专利名称：阀芯组件及低扭矩阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀芯组件及采用该阀芯组件的阀门，具体来说涉及一种用于复合型中型散装容器(IBC)上内置或外置式低扭矩阀门。
背景技术：
为了优化球阀的通径、压力、扭矩、寿命等技术参数，近年来，出现了各种各样的阀门复合启闭机构。申请号为200720082066的中国专利公开一种低扭矩球阀，其提供了一种低扭矩球阀，包括阀体、阀球、阀座、支承座、阀杆、驱动装置、以及阀球支承连接。该球阀的缺点是驱动装置结构复杂，极其占用阀体外部空间；驱动装置涉及零部件较多，装配过程复杂；启闭转动角度为180度；由阀杆以及驱动装置所形成的工作空间对密封工艺要求非常高，传统的密封方式和工艺容易造成泄漏；另外，其加工成本高，不适合节约环保目的。国内外最近研制出一种导向槽式升降杆球阀，阀杆上有S形导向槽，与导销配合，使阀杆上升时带动球体脱离阀座后，再逆时针旋转90°，完全开启阀门。当阀杆下降时，带动球体顺时针回转90°，然后压向阀座，实现关闭阀门。该阀门的缺点是阀杆上具有长S形导向槽，旋转启闭时，需要阀杆在导向槽内螺旋式上升或下降，所以导向槽占用空间大，旋转角度大等缺点。中国专利申请号为99124192. 4公布了一种盘形双轨道式旋转加撑拢的阀门启闭结构，其由固定盘、旋转盘和限位销组合而成，当外力驱动阀杆连同旋转盘带动限位销，限位销沿固定盘上的“圆弧”轨道的轨迹作顺时针旋转，当旋转到“圆弧”轨道相连的“直线”轨道时，旋转盘继续顺时针旋转，限位销在旋转盘上“撑拢”轨道的强制作用下，按固定盘上的“直线”轨道轨迹向固定盘周边撑开，这时限位销连同阀门密封结构件向阀座，阀门关闭。当阀杆连同旋转盘逆时针旋转，在旋转盘上“撑拢”轨道的强制作用下，限位销连同阀门的密封结构件先按固定盘上的“直线”轨道的轨迹向固定盘中心收拢，再按固定盘上“圆弧”轨道的轨迹逆时针旋转，阀门开启，该项专利的技术缺点是使用“圆弧连直线”的轨道，其要求精度高，加工工艺复杂，阀芯为组合的球体，难以获得均衡的预紧力，从而造成阀芯损坏，缩短了阀门寿命。中国专利200620105067介绍了一种轨道式旋塞阀，包括阀体、阀盖、操作件、阀
杆、阀座，与阀座构成圆锥面密封副的阀塞，以及轨道式机构，轨道式机构由安装在阀塞颈部具有两个导向槽的轨道圈和具有两个导向销销入所述导向槽的双销板组成，还包括调整轨道圈安装位置的锁紧螺母和调节圈，本专利的缺点是传动装置结构复杂，极其占用阀体外部空间；传动装置涉及零部件较多，装配过程复杂。另外，由于有圆锥面密封副的阀塞，以及调整轨道圈安装位置的锁紧螺母和调节圈，其需要多次调节，所以操作复杂。
发明内容
本发明的目的是一种阀芯组件及采用该阀芯组件的阀门，其不但启闭扭矩小，且结构简单、制造工艺佳、操作简单和密封性能好。为实现上述目的，本发明提供了一种阀芯组件，所述阀芯组件设置于一阀体内并可绕一轴线转动，其特征在于所述阀芯组件包括阀芯、分别置于阀芯顶端和底端的用于驱动阀芯的两个驱动件，以及用于将阀门阀杆的转动传递给置于阀芯底端的驱动件的传动件；所述阀芯的顶端和底端分别设有凹部，所述凹部的内壁形成有径向内凸轮廓，所述两个驱动件中的任何一个都设置有径向外凸轮廓和弹性凸筋；以及所述两个驱动件分别至少部分内置于阀芯顶端和底端的凹部中，所述弹性凸筋和所述凹部内壁有可离合的连接关系，阀门关闭时，所述两个驱动件的转动能够首先带动所述阀芯绕所述轴线转动并然后转换成带动所述阀芯的上下两端同步做压抵阀门阀座的径向移动，而阀门开启时，所述两个驱动件的转动在所述驱动件的弹性凸筋的弹性作用下，先带动阀芯同步做与阀门阀座分离的径向移动，然后带动阀芯绕所述轴线转动。优选地，所述径向内凸轮廓依次设有限位凸起、起始部、中间部和终止部。