三通球阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种三通球阀，包括阀体和阀杆，阀体水平设有第一、第二流出通道和流入通道，三者在阀体内交汇于阀腔，流入通道和第一流出通道成一直线，与第二流出通道垂直，阀腔内设有阀球，阀球与阀体间设有分别位于流入通道侧和第一流出通道侧的入口密封座和出口密封座，二者分别与阀球形成密封副，位于阀腔的上方的阀体上设有上下延伸的阀杆安装孔，阀杆穿过阀杆安装孔与阀体旋转密封连接，阀杆的下端与阀球连接，阀球设有其轴线过阀球球心的水平延伸的中央过流孔和开设在所述阀球表面中下部在竖直平面内延伸的弧形过流沟槽，弧形过流沟槽的纵向对称面过所述阀球球心，本实用新型在实现两路开通一路关断的同时不影响阀的流量，且密封性好。
【专利说明】三通球阀【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种三通球阀，尤其适用于室内供暖管路通断的切换控制。
【背景技术】
[0002]现有的普通三通球阀一般在阀球中加止逆芯，结构略显复杂，使得加工、装配成本较高，且阀工作在不同工位时流量相差较大。
实用新型内容
[0003]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种三通球阀，采用特殊结构的阀球，不设止逆芯，在实现两路开通一路关断的同时不影响流量。
[0004]本实用新型提供的技术方案有:一种三通球阀，包括阀体和阀杆，所述阀体水平设有第一流出通道、第二流出通道和流入通道，三者在所述阀体内的交汇处为阀腔，所述流入通道和第一流出通道成一直线，并与第二流出通道垂直，所述阀腔内设有阀球，所述阀球与阀体之间设有分别位于所述流入通道侧和所述第一流出通道侧的入口密封座和出口密封座，所述入口密封座和出口密封座分别与所述阀球形成密封副，位于所述阀腔的上方的所述阀体上设有上下延伸的阀杆安装孔，所述阀杆穿过所述阀杆安装孔与所述阀体旋转密封连接，所述阀杆的下端与所述阀球连接，所述阀球设有其轴线过阀球球心的水平延伸的中央过流孔和开设在所述阀球表面中下部上下延伸的弧形过流沟槽，所述弧形过流沟槽的纵向对称平面垂直于所述中央过流孔且过所述阀球球心。
[0005]所述入口密封座和出口密封座优选为聚四氟乙烯材料的密封座。
[0006]所述阀体的第一流出通道入口端和所述阀盖的流入通道出口端各自设有一密封座安装面，所述密封 座安装面可以为带外侧壁的环形平面，所述入口密封座和出口密封座可分别固定在相应的密封座安装面上。
[0007]所述阀体可以包括相互固定连接在一起围成所述阀腔的主阀体和阀盖，所述第一、第二流出通道和阀杆安装孔可设置在所述主阀体上，所述流入通道则可设置在所述阀盖上。
[0008]所述主阀体和阀盖之间采用螺纹连接并密封。
[0009]所述阀腔优选成柱状，并与所述流入通道同轴，所述阀腔与阀球之间靠近所述流入通道的部分为具有内环形曲面的楔形空间。
[0010]所述弧形过流沟槽的宽度和深度与所述中央过流孔的直径的差值优选不超过所述中央过流孔直径的10%。
[0011]所述阀杆的下端优选设置成半圆键结构，所述阀球的上端开有相适应的半圆键槽，所述半圆键结构与半圆键槽相配合实现所述阀杆与阀球的连接。
[0012]对于上述任意一种三通球阀，所述弧形过流沟槽的位置和长短需满足如下要求:当所述中央过流孔的轴线处于与第二流出通道的轴线同向位置时，所述弧形过流沟槽的上边缘的最高点低于所述入口密 封座与阀球形成的密封副的最高点，下边缘的最低点位于所述入口密封座和出口密封座之间。
[0013]所述阀杆的上端可以连接操作手柄或驱动装置。
[0014]本实用新型的有益效果是:由于在阀球上设置弧形过流沟槽，使得当中央过流孔垂直于流入通道时，流入通道经由弧形过流沟槽、阀腔与第二流出通道相连通，实现了流入通道与第二流出通道开通、第一流出通道关闭；当中央过流孔与流入通道直线连通时，介质由流入通道经中央过流孔流向第一流出通道，第二流出通道被切断，实现了流入通道与第一流出通道开通、第二流出通道关闭，即实现了球阀两路开通、一路关断的使用效果，并且，由于弧形过流沟槽的宽度、深度等结构尺寸的特别设计，使其通流能力基本达到中央过流孔的通流能力水平，使球阀工作在不同工位时流量相近，流量基本不会因阀球的转位切换而受到影响。
[0015]由于阀腔为柱状，所述阀腔的壁与阀球之间靠近所述流入通道的部分为具有内环形曲面的楔形空间IV，当介质从流入通道经过弧形过流沟槽后先进入上述楔形空间，由于容积增加，介质压力得到一定程度的降低，起到了一定的减压作用。
