一种针阀的制作方法

1.本实用新型涉及的是阀门技术领域，具体涉及一种针阀。


背景技术：

2.针阀，又叫截止阀，是工程装置的流体管路中常用的阀门，主要用于对流体管路的截断操作。该截断是一个缓慢的过程，通常针阀从截断到完全打开，或者从完全打开到截断需要旋转两圈到五圈，还有些针阀甚至到九圈。图1为市面上常见的针阀于截断流路状态下的结构示意图，其打开过程如下：逆时针旋转手柄6，带动阀杆2向上移动，分离头7头部离开阀体1，打开针阀，流体通过针阀的入口区域8，流向下游出口区域9，针阀实现打开操作功能，针阀密封区域10是分离头7头部接触阀体1形成。
3.针阀截断流路时针阀密封区域10的局部放大图参照图2，此为针阀的理想密封状态，此状态下阀体中心线101和分离头中心线701重合，并且与阀体1和分离头7的接触面垂直，该关闭状态密封力是最小的。因为分离头7和阀体1的接触面几何结构上时完全接触，在密封状态时接触应力是均匀的。结合图1易发现，阀体1、阀杆2、密封圈4、分离头7组装一起时，几个零件形位公差的存在，导致阀体中心线101和分离头中心线701不见得是重合的，并且与阀体1和分离头7的接触面也不见得垂直，所以密封时分离头7压在阀体1的接触面上接触应力不均匀。这客观上要求手柄6施加更大的扭矩，来保证分离头7压在阀体1的接触面最弱部位的接触应力也应满足针阀密封压力的要求。这经常导致更差的操作舒适度，以及因为局部接触应力过大，导致阀体1与分离头7擦伤加剧和过度磨损，最终降低针阀使用寿命。
4.图3、图4分别为阀体中心线101和分离头中心线701不重合的两种状态示意图，第一区域12、第二区域13分别为两种不重合状态下针阀关闭时先接触部分。当针阀由开启状态启动进行关闭操作时，分离头7和阀体1首先局部接触，此时无法密封。随后，必须通过手柄6施加更大的操作扭矩，阀体1和分离头7之间首先接触部分第一区域12或第二区域13，随即产生更大的接触应力，直到全接触状态的最后接触部分也产生足以密封工作压力的接触应力时，才达到密封状态。显然，阀体1和分离头7之间因为初始接触不均匀，达到密封状态会需要更大的操作扭矩。
5.相对来说，球阀是另一种用于对流体管路截断操作的阀门，从截断到完全打开只需要旋转1/4圈，因此属于快速截断阀门，图5为现有球形分离头与阀体的密封形式结构图，该结构虽然解决了以上问题，但是因为球形分离头没有锥形分离头的粗调作用，从而影响了使用推广。综上，设计一种新型的针阀尤为必要。