其中，所述限位凸起用于对所述径向外凸轮廓进行限位，使得所述径向外凸轮廓在转动过程中不脱离所述径向内凸轮廓；所述起始部为一段斜面，当所述径向外凸轮廓沿所述起始部移动时，阀芯做挤压阀座的径向移动；所述中间部为一段平坦的平面，用于使得径向外凸轮廓停留在中间部上；以及所述终止部为径向内凸轮廓末端的一个凸起，用于止挡所述径向外凸轮廓，防止所述径向外凸轮廓转动时超出径向内凸轮廓。优选地，所述凹部内壁还设有限位凹坑，所述弹性凸筋能够卡入所述限位凹坑或者脱离所述限位凹坑，当所述凸筋卡入所述限位凹坑时，所述驱动件的转动可带动所述阀芯绕所述轴线转动，而当所述凸筋脱离所述限位凹坑时，在所述外凸轮廓和所述内凸轮廓的配合作用下，所述阀芯做压抵或脱离阀门的阀座的径向移动。优选地，位于所述阀芯顶端的驱动件具有板状本体，在所述板状本体的中心设有用于与阀杆连接的连接孔，所述板状本体的外周轮廓设有所述径向外凸轮廓和两个所述弹性凸筋。优选地，位于所述阀芯底端的驱动件具有板状本体，板状本体外周轮廓设有所述径向外凸轮廓和两个所述弹性凸筋，从所述板状本体下表面中心一体延伸出一圆柱体，而从所述板状本体上表面中心一体延伸出定位柱，所述定位柱与所述传动件连接以将阀杆的转动传递给驱动件。优选地，所述阀芯顶端和底端的所述凹部的底壁上设有长形定位孔，且阀芯的底端设有凸台，所述凸台外周上设有与位于阀门阀体中的限位阻挡块相配合的限位阻挡凸起，用于防止阀芯转动超过预定角度。优选地，所述传动件具有U形本体，在U形本体的两臂上分别设有定位孔，所述定位孔的横截面形状分别与阀杆上的定位柱的横截面形状和驱动件上的定位柱的横截面形状相匹配。优选地，位于所述阀芯顶端的驱动件的板状本体的中心设置的连接孔为花键孔，用于与阀门的阀杆上的花键配合，使得转动阀杆时能够带动所述阀芯顶端的驱动件转动。本发明还提供了一种低扭矩阀门，包括阀体、定位杆、阀座、以及阀芯组件，所述阀体包括具有同一水平轴线的入口和出口，在所述入口和出口之间形成一个内部空间以容纳所述阀芯组件，在入口内侧形成有所述阀座；在阀体上端壁和下端壁上沿与所述水平轴线相垂直的一垂向轴线方向所形成的阀杆孔和下端通孔；所述阀杆穿过所述阀杆孔并与所述阀芯组件接合，所述定位杆密封容置在所述下端通孔中，所述阀芯组件可绕所述垂向轴线转动，使所述阀芯与所述阀座可分离地密封配合，其特征在于所述阀芯组件为上述的阀芯组件；当所述阀杆带动驱动件旋转时，所述径向外凸轮廓和径向内凸轮廓相配合，使得所述阀芯分别在打开状态、预关闭状态和完全关闭状态间转换。 一优选实施例中，所述低扭矩阀门是球阀。本发明的阀芯组件及阀门中，由于阀芯在关闭或开启的状态转动时，阀芯不与阀座或阀体接触，处于空悬状态，减少它们接触的摩擦力，减少转动的扭矩(只有当阀体关闭的瞬间才会径向挤压球形阀芯)，这就使得阀杆在旋转的过程中扭矩非常的小，从而达到低扭矩开启和关闭阀门的效果。此外，阀门的密封性很好。
图1是示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的分解立体图；图2是示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的剖视图；图3是示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的阀体的立体图；图4是示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的阀杆的立体图；图5a_5b示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的位于阀芯顶端的驱动件的一个实施例的结构示意图，其中，图5a是立体图，图5b是俯视图；图6a_6b示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的位于阀芯底端的驱动件的一个实施例的结构示意图，其中，图6a是立体图，图6b是