实用新型特征有关的结构示意，并未亦不需要依实际尺寸绘制，合先叙明。
[0061]请先参阅图2，为本实用新型具有模组化心轴封装结构16的流体阀I的结构示意图。如图2所示，流体阀I包括阀体12、心轴14及阀门18，心轴14及阀门18是装设在阀体12之中并且互相连接，流体阀I是设在一流道(未图示)上，同时阀门18会被设置在流道的截面，透过操控心轴14能使阀门18跟著作动，进一步由阀门18控制流道的启闭。在如图2所示的实施方式中，阀体12有一轴封槽122及一阀门槽182，轴封槽122及阀门槽182是相连通的两容置空间，并且在本实施方式中，阀门槽182在轴封槽122的下方，其中，模组化心轴封装结构16是与心轴14 一同装设在阀体12的轴封槽122之中，同时模组化心轴封装结构16是位于心轴14和轴封槽122之间，而阀门18是设置于阀门槽182之中；至于模组化心轴封装结构16的详细构造，稍候详述。
[0062]请同时参阅图2及图3A，图3A是本实用新型一第一实施例的模组化心轴封装结构16的结构剖面示意图。将图2所示的圆圈X处取截面，即可得到图3A,如图2所示,模组化心轴封装结构16装设于阀体12的轴封槽122之中，在本实施方式中，轴封槽122是一由阀体12上端往下贯穿至阀门18所在区域的容置空间，并用以装设模组化心轴封装结构16，而模组化心轴封装结构16至少包括载具160、衬套161、轴封环162、心轴环163及弹簧165,在本实施方式中,轴封槽122的下端即为靠近阀门18的一端；载具160中有一贯通载具160上下两端的容置空间1600，载具160下端的内缘并有一凸出的限制部1601，其中，载具160是以下端正对阀门18的方式置于轴封槽122之中，因此载具160的下端邻近阀门18。一实施状态下，在容置空间1600之中，由下到上至少依序配置了一衬套161、复数个轴封环162a、心轴环163a及弹簧165 ;在较佳实施状态下，更可进一步于弹簧165的上方配置心轴环163b及复数个轴封环162b，而形成上下对称的心轴封装结构。
[0063]衬套161是一中空的柱体，其置于载具160容置空间1600中的下端，亦邻近于阀门18，衬套161上端的外缘有一凸出的限制部1610，限制部1610的下缘恰与载具160的限制部1601的上缘互相抵靠，使得衬套161能被配置于载具160容置空间1600的底部，并使其中一部份的衬套161凸出于载具160的下端；在另外一种实施状态下，衬套161和载具160是一体成形，或者载具160与衬套161合而为一；如前所述，在容置空间1600之中，衬套161的上方依序配置复数个轴封环162a、心轴环163a、弹簧165、心轴环163b及复数个轴封环162b，其中，心轴环163a及163b的内表面与外表面分别有相对的内凹沟1630及外凹沟1631，因此这会使心轴环163的剖面具有工字结构，这样的结构能使心轴环163具有不易变形的优点，心轴环163的内凹沟1630及外凹沟1631分别配置一 O形环164，使心轴环163具有较强的结构同时能与载具160及心轴14的壁面之间保持密合；轴封环162a及162b、心轴环163a及163b及弹簧165都是呈环状，而衬套161的内径都与上述元件一致，很明显的，互相堆栈的这些元件的内缘，会连接并构成一容置空间140，容置空间140的上下两端分别具有一开口，使其可容置心轴14，在本实施例中，心轴14是由载具160上端容置空间140的上端开口置入，贯穿于容置空间140中，并由容置空间140的下端开口及载具160的下端穿出，因此得以和阀门18相连接，心轴14并进一步具有一封装盖17，当心轴14装置于容置空间140之中时，封装盖17会覆盖载具160上端的容置空间1600的上端开口，亦即覆盖该载具160远离阀门18的那一端容置空间1600的开口，并将载具16与封装盖17固定在一起，使轴封环162a及162b、心轴环163a及163b及弹簧165等元件被封在容置空间1600之中，在本实施例中，封装盖17是装置在载具16远离阀门18的那一端；在上述的实施方式中，弹簧165可以是波浪形弹簧，而轴封环162a及162b是可压缩的材料，如石墨。
[0064]在此实施方式中，当弹簧165为波浪形弹簧时，如图3B所示，弹簧165具有一个连续的波浪形表面，并且有至少复数个峰部1651和复数个谷部1652，当弹簧165和心轴环163a及163b堆栈时，弹簧165的峰部1651和心轴环163b相接，而弹簧165的谷部1652和心轴环163a相接；波浪形弹簧因其结构，相较于线圈形弹簧具有不占空间或节省空间的优点，且相较于盘形弹簧具有作用距离大及施力平均的优点。
