专利名称：阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调节流体的流量和切断流道的阀门，更具体地说，涉及一种阀门的开闭结构。
例如在日本专利特开平7-3013443号公报中公开了一种用于对沿着流道一个方向流动的流体进行流量调节和切断流道的阀门。该阀门具有设置在流道中的阀座，以及通过与上述阀座相接触和分离来调节流体的流量或者切断流道的阀体。阀体的背部通过一个连接件与在上下方向上配置的操作棒的一端相连接，阀体以枢轴支承方式予以安装，能够围绕设置在阀门主体上的支点转动。这样，通过操作棒的上下移动，使阀体以上述支点为中心进行转动，就能够实现阀体与阀座之间的接触和分离。
然而，对于上述阀门来说，在通过操作棒的上下移动来实现阀体与阀座的接触和分离、对阀门的开闭进行控制的过程中，难于确认阀体的开闭位置，而且不容易使操作棒定位，因此容易出现阀的误操作或误确认的现象。
另外，在如同已知球阀或旋阀那样进行开闭操作之后，在阀门的空隙(空间)部位中容易残留流体(液体、气体制品)，因而在使用中会出现许多问题。
此外，采用上述连接方式来操作阀体的操作机构还存在部件数目多、难于保证产品质量稳定性的问题。
本发明的目的是提供一种用于对沿着流道的一个方向流动的流体进行流量调节和切断流道的两用阀门，该阀门不会出现误操作或误确认，在开闭过程中不会残留流体，且开闭机构简单，部件数目少，可以实现产品质量的稳定化。
为了实现本发明的上述目的，本发明是用于对沿着流道一个方向流动的流体进行流量调节和切断流道的阀门，该阀门具有设置在阀门主体内的阀座和阀体，上述阀体通过与上述阀座接触和分离来对流体进行流量调节，或通过与阀座紧密接触来切断流道；在上述阀门中设有阀体操作机构，该阀体操作机构通过卷绕其一端固定于阀体侧面的具有柔软性的细长部件，使所述阀体与阀座的接触和分离。由于设有通过对细长部件的卷绕使阀体和阀座相接触和分离的阀体操作机构，从而使开闭机构的结构简单，部件数目少，可实现产品质量的稳定化。
此外，在上述阀门中，所述阀体操作机构具有可转动的操作轴，通过该操作轴的转动，卷绕所述细长部件。由于通过操作轴的转动来卷绕细长部件，使阀体克服流体的动压力的作用脱离阀座，从而能够对流体的流量进行调节。另一方面，通过操作轴的反向转动来释放细长部件，使阀体在朝着流道一个方向流动的流体动压力的作用下与阀座相接近或紧密接触，从而实现对流体的流量调节或对流道的切断。因此，在具有上述阀门的作用的同时，使阀门的开闭更为容易，并能够避免出现误操作或误确认，在开闭过程中不会残留流体。此外，由于将细长部件卷绕在操作轴上，从而使阀门设置受空间的制约较少。
此外，在具有上述操作轴的阀门中，所述阀体操作机构具有第一和第二细长部件，将所述第一和第二细长部件的一端分别固定在操作轴外圆周表面上的第一和第二预定部位上，当第一和第二细长部件中的一个被卷绕在操作轴上时，另一个则由操作轴予以释放。
通过操作轴的转动，使第一和第二细长部件中的一个被卷绕在操作轴上，而另一个则由操作轴予以释放，因此阀体能够在流体动压力的作用下与阀座相脱离，对流体的流量进行调节。另一方面，通过操作轴的反方向转动使第一和第二细长部件中的一个由操作轴予以释放，而另一个则被卷绕在操作轴上。这样，在具有上述具有操作轴的阀门的作用的同时，能够可靠地实现对阀体的卷绕和释放，确保与阀座的接近或紧密接触，并且能够实现所谓的增强关闭，以便对流量进行调节和切断。
再者，在上述任何一种阀门中，所述阀体操作机构通过将操作轴90度转动，就能够使阀体与阀座相接触和分离。由于通过操作轴的90度转动就能够实现阀门的开闭操作，因此，在具有上述任何一种阀门的作用的同时，通过视觉方式就能够确认阀门的开闭状态，从而避免了出现误操作或误确认。此外，由于操作轴的转动角度较小，因此阀门的开闭更为容易。
