专利名称：球阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进行流体的流路开闭和流量调整的球阀。
作为本发明的背景，在一般的浮动球阀上，由于当入口侧和出口侧的流体压差较大时，球塞会因流体压力而被强烈地按压在出口侧的阀座环上，所以为了转动球阀就需要大的操作转矩；而作为该操作装置，在使用电动作动器等场合时，由于电动操作转矩的大小有一定的限度，所以有时会出现球塞不会产生转动的情况。又，如上所述，由于球塞被强烈地按压在出口侧阀座环上，所以在该出口侧阀座环上不仅会产生强烈的磨损，而且还会产生破损。因此，在以往，人们也提出了减小球塞的转动操作力矩的球阀。以下对该种球阀的一例进行说明。
图8为显示了例如在特开平3-69867号公报中所公开了的现有球阀的纵断面图，图9为图8的C-C线断面图。在图中，1为阀壳，该阀壳1由阀盒1A和盖体1B所构成。2为设在阀壳1上的流体入口；3为形成于阀壳1上的1次侧流路，该1次侧流路3由从上述流体入口2分支成二股状同直径的分支流路3a、3b所构成，这些分支流路3a、3b以横跨阀盒1A和盖体1B的方式而形成着。4为可以转动地被收容在阀壳1内的球塞；5为形成于该球塞4中的“T”字状的贯通孔，该贯通孔5在球塞4两侧的相对位置上的开口可以与上述分支流路3a、3b相连通。7a、7b为被配置在阀壳1的阀座上的阀座环，8为平时使阀壳1的流体出口与上述贯通孔5相连通着的2次侧流路，9为与球塞4相连结着的阀轴，9a为被连结在该阀轴7上的操作手柄。
下面，对有关动作进行说明。
在图8、图9所示的开阀状态时，通过使球塞4的“T”字状贯通孔5为一种与分支流路3a、3b相连通的状态，可以使从入口2流入并经分支流路3a、3b分流了的流体从球塞4的两侧流入到“T”字状的贯通孔5内，在产生合流后，该合流流体流向2次侧流路8。当从这样的开阀状态使球塞4转动90°时，就成为闭阀状态。在该闭阀状态时，通过从上述分支流路3a、3b的两方对球塞4的两侧作用着均等压力的流体，而使作用在球塞4上的力得到抵消。由此，就不会出现球塞4被按压在阀座环7a、7b的一方上的情况，因此可以防止阀座环7a、7b的激烈的磨损，同时在转动球塞4时也不必需要大的操作转矩。
由于现有的球阀具有以上那样的构成，所以从球塞4的两侧流入到“T”字状贯通孔5中的流体会在贯通孔5内的“T”字状交叉部产生冲突，从而存在由该冲突的阻力和在“T”字状交叉部所产生的紊流等而导致大的压力损失这样的问题。又，由于在阀盒1A和盖体1B上都分别形成有同直径的分支流路3a，3b，所以还存在使阀全体大型重量化这样的问题。
本发明是为了解决上述这样的课题而进行的，其目的是提供一种不需要对球塞的大的转动力矩、且可以抑制在球塞内部的压力损失、同时实现了小型轻量化的球阀。
又，本发明的另一目的是提供一种容易加工、可以降低成本的球阀。
在本发明第一方面所述的球阀具有下列构成形成1次侧流路和2次侧流路的阀壳；被配设在该阀壳内的、且具有可以基本上为直角方向使1次侧流路和2次侧流路相连通的“L”字型贯通孔的球塞；与该球塞相接的、并被配置在上述1次侧流路和其相对侧上的第1和第2阀座环；与上述球塞相连结的、并沿着使上述“L”字型贯通孔的相对于1次侧流路的开口面积产生变化的方向而对上述球塞进行转动操作的阀轴；以及从上述1次侧流路产生分支的、并从1次侧流路的相对侧使1次侧流体的分流压力作用于上述球塞上的分支流路。
在本发明第二方面所述的球阀具有下列构成在本发明第一方面中所述的阀壳在1次侧流路的相对侧上具有球取出口，在该球取出口上连通着分支流路；而且，还具有被可以装卸地安装在上述球取出口上的杯状的盖体，在上述盖体的周壁上形成有将来自上述分支流路的流体导入到盖体内部的贯通流路。
在本发明第三方面所述的球阀具有下列构成形成1次侧流路和2次侧流路的阀壳；被配设在该阀壳内的、且具有可以基本上为直有方向使1次侧流路和2次侧流路相连通的贯通孔的球塞；与该球塞相接的、并被配置在上述1次侧流路和其相对侧上的第1和第2阀座环；与上述球塞相连结的、并沿着使上述贯通孔的相对于1次侧流路的开口面积变化的方向而对上述球塞进行转动操作的阀轴；以及从上述1次侧流路产生分支的、并从1次侧流路的相对侧使1次侧流体的分流压力作用于上述球塞上的分支流路。