俯视图；图7a_7d示出根据本发明的第一个实施例的阀芯组件及阀门的阀芯的一个实施例的结构示意图，其中，图7a和7c是立体图，图7b是俯视图，图7d是仰视图；图8示出局部剖切以示出当阀芯转动到关闭位置时阀芯底端的限位结构与阀体的限位结构的相对位置的剖视图；图9示出局部剖切以示出当阀芯转动到完全打开位置时阀芯底端的限位结构与阀体的限位结构的相对位置的剖视图；图10是示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的传动件的立体图；图1la和Ilb是示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的阀芯和驱动件的相对位置的俯视图，其中驱动件上的弹性凸筋卡入阀芯的凹部的凹坑中；以及图12a和12b是示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的阀芯和驱动件的相对位置的俯视图，其中驱动件上的弹性凸筋脱离阀芯的凹部的凹坑。
具体实施例方式首先需要说明的是，本发明的具体实施方式
并不限于下述实施例，本领域的技术人员应该从下述实施例所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解，例如阀杆是用于操控阀芯动作的部件。以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。需说明的是，图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示；而为表示清楚起见，其中有关的示意性的图省略了有关构件。本文中，上、下、左、以及右方向指的是从图面上看在上方、下方、左方、以及右方的方向，除非特别说明。图1示出根据本发明的第一个实施例的阀芯组件及阀门的分解立体图。图2示出图1中的阀门100组装好后的剖视图。本实施例中，阀门为球阀。如图1所示，球阀100包括阀体1、阀芯2、阀座3、阀杆4、上驱动件5'、下驱动件5"、定位杆6、0型密封圈7、阀盖10、密封圈9、密封圈11、卡扣12、以及传动件13。其中，阀芯2、上驱动件Y、下驱动件5"，以及传动件13构成本发明的阀芯组件。阀体I的左端(从图中定向看，以下同)通过阀盖10和密封圈11封盖，阀座3内置于阀体I内，阀芯2通过设置在其下部的驱动件5"和定位杆6设置在阀体I内。阀体I的右端连接有法兰8 (或液体容器内胆袋的连接头)以将阀芯2密封在阀体I内，法兰8与阀体I之间设置O形密封圈9。阀杆4与驱动件5'连接，并通过传动件13与驱动件5"连接，而驱动件5'和驱动件5"分别与阀芯2配合，使得当转动阀杆4时，阀芯2作相应的动作，下文将进一步详细说明。图3示出阀体I的立体图。如图3以及图1和2所示，阀体I是具有一上端和一下端以及左侧和右侧的壳体，壳体内形成有一个内部空间，以容纳阀芯2、阀座3、驱动件5’和5"、传动件13、以及阀杆2的一部分。壳体的左右侧沿一水平轴线(未图示)分别形成与容器和外部连通的入口 Ia和出口 lb，在其入口 Ia内侧上沿该水平轴线设有阀座3，阀体I的上、下端沿与所述水平轴线相垂直的所述垂向轴线(未图示)分别形成有阀杆孔Ic和下端通孔Id。在阀体I的底部、下端通孔Id的两侧沿径向设置有限位阻挡块le、lf，限位阻挡块le、lf分别与阀芯2的限位阻挡凸起配合(下文将更详细描述)，从而使得阀芯2只能在阀体I内在90度范围内转动。如图2所示，阀杆4可转动地容置于所述的阀杆孔Ic中。定位杆6容置在阀体I的下端通孔Id内，定位杆6的通过O形密封圈7与该下端通孔Id的壁密封固定且其上表面与驱动件5 "接触。需要指出的是，虽然本实施例中，定位杆为单独的构件，但本领域的技术人员应理解，定位杆也可以一体地形成在阀体的底部上，或者是其他结构，只要可以在支承驱动件5"的同时给驱动件提供绕竖直轴线的转动自由度即可。 