而且，在上述任何一种阀门中，所述阀体具有球形形状。将球形阀体具有上述任何一种阀门的作用的同时，在通过操作轴的反转动来释放细长部件时，由于阀体是球形的，因此阀体和阀座容易保持对中性能，从而能够可靠地实现紧密接触。此外，由于阀体具有球形形状，因此能够减小对流体的阻力。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1是本发明第一种实施例的阀门的剖视图；图2是沿着图1中I-I线的剖视图，并显示了手柄；图3是与图1相同，是本发明第二种实施例的阀门的剖视图。
图1是本发明阀门的第一种实施例的剖视图。本发明第一种实施例的阀门1，由于具有对由流道40的上游侧42朝其下游侧43的单向流动进行流量调节、和切断流道40这两种作用，所以设置有阀座9、阀体11、阀体操作机构18，阀座9设置在阀门主体2中；阀体11呈球形，与阀座9接触或分离，来调节流体的流量，或与阀体紧密接触，来切断流道40；阀体操作机构18，通过卷绕具有柔性的、其一端固定在阀体11上的细长部件、例如钢丝绳19，使阀体11与阀座9接触或分离。
阀体操作机构18包括可转动的操作轴23，其一端上形成有操作方榫24，另一端形成盘状部；手柄38，通过操作方榫24以能够取下来的方式安装在操作轴23的一端；钢丝绳19，其一端固定在操作轴23的盘状部上形成的槽4的预定部位27上，另一端固定在阀体11上；盖体12，它以螺纹方式安装在与阀门主体2的与流道40成直角关系的开口部位上，其中心部位上形成了一个孔12g；压紧法兰盘36，它固定在上述盖体12上，操作轴23的中间轴部轴支承在其中心部。
用多个螺丝36a将压紧法兰盘36固定在盖体12上，通过弹簧垫圈32来防止操作轴23朝下移动，并分别采用O型圈33a和33b来实现操作轴23与压紧法兰盘36之间的密封以及压紧法兰盘36与盖体12之间的密封。此外，在压紧法兰盘36的上表面上沿其圆周方向设置了多个固定孔12a-12e，用于固定使操作轴23转动的手柄38的转动位置。
用螺钉12f来防止盖体12与阀门主体2相松动。用小螺钉34将钢丝绳19固定在预定位置27上，该钢丝绳19穿过固定在盖体12上的钢丝绳固定部3上的孔，并穿过固定在盖体12上的钩件35头部的孔，然后被固定在阀体的预定部位11a上。
在阀门主体2的T字型结构中，在处于流道方向的两个开口部上嵌入了套筒8、8，其中一个套筒8的阀门内侧端形成了阀座9。在与上述流道方向相垂直的开口部位上设置了外螺纹，用于和设置在盖体12内侧的内螺纹相螺纹结合。阀门主体2是通过对市面上出售的三通接头进行加工而获得的。阀门主体2的材料可以是金属、树脂、非金属(陶瓷、木材、橡胶等等)中的任意一种。
阀体11以及套筒8的至少阀座9部分的材质和加工精度应满足所需的要求。阀体11由诸如橡胶、树脂、金属等材料制成，或者在其基体上覆盖橡胶或树脂等而制成。阀体11和阀座9采用相互不同的材料制成。换句话说，如果阀体11采用金属等硬质材料制成，则与之紧密接触的阀座9就采用具有弹性的柔质材料制成；反之，如果阀体11采用具有弹性的柔质材料制成，则阀座9就采用硬质材料制成。
具有上述结构的本发明第一种实施例的阀门1是按照下述方式来工作的。由于设置了通过操作轴23的转动来卷绕钢丝绳19、从而使阀体11与阀座9相接触或分离的阀体操作机构18，因此，阀体11可逆流体动压力的作用而脱离阀座9，从而实现对流体的流量调节。此外，通过使操作轴23反向转动来释放钢丝绳19，阀体11就会在沿方向41流动的流体的动压力作用下接近阀座9或者与阀座9紧密接触，从而实现对流体的流量调节或者对流道的切断。这样，就能够避免对阀门的误操作或误确认，没有随阀门开闭操作的残留流体，并且能够简化开闭机构，减少部件数目，获得可靠的性能。并由于将钢丝绳19卷绕在操作轴上，而使阀门的设置受空间制约较小。