在本发明第四方面所述的球阀具有下列构成在本发明第三方面中所述的阀壳在其1次侧流路的反对侧上具有球取出口，在该球取出口上连通着分支流路；而且，还具有被可以装卸地安装在上述球取出口上的杯状的盖体，在上述盖体的周壁上形成有将来自上述分支流路的流体导入到盖体内部的贯通流路。
图1是显示了本发明实施形态1的球阀的纵断面图。
图2是图1的A-A线断面图。
图3是显示了图2的开阀状态的断面图。
图4是显示了本发明实施形态2的球阀的纵断面图。
图5是图4的B-B线断面图。
图6是显示了图4的开阀状态的断面图。
图7是显示了本发明实施形态3的球阀的横断平面图。
图8是显示了现有球阀的纵断面图。
图9是图8的C-C线断面图。
16、17为与球塞13的球面相接的、并被设置在1次侧流路11侧和其相对侧上的第1和第2阀座环；18为设在阀壳10的1次侧流路11的相对侧(即，1次侧流路11的开口部的相对于球塞13的延长方向)上的球取出口，该球取出口18具有一种可以使球塞13和阀座环16、17进行出入操作的口径。这时，1次侧流路11如图2所示那样沿着阀壳10的内部隔离壁10b弯曲着，而作为第1阀座环16的安装部的开口和球取出口18经球塞13相对着。
19为被可以装卸地安装在上述球取出口18上的杯状的盖体，在该盖体19的周壁19a的外周上具有凸缘19b。这时，在上述第1和第2阀座环16、17上，第1阀座环16被可以装卸地嵌装在阀壳10内的1次侧流路11侧上，而第2阀座环17被可以装卸地嵌装在盖体19的周壁19a的前端上。
20为盖体19的内部空间，该内部空间20由球塞13、第2阀座环17和盖体19所包围着。21为从1次侧流路11中分支出来的小直径的分支流路，该分支流路21以下述方式而被设置在壳体10的内部隔离壁10b中即，相对于连接在阀壳10的两端开口的1次侧流路11和2次侧流路12的开口中心(阀壳10的配管接续侧的开口中心)的直线为大致45°的角度。22为设在盖体19的周壁19a中的小直径的贯通流路，该贯通流路22使上述分支流路21和盖体19的内部空间20相连通，并以相对于盖体19的中心线成直角的方向而被设置着。因此，由上述分支流路21和上述贯通流路22就形成了从1次侧流路11向盖体19的内部空间20中导入1次侧流体的旁通流路。又，上述分支流路21和贯通流路22的至少一方沿球取出口18的内周方向而延伸着，由此，在进行盖体19的相对于球取出口18的安装时，可以使上述分支流路21和贯通流路22之间容易相连通。
下面，对有关动作进行简单的说明。
在图1和图2所示的闭阀状态时，1次侧流路11的流体被分流成沿着阀壳10的内部隔离壁10b并向着第1阀座环16方向而流动的流体、和流经分支流路21的旁通流体；该旁通流体经盖体19的贯通流路22后流入到盖体19的内部空间20中。因此，在球塞13上，作用着来自第1阀座环16侧和第2阀座环17侧两方的均等的流体压力。由此，由于作用于球塞13上的力相互得到抵消，所以就不会出现使球塞13按压在第1和第2阀座环16、17的一方上的情况。
当从这样的闭阀状态将球塞13产生90°的转动变位时，就成为由球塞13的“L”字型贯通孔14接续了1次侧流路11和2次侧流路12的开阀状态。在该开阀状态时，1次侧流路11的流体被分支成从盖体19的相对侧经球塞13的“L”字型贯通孔14后流向2次侧流路12的流动，和在盖体19侧上的经阀壳10的分支流路21和盖体19的贯通流路22后向着空间部20的流动。因此，由于在开阀时从1次侧流路11流入到球塞13内的流体会经“L”字型贯通孔14后向着2次侧流路12的方向而顺利地进行流动，且在球塞13的内部(“L”字型贯通孔14中)不会流入来自上述分支流路21的流体，所以就不会发生如在球塞13内部其流体沿相对的方向流动着的现有例中那样的、在球塞13的内部各流体之间存在冲突的情况，从而也就不会发生因流体之间的冲突而引起的压力损失。而且，在球塞13的第1阀座环16的相对侧上，通过作用着从分支流路21并经贯通流路22后流入到盖体19的内部空间20中的流体，使从第1阀座环16侧和第2阀座环17侧的两方都有流体作用于球塞13上，且该流体压力大致为均衡，所以阀座环16、17与球塞13之间的摩擦就会变小，从而可以延长阀座环16、17的寿命，并减小操作转矩。
然后，当要对阀座环16、17或球塞13进行更换时，从阀壳10的球取出口18中取出盖体19，并与该盖体19一起取出一方的阀座环17，且由于上述球取出口18为开口，所以可以从该球取出口18中依次取出球塞13和另一方的阀座环16，从而更换上新的部件。