图4是示出根据本发明的一个实施例的阀芯组件及阀门的阀杆的立体图。如图4所示，阀杆4上端一体地设有手柄41，扳动手柄41可带动阀杆4绕一垂向轴线旋转。阀杆4的中部形成有密封槽42和卡扣槽43，0形密封圈7可嵌入密封槽42中，以防止液体从阀杆处泄漏。卡扣槽43与卡扣12配合，对阀杆4起到限位阻挡的作用，使阀杆4不能从阀体I上拔出。阀杆4下端形成有花键44，花键44可与驱动件5’中的花键孔51’(参见图5a)配合，使得当旋转阀杆4时，阀杆4的转动可带动驱动件5'随着转动。应注意，花键44与花键孔51’的作用是将阀杆4的转动传递给驱动件5'，使驱动件5’随之转动，本领域的技术人员应理解，也可采用其他结构来实现上述传动作用。例如，阀杆4下端是横截面做成三角形、方形等的传动部，而驱动件5’中相应地设有三角形孔、方形孔等传动孔。在花键44的下端还延伸出一引导杆45，用于与阀芯2上的长形定位孔配合，以对阀芯的运动方向进行引导，下文将更详细描述。在引导杆下端还形成有定位柱46，定位柱46的横截面为方形，定位柱46用于与传动件13中的定位孔配合(下文将予以详细说明)，使得阀杆4的转动带动传动件13转动。应注意，定位柱46的横截面形状可以为三角形、六边形、花键等其他形状，此时，传动件13中的定位孔形状也设置成与定位柱46的横截面形状匹配。图5a示出驱动件5’的立体结构图。图5b示出驱动件Y的俯视图。如图5a和5b所示，驱动件5’为板状件，其中心设有花键孔51'，驱动件5'的外部轮廓形成有径向外凸轮廓52’以及与径向外凸轮廓52’相对的两个弹性凸筋53'和54'。径向外凸轮廓52’与阀芯2上的径向内凸轮廓相配合，同时弹性凸筋53'和54'可与阀芯2上的限位凹坑可分离地配合，从而实现阀门的低扭矩启闭，下文将进一步描述。图6a示出驱动件5 "的立体结构图。图6b示出驱动件5 "的仰视图。如图6a_6b所示，驱动件5"具有板状本体51"，从板状本体上表面中心一体延伸出定位柱55"，定位柱55"的横截面为方形，定位柱55"用于与传动件13中的另一定位孔配合(下文将予以详细说明)，使得传动件13的转动带动驱动件5"转动。应注意，定位柱55"的横截面形状可 以为三角形、六边形、花键等其他形状，此时，传动件13中的所述另一定位孔形状也设置成与定位柱52"的横截面形状匹配。从板状本体51"下表面的中心一体延伸出一圆柱体56",定位柱55"和圆柱体56"的中心在同一轴线上。圆柱体56"可容纳在阀体I底部的下端通孔Id中，使得驱动件5"能够以下端通孔的中心轴线为旋转轴线旋转。板状本体51"的外周轮廓与驱动件5’的外周轮廓相同。S卩，板状本体51"的外周轮廓包括径向外凸轮廓52"和两个弹性凸筋53" 、54"。图7a_7d示出根据本发明的一个实施例的阀芯2的具体结构。如图7a_7c所示，本实施例中，阀芯2呈大致的空心球壳，具有球形本体21并具有一轴线(垂向轴线，未图示)，阀芯可绕该轴线旋转，沿着该垂向轴线方向在球壳顶端壁上设有凹部22，凹部22的侧壁上设有径向内凸轮廓23以及两个限位凹坑24、25，在凹部的底壁上设有长形定位孔26。径向内凸轮廓23包括与限位凹坑24和25相面对的限位凸起23a、起始部23b、中间部23c和终止部23d。限位凸起23a为凹部22的侧壁上的一个凸起，用于对径向外凸轮廓52’进而对阀芯进行限位，使得径向外凸轮廓52’在转动过程中不脱离径向内凸轮廓23。起始部23d为一段斜面，当阀芯的径向外凸轮廓沿起始部移动时(阀芯与驱动件相互挤压时)，阀芯做挤压阀座的径向移动。中间部为一段平坦的平面，其作用为使得径向外凸轮廓可稳定且静止地停留在中间部上。终止部为径向内凸轮廓23末端的一个凸起，用于止挡径向外凸轮廓23，防止径向外凸轮廓23转动时超出径向内凸轮廓。