[0016]由于在主阀体和阀盖的对接部位设置了环形凹槽，并将热膨胀系数小于主阀体和阀盖的密封环嵌装在所述环形凹槽内，当遇到高温或主阀体内介质为高温高压介质时，由于密封环的膨胀系数小于主阀体和阀盖的热膨胀系数，相对膨胀程度小，因此会更加紧密地箍在环形凹槽上，有效地防止主阀体和阀盖在高温高压下变形并横向脱出，使密封更可
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图；
[0018]图2为图1的右视结构示意图；
[0019]图3为图1的仰视结构示意图；
[0020]图4为本实用新型的阀球的立体结构示意图；
[0021]图5为阀球球面上垂直于中央过流孔的大圆所在平面的截面图；
[0022]图6为本实用新型的另一个实施例的结构示意图；
[0023]图7为图6中A的局部放大图。
【具体实施方式】
[0024]如图1-7所示，本实用新型提供了一种三通球阀，包括阀体和阀杆6，所述阀体水平设有第一流出通道1、第二流出通道II和流入通道III，三者在所述阀体内的交汇处为阀腔，所述流入通道和第一流出通道成一直线，并与第二流出通道垂直，所述阀腔内设有阀球3，所述阀球与阀体之间设有分别位于所述流入通道侧和所述第一流出通道侧的入口密封座5和出口密封座4，所述入口密封座和出口密封座分别与所述阀球形成密封副。所述阀体的第一流出通道入口端和所述阀盖的流入通道出口端各自设有一密封座安装面，所述密封座安装面可以为带外侧壁的环形平面，所述入口密封座和出口密封座分别固定在相应的密封座安装面上。位于所述阀腔的上方的所述阀体上设有上下延伸的阀杆安装孔，所述阀杆上设有若干个用于嵌放密封圈8的周向环槽，所述阀杆穿过所述阀杆安装孔与所述阀体旋转密封连接，所述阀杆的下端与所述阀球连接，所述阀球设有其轴线过阀球球心的水平延伸的中央过流孔31和开设在所述阀球表面中下部上下延伸的弧形过流沟槽32，所述弧形过流沟槽的纵向垂直于所述中央过流孔且过所述阀球球心。所谓纵向对称平面是指沿所述弧形过流沟槽的延伸方向(或称长度方向)剖切使切开的两部分对称的剖切平面。
[0025]所述入口密封座和出口密封座优选为聚四氟乙烯材料的密封座，其具有良好的机械、化学性能，可以显著提高密封件的防腐蚀、抗冲刷等能力，提高密封可靠性。
[0026]所述阀体可以包括相互固定连接在一起围成所述阀腔的主阀体I和阀盖2，所述第一、第二流出通道和阀杆安装孔可设置在所述主阀体上，所述流入通道则设置在所述阀盖上。所述主阀体和阀盖之间采用螺纹连接，所述主阀体和阀盖的连接端分别设有相互对接的对接端面，两个所述对接端面的外边缘处均设有环形阶台状的环形缺口，所述环形缺口相互对接成一个环形凹槽，所述环形凹槽内安装有密封环9，所述密封环采用热膨胀系数小于所述主阀体和阀盖的耐高温材料制成，所述密封环的内侧面与所述环形凹槽的底面紧密配合，通过该对接端面结构和密封环的设计，实现了主阀体和阀盖间的密封。该密封结构密封性好，使用寿命长，即使介质温度和/或压力升高也不会轻易发生泄漏故障。解决了现有技术下橡胶密封圈密封时介质温度升高致使橡胶密封圈变软甚至碳化而导致密封失效，以及介质压力升高致使橡胶密封圈因高压发生塑形变形而导致密封失效等故障。
[0027]通常，所述主阀体、阀盖和密封环均可以采用金属制成，以便加工，并适应于高温高压环境，本实施中，所述主阀体和阀盖的材质为黄铜，所述密封环的材质为不锈钢。
[0028]通常，所述环形凹槽和所述密封环均可以呈旋转对称的圆筒形，以方便加工，在现有一定的加工条件下提高加工精度。所述阀体上的环形缺口和所述阀盖上的环形缺口优选采用大小相等的镜像对称结构，以避免对接接缝偏向一边，降低密封性能。
[0029]所述密封环的厚度优选略小于所述环形凹槽的宽度，与所述环形凹槽之间留有轴向的安装间隙，以方便安装和维护，并保证密封环内侧与环形凹槽底部的密封。优选地，所述阀体和所述阀盖的两对接端面之间的对接接缝通常应位于所述密封环内侧的轴向中间部位，以提高密封的可靠性。
[0030]本实施例中所述阀腔呈柱状，其轴线与所述流入通道的轴线重合，所述阀腔的壁与阀球之间靠近所述流入通道的部分为具有内环形曲面的楔形空间IV。由于在阀球和阀腔的壁之间间隙特定的结构特性和长度(介质流通距离)下，介质流速或进出压差与阻力之间形成特定的曲线关系，通过适当设置阀球和阀腔的壁之间的截面的大小，可以在一定程度上有效地实现对流量或输入端压力的控制，满足所需的减压和稳压等要求。