技术实现要素：

6.针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种针阀，结构简单，设计合理，操作舒适，具有一定的粗略调节流量能力，同时密封可靠，使用寿命更长，易于推广使用。
7.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种针阀，包括阀
体、阀杆、下垫圈、密封圈、压紧螺母、手柄和分离头，阀杆的一端与手柄连接，阀杆插接在阀体中，阀杆的另一端安装有分离头，阀杆通过分离头与阀体密封配合；所述的阀杆与阀体口部设置有下垫圈、密封圈，连接处安装有压紧螺母；所述的分离头的分体头部由圆锥形调节段和球形密封段构成，分离头头部接触阀体形成针阀密封区域；分离头通过圆锥形调节段及球形密封段与阀体中的入口区域及出口区域相配合，圆锥形调节段参与针阀工作状态时流过针阀流量的粗略调节，球形密封段参与针阀关闭时密封关闭功能。
8.作为优选，所述的阀杆上设置有与分离头相配合的圆柱孔，分离头上设置有与阀杆相配合的圆柱轴，圆柱孔与圆柱轴间隙配合，该圆柱孔与圆柱轴的配合间隙为0.2-0.4mm，中限为0.3mm。
9.本实用新型的有益效果：本装置利用球形部分密封、锥形端调节流量，具有一定的粗略调节流量能力，同时密封可靠，使用寿命更长，应用前景广阔。
附图说明
10.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；
11.图1为背景技术中针阀于截断流路状态下的结构示意图；
12.图2为图1中针阀密封区域的局部放大示意图；
13.图3为背景技术中阀体中心线和分离头中心线不重合且平行的结构示意图；
14.图4为背景技术中阀体中心线和分离头中心线不重合且相交的结构示意图；
15.图5为背景技术中球形分离头与阀体的密封形式结构示意图；
16.图6为本实用新型的结构示意图；
17.图7为图6中针阀密封区域的放大示意图；
18.图8为本实用新型分离头与阀杆的配合示意图；
19.图9为本实用新型的针阀局部放大示意图。
具体实施方式
20.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
21.参照图5-9，本具体实施方式采用以下技术方案：一种针阀，包括阀体1、阀杆2、下垫圈3、密封圈4、压紧螺母5、手柄6和分离头7，阀杆2的一端与手柄6连接，阀杆2插接在阀体1中，阀杆2的另一端安装有分离头7，阀杆2通过分离头7与阀体1密封配合；所述的阀杆2与阀体1口部设置有下垫圈3、密封圈4，连接处安装有压紧螺母5；所述的分离头7的分体头部由圆锥形调节段702和球形密封段703构成，分离头7头部接触阀体1形成针阀密封区域10；分离头7通过圆锥形调节段702及球形密封段703与阀体1中的入口区域8及出口区域9相配合，圆锥形调节段702参与针阀工作状态时流过针阀流量的粗略调节，球形密封段703参与针阀关闭时密封关闭功能。
22.值得注意的是，所述的阀杆2上设置有与分离头7相配合的圆柱孔201，分离头7上设置有与阀杆2相配合的圆柱轴704，圆柱孔201与圆柱轴704间隙配合，该圆柱孔201与圆柱轴704的配合间隙为0.2-0.4mm，中限为0.3mm。
23.本具体实施方式针阀打开过程为：逆时针旋转手柄6，带动阀杆2向上移动，分离头
7头部离开阀体1，打开针阀，流体通过针阀的入口区域8，流向下游的出口区域9，针阀实现打开操作功能。
24.在针阀关闭时，如果阀体1的中心轴线，即阀体中心线101与分离头7的分离头中心线701不重合，分体头自动调整圆柱孔201与圆柱轴704之间的间隙，确保阀体中心线101与分离头中心线701重合，球形密封段703正好落在阀体密封区域h1，此时密封手感最舒适，操作扭矩最小，球形密封段703与阀体密封区域h1磨损最小。
25.针阀关闭时，如果阀体中心线101与分离头中心线701不重合并且相交，分体头自动调整圆柱孔201与圆柱轴704之间的间隙，并且分离头7会绕分离头球形密封段703的球心s76旋转，确保分离头球形密封段703正好落在阀体密封区域h1。
26.图9中l0为针阀理想尺寸装配状态分离头球形密封段零旋转基准线，l1为分离头球形密封段逆时针极限线，l2为分离头球形密封段顺时针极限线。在针阀关闭时，允许分离头7绕分离头球形密封段的球心s76旋转到逆时针极限l1或顺时针极限l2，以纠正阀体中心线101与分离头中心线701不重合并且相交一定角度造成的旋转误差，从而确保分离头球形密封段703正好落在阀体密封区域h1。按设计状态，逆时针顺时针旋转角度都在10
°
左右，此时密封手感最舒适，操作扭矩最小，球形密封段703与阀体密封区域h1磨损最小。
27.本具体实施方式结合锥形分离头和球形分离头结构的优点，采用带锥形调节段的球形分离头，实现利用球形部分密封，锥形端调节流量的针阀，具有一定的粗略调节流量能力，同时密封可靠，使用寿命更长，具有广阔的市场应用前景。
28.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。