[0065]在本实用新型一第二实施例的流体阀的模组化心轴封装结构16a的实施状态下，如图3C所示，封装盖17的上方更配置有弹簧171，弹簧171会对封装盖17施加向下的力，使封装盖17对载具160及载具160内部的元件施加向下的力，进一步使得模组化心轴封装结构16a之中的元件更紧密的结合；在此实施例中，弹簧171是盘形弹簧，但本实用新型并不对弹簧171的种类作出限制。
[0066]如上所述的模组化心轴封装结构16、16a相较于常见的心轴封装结构，多设置了弹簧165及心轴环163a及163b，弹簧165可对其他元件提供垂直方向的推力，于是当心轴14周围的其它环形元件因长期使用受损时，弹簧165的推力能挤压其它环形元件，被挤压而轻微变形的环形元件能避免因受损而使心轴14与载具160之间出现空隙，达到平衡心轴封装结构荷重的效果，如图4A所示，在两组轴封环162a及162b之间的弹簧165，能有效的使荷重分布80、81较为接近理想的状态，减少顶部封装环162b和底部封装环162a之间的荷重差；在上述实施状态下，分别位于弹簧165上下两端的心轴环163b及163a为较硬的材质，当弹簧165施力于心轴环163b及163a时，心轴环163并不易因此而变形，故具有使弹簧165施力平均的效果；如图4B所示，在模组化心轴封装结构16a之中，因为弹簧171施加的力，使得弹簧165上方的轴封环162b所承受的荷重分布80’更接近理想的状态。
[0067]接着，请同时参阅图3A及图5，图5是本实用新型的流体阀的模组化心轴封装结构16与阀体分离的示意图。如前关于图3A所述及，载具160的容置空间1600装有多个元件，而如图5所示，载具160可由轴封槽122中由下往上抽出，当载具160往上抽出时，因为载具160的限制部1601和衬套161的限制部1610会互相抵靠，故衬套161会被载具160带动一并向上抽起，连带使轴封环162a及162b、心轴环163a及163b和弹簧165等元件一起被抽起，最后整个模组化心轴封装结构16可以顺着心轴14的壁面被抽离轴封槽122，并和流体阀I的阀体12分离。因此，相较于已知的流体阀，本实用新型的具有模组化心轴封装结构16的流体阀I的模组化心轴封装结构16为可拆式，可一体抽换，具有维修上的方便性。
[0068]在另一实施状态下，本实用新型流体阀I中的模组化心轴封装结构16可以不具有心轴环163a及163b和弹簧165，在此实施状态下，模组化心轴封装结构16仍可由流体阀I中分离抽换。
[0069]接着，请参阅图6，是本实用新型第三实施例的流体阀的模组化心轴封装结构16’的剖面示意图。本实施例中，模组化心轴封装结构16’的组成元件及元件配置关系和图3A所示的模组化心轴封装结构16的组成元件及元件配置关系相似，差别在于，模组化心轴封装结构16’的衬套161和轴封环162a之间，进一步配置有一弹簧165’和一心轴环163’，其中，弹簧165’是置于衬套161的上方，而弹簧165’的上方是心轴环163’，心轴环163’上方则依序配置和模组化心轴封装结构16内相同元件的轴封环162a、心轴环163a、弹簧165、心轴环163b、轴封环162b，这些元件的配置方式和模组化心轴封装结构16中的相同，故不赘述；在这个实施方式中，使用了第二组弹簧165’和心轴环163’，于是，如图7所示，模组化心轴封装结构16’之中，轴封环162a、162b所承受的荷重分布80、81’会更加平衡，其中轴封环162b的顶端和轴封环162a的底端是承受相近的力；另外，弹簧165’可以是波浪形弹簧，其与图3B所示的弹簧165的结构一样，故不再赘述。
[0070]值得注意的是，本实用新型流体阀I中的心轴封装结构16、16’、16a如果改为固定式而非可拆式的模组化心轴封装结构，则流体阀I之中的心轴封装结构16、16’、16a可以不具有载具160和衬套161。在此情况下，心轴封装结构16、16’、16a仅由轴封环162a及162b、心轴环163a及163b和弹簧165等元件构成，在此实施方式下，心轴封装结构16、16’、16a虽无法一体由流体阀中分离抽换，但同样具有平均荷重的功效。
[0071]根据本实用新型所提出的流体阀的模组化心轴封装结构16、16’、16a，弹簧165、165’及心轴环163a及163b、163’能使心轴14旁封装结构的荷重在流体阀I能一直保持平衡，在模组化心轴封装结构16、16’、16a便能使各元件更紧密结合，当各元件随着使用而有受损而产生缝隙的情况时，也能以推力使元件些微变形并填补缝隙，以减少流体透过心轴14与阀体12间的空隙渗漏的状况。