当阀芯的径向外凸轮廓位于中间部23c时，阀芯的径向外凸轮廓会和终止部23d接触，并因为终止部的台阶面的限位，使驱动件5和阀芯2处于相对静止的状态，阀芯压抵阀座，阀门关闭。长形定位孔26为与阀杆4上的引导杆45配合的具有两条平行边且两端为弧形的细长孔。如图7c所示，球形本体的底端设有凸台27，凸台27外周上设有与阀体I的限位阻挡块Ie、If相配合的限位阻挡凸起28、29。限位阻挡凸起28、29之间的角度为90度。在阀门关闭过程中，当阀芯转到预关闭位置时，限位阻挡凸起28与限位阻挡块If配合(如图8所示)，从而防止阀芯转动超过90度(或防止阀芯转动超过预定角度)。在阀门打开过程中，当阀芯转到完全打开位置时，限位阻挡凸起29与限位阻挡块Ie配合(如图9所示)，从而防止阀芯转动超过90度。如图7d所示，凸台27的中部设有凹部22"，凹部22"的侧壁上设有径向内凸轮廓23"以及两个凹坑24"、25"，在凹部22"的底壁上设有长形定位孔26"。径向内凸轮廓23"的形状与阀芯顶端上的径向内凸轮廓23相同，亦依次包括限位凸起23" a、起始部23" b、中间部23" c和终止部23" d。长形定位孔26"与阀芯顶端的长形定位孔26形状相同。图10示出根据本发明的阀芯组件的传动件13的一实施例的立体图。如图8所示，传动件13具有大致U形本体131，在U形本体131的两臂分别设有定位孔132和定位孔133，定位孔132、133的横截面形状为四边形。但本领域的技术人员应理解，定位孔132、133的横截面形状也可以为三角形等其他多边形形状或不规则形状，只要其分别与阀杆4上的定位柱44的横截面形状和驱动件5"上的定位柱55"的横截面形状相匹配即可。应指出，传动件13也可采用其他形状结构，只要其能够将阀杆的转动传递到驱动件5’和驱动件5 "即可。组装完成后，如图2所示，阀杆4穿过阀体I上部的阀杆孔Ic后，接着穿过驱动件5’的花键孔51’，并插入到阀芯2的长形定位孔26中，且阀杆末端的定位柱46插入传动件13的传动孔132中。阀杆4和阀体I的孔壁之间由O型密封圈7密封。阀杆4上的卡扣槽43扣接有卡扣件12，对阀杆起到限位阻挡的作用，使阀杆4不能从阀体上拔出。阀杆4上的花键44插入驱动件5'中，以实现传动。阀杆的引导杆45容纳于长形定位孔26内，长形定位孔26和阀杆引导杆45的配合主要对阀芯的径向移动(即沿长形定位孔作径向运动)起到强制导向的作用。驱动件5'放置在阀芯2顶端的凹部22中，弹性凸筋53和54的末端分别卡入限位凹坑24和25中，并因受到挤压而施加给阀芯2顶端上的径向内凸轮廓一定的弹性压力。驱动件5"由定位杆6可转动地定位在阀体I上的下端通孔Id中，驱动件5"的定位柱55"穿过阀芯2"底端的长形定位孔26"中并插入传动件13上的定位孔133中，使得传动件13的转动可带动驱动件5"转动，并且对阀芯的轴向移动(即沿长形定位孔作径向运动)起到强制导向的作用。驱动件5"的板状本体51"位于位于阀芯2"底端的凹部22"中，其上的两个弹性凸筋53"、54"分别卡入凹部22"中两个凹坑24"、25"中。并因受到挤压而施加给阀芯2底端上的径向内凸轮廓一定的弹性压力。因此，在阀芯2的转动阻力较小的情况下，通过阀芯2顶端的凹坑与驱动件5’的两弹性凸筋的末端的结合，以及通过阀芯2底端的凹坑24"、25"与驱动件5"的两弹性凸筋的末端的结合，驱动件5'和驱动件5"可同时带动阀芯2同步转动。当将阀门由打开状态切换到关闭状态时，阀杆转动，阀杆借助于方形定位住和传动件的方形孔的配合，带动传动件驱动底端驱动件。阀在打开状态时，阀芯不与阀座接触，转动时受到的阻力为各连接件中的转动副的摩擦力，因此转动阻力非常小，几乎可以忽略不计。此时位于阀芯顶端和底端上的驱动件的弹性凸筋的末端与阀芯顶端和底端上的凹部的两凹坑的连接使得两个驱动件同步带动阀芯转动(如图1la和Ilb所示)，阀芯转过大致90度后，阀芯的封闭端就接触或对准阀座，并且阀芯和阀体在底端的限位阻挡结构使得阀芯只能在阀体内于90度的转动范围内转动。