图2是沿图1中I-I线的剖视图，其中示出了手柄38。本发明第一种实施例的阀门1通过使操作轴23作90度的转动，就能够实现阀门的开闭操作。在图2中，双点划线所示的手柄位置44表示将钢丝绳19卷绕在操作轴23的槽4中，从而表示将图中未示的阀体11拉起的状态(图1中的实线所示的位置)。此时，由于阀体11与流道40相脱离，因此阀门处于全开的状态，阀体11几乎不会产生阻力。手柄位置45表示将钢丝绳19释放出来，从而将阀体11放下的状态(图1中双点划线所示的位置)。此时，阀体11将流道40完全切断。在图2和图1中，相同的部件采用相同的附图标记来予以表示。
如图1所示，将阀体11向上拉起的尺寸H至少要大于阀体11的直径Aφ。因此，操作轴上的槽4的内直径Bφ可以按照下述公式来计算，即Bπ/4＝A其中，如果A＝40mm，则通过Bπ/4＝40，就能够算出B＝40×4/π＝51，因此操作轴的槽4的内直径Bφ至少应大于51mm，这样，操作轴23转动90度时，就能够将阀体11完全从流道40拉出。采用上述公式，利用操作轴的圆周行程，由操作轴上的槽4的内侧直径B就能够自由地控制上拉的尺寸H。
再之，如图2所示，在手柄位置44和手柄位置45以及它们之间设置固定孔12a-12e，通过在所需的开闭位置上将固定销子39插入到贯穿手柄39的固定孔中，将手柄38固定，由阀体的与上述被固定位置相对应的位置就能够实现对流体的流量调节或流道的切断，通过手柄的90度转动，阀体11上下移动的位置便一目了然，采用视党方式就能够确认阀门的开闭状态，不会出现对阀门的误操作或者对阀门的误确认。此外，由于操作轴的转动角减小到90度，因此易于实现阀门的开闭。
由于阀体11是球形的，因此当通过操作轴23的反向转动来释放钢丝绳19时，因为阀体11是球面形状，使得阀体11容易和阀座9紧密接触。此外，由于阀体11是球形的，因此能够减小对流体的阻力。
此外，采用本实施例的阀门1，在进行开闭操作之后，在空隙(空间)中残留的流体(液体、气体等制品)很少。
在上述第一种实施例的阀门1中，阀体11的形状为球形，但是其形状并不限于此，也可以采用平板或锥形形状，只要阀体的结构使之能够被压着在阀座上即可。此外，在上述实施例中所述细长材料采用钢丝绳，但是也可以采用链条、软绳等，其材料可以是金属、非金属、合成树脂等柔性材料，只要其伸缩性较小、具有耐磨性、拉伸强度较大即可。
图3是与图1相似的本发明第二种实施例的阀门1的剖视图。第二种实施例的阀门1与第一种实施例的阀门相同，设有阀体操作装置18，设阀体操作装置具有第1和第2钢丝绳20、21(细长部件)，它们具有柔性、且一端固定在阀体11的侧部；操作轴23，上述第一钢丝绳20和第二钢丝绳21的另一端分别固定在操作轴23外圆周的第一和第二规定部位28、29上；当所述操作轴23转动时，第一和第二钢丝绳20、21中的一个，例如钢丝绳20被操作轴23卷绕起来，而另一个钢丝绳21则由操作轴23予以释放，从而使得阀体11和阀座9相接触或分离。
在靠近操作轴23的一端的部位上形成了第一小直径部分25和第二小直径部分26，在第一小直径部位25上的第一预定部位28以及第二小直径部位26上的第二预定部位29分别通过小螺钉34与第一钢丝绳20和第二钢丝绳21的端部固定连接。当操作轴23朝着诸如顺时针方向转动时，就会将第一钢丝绳20卷绕起来，同时释放第二钢丝绳21，使之以彼此同步的方式进行方向相反的卷绕。
阀门主体2上形成有让所述第一和第二钢丝绳20、21穿过的孔7，它具有一部分共通部分。孔7上侧的使第一钢丝绳20和第二钢丝绳21穿出的出口大致垂直于操作轴23的第一小直径部位25和第二小直径部位26。
第二种实施例的阀门1在第一钢丝绳20的一端与阀体11之间设置有活塞13，活塞13的一端(下侧)通过销子17以枢轴方式与阀体11相连接，使阀体11可以在纸面内摆动。活塞13的另一端(上端)形成了用于固定第一钢丝绳20的孔15，并形成了凸起14，在该凸起14上形成了用于固定第二钢丝绳21的固定孔16。
凸起14能够沿着设置在阀门主体2中的引导槽5作上下移动，并使活塞13不会产生转动。