[0072]根据本实用新型所提出的流体阀的模组化心轴封装结构16、16’、16a，模组化心轴封装结构16、16’、16a可被从轴封槽122中被抽出并进一步和流体阀I的阀体12分离，因此流体阀I的维修人员能轻易清除并更新载具160中的元件，甚至能在抽出一个模组化心轴封装结构16、16’、16a之后，直接将另一模组化心轴封装结构16、16’、16a置入轴封槽122之中，大幅的减少了流体阀I的维护时间，而载具160在清除内部装载的元件后仍能重复使用，达到环保的效果。
[0073]此外，本实用新型图2所例示的流体阀I是蝶阀，但本实用新型的模组化心轴封装结构16并不限定使用于特定的流体阀，也就是说，本实用新型的流体阀I可以是球阀、球塞阀或其它应用于流体的阀，本实用新型并不加以限定。
[0074]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的申请专利权利；同时以上的描述，对于熟知本【技术领域】的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。
【权利要求】
1.一种流体阀，其特征在于，包括一阀体、一心轴及一阀门及一模组化心轴封装结构，该阀体具有一第一容置空间及一第二容置空间，该第一容置空间位于该第二容置空间的上方且与该第二容置空间相连通，该模组化心轴封装结构具有一第三容置空间，该模组化心轴封装结构配置于该第一容置空间，该阀门配置于该第二容置空间，该心轴配置于该第三容置空间，且该心轴与该阀门相连接，透过操控该心轴可使该阀门跟著作动，其中，该模组化心轴封装结构包括: 一载具，可移除地被设置于该第一容置空间并形成一贯通该阀体相对两端的一第四容置空间，该载具靠近该阀门一端的内缘具有一凸出的限制部 '及 复数个轴封环，堆栈配置于该第四容置空间中，并位于该限制部之上，且该些轴封环的内缘连接而包围该第三容置空间。
2.一种流体阀，其特征在于，包括一阀体、一心轴及一阀门及一模组化心轴封装结构，该阀体具有一第一容置空间及一第二容置空间，该第一容置空间位于该第二容置空间的上方且与该第二容置空间相连通，该模组化心轴封装结构具有一第三容置空间，该模组化心轴封装结构配置于该第一容置空间，该阀门配置于该第二容置空间，该心轴配置于该第三容置空间，且该心轴与该阀门相连接，透过操控该心轴可使该阀门跟著作动，其中，该模组化心轴封装结构包括: 一载具，可移除地被设置于该第一容置空间并形成有一贯通该阀体相对两端的一第四容置空间，该载具靠近该阀门一端的内缘具有一凸出的第一限制部； 一衬套，可移除地被设置于该第四容置空间中靠近该阀门的一端，该衬套的外缘具有一凸出的第二限制部，该第二限制部与该第一限制部互相抵靠；及 复数个第一轴封环，堆栈配置于该第四容置空间中，并位于该衬套上方，且该些轴封环的内缘连接而包围该第三容置空间。
3.根据权利要求2所述的流体阀，其特征在于，更包含一封装盖，其设置于该模组化心轴封装结构的上方，覆盖该第三容置空间远离该阀门一端的一开口，以将该衬套、该心轴及该些第一轴封环密封于该第三容置空间内部。
4.根据权利要求1或2所述的流体阀，其特征在于，该流体阀是球阀、球塞阀及蝶阀其中之一。
5.根据权利要求2所述的流体阀，其特征在于，该模组化心轴封装结构进一步具有:一第一心轴环，配置于该些第一轴封环上方；一弹簧，为环形并配置于该第一心轴环上方，该弹簧具有一连续的波浪形表面，形成有复数个峰部及复数个谷部，该些谷部和该第一心轴环相接；一第二心轴环，配置于该弹簧上方，并和该些峰部相接；及复数个第二轴封环，堆栈配置于该第二心轴环的上方。
6.根据权利要求5所述的流体阀，其特征在于，更包含一封装盖，其设置于该模组化心轴封装结构的上方，覆盖该第三容置空间远离该阀门一端的一开口，以将该衬套、该些第一轴封环、该第一心轴环、该弹簧、该第二心轴环、该些第二轴封环及该心轴密封于该第三容置空间内部。
7.根据权利要求6所述的流体阀，其特征在于，该封装盖的上方配置有一弹簧。
8.根据权利要求5所述的流体阀，其特征在于，该心轴环的内表面及外表面分别设有一相对的凹沟，该些凹沟中分别配置有一 O型环。
9.根据权利要求5所述的流体阀，其特征在于，该些轴封环、该第一心轴环、该第二心轴环及该弹簧的内径皆相同。
10.根据权利要求2所述的流体阀，其特征在于，该衬套与该载具为一体成形。
【文档编号】F16K41/04GK203927042SQ201420343440
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】范义明 申请人:进典工业股份有限公司