阀芯转过大致90度后，在阀杆上增加转动力矩，阀芯顶端和底端上的驱动件的弹性凸筋的末端与凹部的凹坑脱开(如图12a和12b所示)，使得驱动件径向外凸轮廓沿着阀芯径向内凸轮廓转动，从而使得阀芯上下两端同步作径向移动(获得径向移动分量)，此时阀芯顶端和底端的驱动件与阀芯顶端和底端的凹部中的长形定位孔配合对阀芯的径向移动起到强制导向作用，当径向外凸轮廓从凸轮廓的起始部转动终止部，此间阀芯向阀座施加预定压力，二者按照预定的压力相互压触，阀门的导通通道截止，从而将阀关闭。当需要打开阀时,反向转动阀杆，阀杆的转动通过传动件带动驱动件反向转动，由于阀芯和阀座的压触有较大的摩擦力，阀芯不会随着驱动件转动，驱动件的径向外凸轮廓从径向内凸轮廓的终止部转到起始部，弹性凸筋提供复位力，使驱动件和凹部之间复位到初始位置，此时施加在阀芯的压力因此消失，阀芯上下两端同步和阀座分离，它们之间的摩擦力也因此随之消失，阀芯轴向复位，从而达到预开启状态。此时，由于凹部的内周壁上设置有限位凸起，传动件反向转动时，径向外凸轮廓接触到限位凸起后就不能再相对阀芯反向转动，并且此时两弹性凸筋的末端也嵌入到了凹部的内周壁的凹坑中，限位凸起和径向外凸轮廓的相互作用、以及弹性凸筋和凹部的内周壁凹坑之间的相互作用力，将使得传动件带动阀芯反向转动90度到使阀门通道导通的状态。本发明的阀芯组件及阀门中，由于阀芯在预关闭或开启过程中，阀芯不与阀座或阀体接触，处于空悬状态，减少它们接触的摩擦力，减少转动的扭矩(只有当阀体关闭的瞬间才会径向挤压球形阀芯)，这就使得阀杆在旋转的过程中扭矩非常的小，从而达到低扭矩开启和关闭阀门的效果。此外，阀门的密封性很好。应注意，本发明的前述实施例的阀门是以球阀为例，但也可将本发明的结构应用到其他阀，例如蝶阀。本发明的各构件也可采用其他构造而不脱离本发明的精神。例如，手柄和阀杆可以是分开的单独部件，也可以是一体的部件，阀杆与驱动件的联接可以采用花键联接，也可以采用螺纹联接、锚固联接、焊接等本领域技术人员已知的其他联接方式。本领域的技术人员应理解，本发明可实施成其它特定形式，而不脱离其精神或实质特征。上述实施例在所有方面都将被理解成仅仅是示例性的和非限制性的。因此，本发明的范围由所附的权利要求书而不是前面的说明书来限定。所有落入权利要求书等效物的含义和范围内的改变都将包含在权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种阀芯组件，所述阀芯组件设置于一阀体内并可绕一轴线转动，其特征在于所述阀芯组件包括阀芯、分别置于阀芯顶端和底端的用于驱动阀芯的两个驱动件，以及用于将阀门阀杆的转动传递给置于阀芯底端的驱动件的传动件；所述阀芯的顶端和底端分别设有凹部，所述凹部的内壁形成有径向内凸轮廓，所述两个驱动件中的任何一个都设置有径向外凸轮廓和弹性凸筋；以及所述两个驱动件分别至少部分内置于阀芯顶端和底端的凹部中，所述弹性凸筋和所述凹部内壁有可离合的连接关系，阀门关闭时，所述两个驱动件的转动能够首先带动所述阀芯绕所述轴线转动并然后转换成带动所述阀芯的上下两端同步做压抵阀门阀座的径向移动，而阀门开启时，所述两个驱动件的转动在所述驱动件的弹性凸筋的弹性作用下，先带动阀芯同步做与阀门阀座分离的径向移动，然后带动阀芯绕所述轴线转动。
2.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于所述径向内凸轮廓依次设有限位凸起、起始部、中间部和终止部，其中，所述限位凸起用于对所述径向外凸轮廓进行限位，使得所述径向外凸轮廓在转动过程中不脱离所述径向内凸轮廓；所述起始部为一段斜面，当所述径向外凸轮廓沿所述起始部移动时，阀芯做挤压阀座的径向移动；所述中间部为一段平坦的平面，用于使得径向外凸轮廓停留在中间部上；以及所述终止部为径向内凸轮廓末端的一个凸起，用于止挡所述径向外凸轮廓，防止所述径向外凸轮廓转动时超出径向内凸轮廓。