采用上述阀体操作机构18，在操作轴23转动时，能够将其中一个钢丝绳(例如第一钢丝绳20)卷绕在操作轴23上，同时释放另一个钢丝绳(例如第二钢丝绳21)，确保阀体11脱离阀座9，实现对流体的流量调节。当操作轴23朝相反的方向转动时，第一钢丝绳20被操作轴23释放，而第二钢丝绳21则被卷绕在操作轴23的外圆周上，从而使阀体11接近阀座9或者与阀座9紧密接触，实现对流体的流量调节或者切断。
此外，在第二种实施例的阀门1中，当活塞13下降时，阀体11也随之下降，在流过流道40的流体的动压力作用下朝着下游侧43(次级侧)摆动。当活塞进一步下降时，随之下降的阀体11将承受更大的动压力。更为接近下游侧43的阀体11在摆动的过程中将与阀座9的上点9a和下点9b相接触。销子17a朝下方的力F以及阀座的下点9b的反向力F形成了一对力偶，促使阀体11与阀座9紧密接触。此外，点O1、O2、O3表示阀体11的中心位置，点O1表示阀体11上升，阀门处于全开状态；点O3表示阀体11与阀座9紧密接触，阀门处于全闭状态；点O2表示阀门处于点O1和O3之间的状态(流量调节状态)。
当阀体在O3的状态下与阀座紧密接触之后，通过对细长部件的卷绕，能够将活塞压下，因此能够增加阀座和阀体的紧密接触力，从而实现所谓的增强关闭。
如上所述，在第二种实施例的阀门1中，即使在承受流体动压力的情况下，也能够确保阀体11与阀座9的接触和分离，从而能够可靠地进行对流体的流量调节或者对流道的切断，而且能够实现所谓的增强关闭，不会出现阀门的误操作或误确认，在阀门的开闭过程中不会残留流体，并且开闭结构简单，部件数量少，能够实现产品质量的稳定化。
在第二种实施例的阀门1中，用于提升和放下阀体11的第一钢丝绳20和第二钢丝绳21被设置在阀门的一侧，但是也可以将它们在左右两侧各设置一组，还可以设置3组以上的钢丝绳。在设置多个钢丝绳的情况下，重心不会出现偏移，从而使活塞13的上下移动更为平滑，对阀体的推压力更为确实。此外，与图1、2所示的第一种实施例相同，通过操作轴23的90度转动，就能够使阀体11和阀座9相接触和分离，从而避免了阀门的误操作或误确认。
图3中其他部分的结构和作用与图1、2所示阀门相同，因此采用相同的附图标记来表示，并省略了对它们的说明。
本发明的阀门能够避免阀门的误操作或误确认，在开闭的过程中不会出现残留的流体，其开闭结构简单、部件数目少、能够实现产品质量的稳定化。
权利要求
1.一种阀门，用于对沿着流道的一个方向流动的流体进行流量调节和上述流道的切断，具有设置在阀门主体内部的阀座以及阀体，当阀体与阀座相接触和分离时对流体进行流量调节，当阀体与阀座紧密接触时则切断流道，其特征在于设有阀体操作机构，通过对具有柔软性的细长部件的卷绕，使所述阀体与阀座相接触和分离。
2.如权利要求1所述的阀门，其特征在于所述阀体操作机构具有可转动的操作轴，通过该操作轴的转动来实现对所述细长部件的卷绕。
3.如权利要求2所述的阀门，其特征在于所述阀体操作机构具有第一和第二细长部件，该第一和第二细长部件的一端分别固定在所述操作轴外圆周表面上的第一和第二预定部位上，当将所述第一和第二细长部件中的一个被卷绕在所述操作轴上时，其中另一个细长部件则由所述操作轴上释放出来。
4.如权利要求1～3中任何一项所述的阀门，其特征在于通过使所述操作轴转动90度，就能够使所述阀体与阀座相接触和分离。
5.如权利要求1～4中任何一项所述的阀门，其特征在于所述阀体具有球形形状。
全文摘要
一种阀门,用于对沿着流道40的一个方向41流动的流体进行流量调节和流道的切断,具有设置在阀门主体2内部的阀座9以及球形阀体11,当阀体11与阀座9相接触和分离时对流体进行流量调节,当阀体11与阀座9紧密接触时则切断流道,其中设有阀体操作机构18,它具有可转动的操作轴23,通过操作轴23的90度转动来卷绕固定在阀体11侧面的钢丝绳19,从而使阀体11与阀座9相接触和分离。
文档编号F16K31/44GK1186920SQ9710994
公开日1998年7月8日 申请日期1997年2月14日 优先权日1996年12月27日
发明者川原大人, 川原大作 申请人:大明商事株式会社