依据如上所述的实施例1，由于为一种在球塞13的内部不会流入来自分支流路21的流体的构成，所以就不会发生来自1次侧流路11的流体和来自分支流路21的旁通流体之间在球塞13内部发生冲突的情况，并在开阀时只有来自1次侧流路11的流体经球塞13的“L”字型贯通孔14后向着2次侧流路12的方向顺利地流动着，所以具有一种不会因在球塞13内部的流体之间的冲突而产生压力损失这样的效果。进一步，根据帕斯卡原理，由于由来自于分支流路21的分流流体而作用于球塞13上的流体压力与流路21、22的直径大小无关，所以就没有必要将这些流路21、22直径变大，而是可以使两流路21、22形成为小直径，从而具有一种可以实现阀全体的小型轻量化这样的效果。又，由于贯通流路22可以相对于盖体19的周壁19a形成为短的直线状，所以对盖体19的成形加工也容易进行，从而具有一种可以降低成本这样的效果。
如上所述，依据本发明的第一方面由于不会发生来自1次侧流路的流体与来自分支流路的旁通流体之间的在球塞内部的冲突现象，且在开阀时只有来自1次侧流路的流体经球塞的“L”字型贯通孔后顺利地向2次侧流路的方向流动着，所以就具有一种不会因在球塞内部的流体之间的冲突而产生压力损失这样的效果。进一步，依据帕斯卡原理，由于由来自上述分支流路的分支流体而作用在球塞上的流体压力与流路的直径无关，所以可以减小流路直径，从而具有一种可以实现阀全体的小型轻量化这样的效果。
依据本发明的第二方面，由于可以使上述贯通流路相对于盖体的周壁而形成为短的直线状，所以使盖体的成形加工变得容易进行，从而具有一种可以降低成本这样的效果。
依据本发明的第三方面，由于在阀壳内部来自分支流路的流体的流入量很少，所以即使在球塞内部发生了流体之间的冲突，其冲突也很轻微，由此，具有一种在可以将由流体之间的冲突而引起的压力损失抑制在很小的程度的同时，与上述本发明第一方面同样地，还可以实现阀全体的小型轻量化这样的效果。
依据本发明的第四方面，由于使上述贯通流路相对于盖体的周壁而形成为短的直线状，所以使盖体的成形加工变得容易进行，从而具有一种可以降低成本这样的效果。
权利要求
1．一种球阀，包括形成1次侧流路和2次侧流路的阀壳；被配设在该阀壳内、且具有可以基本为直角方向使1次侧流路和2次侧流路相连通的“L”字型贯通孔的球塞；与该球塞相接、并被配置在上述1次侧流路和其相对侧上的第1和第2阀座环；与上述阀座环相连结、并沿着使上述“L”字型贯通孔相对于1次侧流路的开口面积变化的方向而对上述球塞进行转动操作的阀轴；以及从上述1次侧流路产生分支、并从1次侧流路的相对侧对上述球塞作用着1次侧流体的分流压力的分支流路。
2．如权利要求1所述的球阀，其特征为阀壳在1次侧流路的相对侧上具有球取出口，在该球取出口上连通有分支流路；而且，还具有被可以装卸地安装在上述球取出口上的杯状的盖体，在上述盖体的周壁上形成有将来自上述分支流路的流体导入到盖体内部的贯通流路。
3．一种球阀，包括形成1次侧流路和2次侧流路的阀壳；被配设在该阀壳内、且具有可以基本为直角的方向使1次侧流路和2次侧流路相连通的贯通孔的球塞，与该球塞相接、并被配置在上述1次侧流路和其相对侧上的第1和第2阀座环；与上述阀座环相连结、并沿着使上述贯通孔的相对于1次侧流路的开口面积变化的方向而对上述球塞进行转动操作的阀轴；以及从上述1次侧流路产生分支、并从1次侧流路的相对侧对上述球塞作用着1次侧流体的分流压力的分支流路。
4．如权利要求3所述的球阀，其特征为阀壳在1次侧流路的相对侧具有球取出口，在该球取出口上连通着分支流路；并且，还具有被可以装卸地安装在上述球取出口上的杯状的盖体，在上述盖体的周壁上形成有将来自上述分支流路的流体导入到盖体内部的贯通流路。
全文摘要
一种球阀:在转动球塞时不需要大的转动力短;并且在球塞内部不会产生流体的冲突,可以抑制压力损失;同时,还可以实现小型轻量化。其中:在位于阀壳10内的球塞13中,设置可以以大致的直角方向使1次侧流路11和2次侧流路12相连通的“L”字型贯通孔14;同时设置有从1次侧流路11分支出来的较1次侧流路11的直径小的分支流路21,该分支流路21的作用是可以从1次侧流路11的相对侧使流体的分流压力作用在球塞13上。
文档编号F16K5/06GK1282846SQ9911191
公开日2001年2月7日 申请日期1999年7月30日 优先权日1999年7月30日
发明者野间口谦雄 申请人:株式会社山武