3.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于所述凹部内壁还设有限位凹坑，所述弹性凸筋能够卡入所述限位凹坑或者脱离所述限位凹坑，当所述凸筋卡入 所述限位凹坑时，所述驱动件的转动可带动所述阀芯绕所述轴线转动，而当所述凸筋脱离所述限位凹坑时，在所述外凸轮廓和所述内凸轮廓的配合作用下，所述阀芯做压抵或脱离阀门的阀座的径向移动。
4.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于位于所述阀芯顶端的驱动件具有板状本体，在所述板状本体的中心设有用于与阀杆连接的连接孔，所述板状本体的外周轮廓设有所述径向外凸轮廓和两个所述弹性凸筋。
5.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于位于所述阀芯底端的驱动件具有板状本体，板状本体外周轮廓设有所述径向外凸轮廓和两个所述弹性凸筋，从所述板状本体下表面中心一体延伸出一圆柱体,而从所述板状本体上表面中心一体延伸出定位柱,所述定位柱与所述传动件连接以将阀杆的转动传递给驱动件。
6.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于所述阀芯顶端和底端的所述凹部的底壁上设有长形定位孔，且阀芯的底端设有凸台，所述凸台外周上设有与位于阀门阀体中的限位阻挡块相配合的限位阻挡凸起，用于防止阀芯转动超过预定角度。
7.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于所述传动件具有U形本体，在U形本体的两臂上分别设有定位孔，所述定位孔的横截面形状分别与阀杆上的定位柱的横截面形状和驱动件上的定位柱的横截面形状相匹配。
8.根据权利要求4所述的阀芯组件，其特征在于所述连接孔为花键孔，用于与阀门的阀杆上的花键配合，使得转动阀杆时能够带动所述阀芯顶端的驱动件转动。
9.一种低扭矩阀门，包括阀体、定位杆、阀座、以及阀芯组件，所述阀体包括具有同一水平轴线的入口和出口，在所述入口和出口之间形成一个内部空间以容纳所述阀芯组件，在入口内侧形成有所述阀座；在阀体上端壁和下端壁上沿与所述水平轴线相垂直的一垂向轴线方向所形成的阀杆孔和下端通孔；所述阀杆穿过所述阀杆孔并与所述阀芯组件接合，所述定位杆密封容置在所述下端通孔中，所述阀芯组件可绕所述垂向轴线转动，使所述阀芯与所述阀座可分离地密封配合，其特征在于 所述阀芯组件为如权利要求1至8中任一项所述的阀芯组件；当所述阀杆带动驱动件旋转时，所述径向外凸轮廓和径向内凸轮廓相配合，使得所述阀芯分别在打开状态、预关闭状态和完全关闭状态间转换。
10.根据权利要求9所述的低扭矩阀门，其特征在于所述低扭矩阀门是球阀。
全文摘要
本发明公开了一种阀芯组件及低扭矩阀门，阀芯组件设置于一阀体内并可绕一轴线转动。其中，阀芯组件包括阀芯、两个驱动件，以及传动件。阀芯的顶端和底端均设有凹部，凹部内形成有径向内凸轮廓，两个驱动件中的任何一个都设置有径向外凸轮廓和弹性凸筋，弹性凸筋和凹部内壁有可离合的连接关系。阀门关闭时，驱动件的转动能够首先带动阀芯绕轴线转动并然后转换成带动阀芯的上下两端同步做压抵阀门阀座的径向移动。阀门开启时，驱动件的转动在驱动件的弹性凸筋的弹性作用下，先带动阀门两端同步做与阀门阀座分离的径向移动，然后驱动件带动阀芯绕轴线转动。本发明的阀芯组件及阀门不但启闭扭矩小，且结构简单、制造工艺佳、操作简单和密封性能好。
文档编号F16K5/20GK103016776SQ201210526080
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者不公告发明人 申请人:上海鸿润科技有限公司