[0031]所述弧形过流沟槽的宽度和深度分别接近所述中央过流孔的直径，其差值优选不超过所述中央过流孔直径的10%。所述弧形过流沟槽的深度可以是所述阀球的直径的1/5-1/3，优选为所述阀球的直径的1/4。所述弧形过流沟槽的宽度还要不大于入口密封座和出口密封座的间距。采用上述结构尺寸的弧形过流沟槽，其通流能力与中央过流孔相近或基本相同，因此即使球阀工作在不同的工位，阀的流量也不会受到明显的影响。
[0032]阀杆与阀球的连接可以借助另外的键实现，本实施例中采用的是将阀杆的下端部设计成键(如半圆键)的结构61，在阀球的相应位置(如上端)开设相配的键槽(如半圆键槽)结构33，所述半圆键结构与半圆键槽相配合实现阀杆与阀球的直接连接。所述阀杆的上端连接操作手柄7或其他驱动装置，如可以是电动驱动装置。
[0033]本实用新型的工作原理是:操作手柄或其他驱动装置带动所述阀杆转动，阀杆再带动阀球在水平面内转动，控制阀球在以下两个相距90度的工作位置之间转动切换:位置(I )，所述中央过流孔与流入通道直线连通，介质由流入通道经中央过流孔流向第一流出通道，第二流出通道被切断；位置(2)所述中央过流孔垂直于流入通道，所述弧形过流沟槽的位于阀球中部的一端与流入通道相通，位于阀球下部的一端位于入口密封座和出口密封座之间，与入口密封座和出口密封座之间的阀腔相通，此时所述第一流出通道被切断，介质从流入通道进入弧形过流沟槽，再经过楔形空间进入第二流出通道。
[0034]本实用新型实现了流入通道与第一流出通道开通、第二流出通道关闭以及流入通道与第二流出通道开通、第一流出通道关闭的效果。
[0035]本实用新型所使用的“内”、“外”、“上”、“下”等表示方向的用词仅仅是为了表述上的便利，不构成对实际使用方向的限定。附图中的箭头指示方向为图示状态下介质流动方向。
【权利要求】
1.一种三通球阀，包括阀体和阀杆，其特征在于所述阀体水平设有第一流出通道、第二流出通道和流入通道，三者在所述阀体内的交汇处为阀腔，所述流入通道和第一流出通道成一直线，并与第二流出通道垂直，所述阀腔内设有阀球，所述阀球与阀体之间设有分别位于所述流入通道侧和所述第一流出通道侧的入口密封座和出口密封座，所述入口密封座和出口密封座分别与所述阀球形成密封副，位于所述阀腔的上方的所述阀体上设有上下延伸的阀杆安装孔，所述阀杆穿过所述阀杆安装孔与所述阀体旋转密封连接，所述阀杆的下端与所述阀球连接，所述阀球设有其轴线过阀球球心的水平延伸的中央过流孔和开设在所述阀球表面中下部上下延伸的弧形过流沟槽，所述弧形过流沟槽的纵向对称平面垂直于所述中央过流孔且过所述阀球球心。
2.如权利要求1所述的三通球阀，其特征在于所述入口密封座和出口密封座为聚四氟乙烯材料的密封座。
3.如权利要求2所述的三通球阀，其特征在于所述阀体的第一流出通道入口端和所述阀体的流入通道出口端各自设有一密封座安装面，所述密封座安装面为带外侧壁的环形平面，所述入口密封座和出口密封座分别固定在相应的密封座安装面上。
4.如权利要求3所述的三通球阀，其特征在于所述阀体包括相互固定连接在一起围成所述阀腔的主阀体和阀盖，所述第一、第二流出通道和阀杆安装孔设置在所述主阀体上，所述流入通道设置在所述阀盖上。
5.如权利要求4所述的三通球阀，其特征在于所述主阀体和阀盖螺纹连接并密封。
6.如权利要求5所述的三通球阀，其特征在于所述阀腔成柱状，并与所述流入通道同轴，所述阀腔与阀球 之间靠近所述流入通道的部分为具有内环形曲面的楔形空间。
7.如权利要求6所述的三通球阀，其特征在于所述弧形过流沟槽的宽度和深度与所述中央过流孔的直径的差值不超过所述中央过流孔直径的10%。
8.如权利要求7所述的三通球阀，其特征在于所述阀杆的下端设置成半圆键结构，所述阀球的上端开有半圆键槽，所述半圆键结构与半圆键槽相配合实现所述阀杆与阀球的连接。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的三通球阀，其特征在于当所述中央过流孔的轴线处于与第二流出通道的轴线同向位置时，所述弧形过流沟槽的上边缘的最高点低于所述入口密封座与阀球形成的密封副的最高点，下边缘的最低点位于所述入口密封座和出口密封座之间。
10.如权利要求9所述的三通球阀，其特征在于所述阀杆的上端连接操作手柄或驱动>j-U ρ?α装直。
【文档编号】F16K11/087GK203641581SQ201320717414
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】刘子义, 王双, 高广宇 申请人:北京艾迪西暖通科技有限公司