具有偏移的直通流的球閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有偏移的直通流的球閥。所述球閥具有殼體，其中所述殼體具有入口、出口和內(nèi)部腔室。非球形的球閥構(gòu)件安置在所述內(nèi)部腔室中。所述閥構(gòu)件以機(jī)械方式耦聯(lián)到閥桿，以使閥桿的旋轉(zhuǎn)引起閥構(gòu)件以相同方式旋轉(zhuǎn)，其中所述閥桿從所述內(nèi)部腔室延伸到所述殼體的外側(cè)。所述球閥具有完全閉合的位置，其中在所述完全閉合位置阻止流體流過所述球閥。所述球閥構(gòu)件還具有完全打開的位置，其中在所述完全打開位置流體流可流過所述球閥。隨著閥構(gòu)件旋轉(zhuǎn)小于或等于約45°，所述球閥可從完全閉合的位置切換到完全打開的位置，反之亦然。
【專利說明】具有偏移的直通流的球閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及閥技術(shù)，具體而言，本發(fā)明涉及球閥及其相關(guān)的閥構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]球閥在本領(lǐng)域是眾所周知的，用于從液體到氣體流控制的各種應(yīng)用中。典型的球閥包括殼體，也常稱作閥體，所述殼體具有內(nèi)部腔室、入口和出口，入口和出口與內(nèi)部腔室流體連通。流動路徑從入口穿過內(nèi)部腔室，再延伸穿過出口。
[0003]球形閥構(gòu)件安置在所述殼體的內(nèi)部腔室內(nèi)的流動通道中。所述閥構(gòu)件具有整體穿過閥構(gòu)件中心的通路。各種密封件可安裝在內(nèi)部腔室內(nèi)且鄰近閥構(gòu)件，以限制流體流動通過閥構(gòu)件的通路和阻止流體在閥構(gòu)件周圍自由流動，否則可能導(dǎo)致流體泄漏。
[0004]穿過閥構(gòu)件的通路與穿過殼體的流動路徑選擇性地對準(zhǔn)。閥桿穿過殼體壁，以機(jī)械方式耦聯(lián)到閥構(gòu)件上，從而閥桿的旋轉(zhuǎn)引起閥構(gòu)件相同地旋轉(zhuǎn)。這樣，通過從殼體外側(cè)轉(zhuǎn)動閥桿，閥構(gòu)件在殼體內(nèi)可與流動路徑選擇性地對準(zhǔn)。
[0005]通路與流動路徑部分或全部對準(zhǔn)將使流體從殼體的入口流到殼體的出口。當(dāng)出現(xiàn)這種情形時，閥就被分別稱作處于部分或完全打開位置中。通路與流動路徑完全不對準(zhǔn)將阻止流體從入口流到出口。當(dāng)出現(xiàn)這種情形時，閥就被稱作處于閉合位置中。這樣，典型的球閥的位置范圍常被分類為完全打開、部分打開或完全閉合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]上述典型的球閥存在幾個缺陷。如上面所指出的，閥構(gòu)件典型地是球形的。貫通閥構(gòu)件的通路典型地具有圓形橫截面并且穿過閥構(gòu)件的中心。這種結(jié)構(gòu)要求閥構(gòu)件增加環(huán)繞所述通路的壁厚以便承受高壓用途的應(yīng)力。因此，通路的大小和閥構(gòu)件的增加的壁厚導(dǎo)致閥構(gòu)件相對較大。作為結(jié)果，需要相對大的殼體以承載所述閥構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)在小的操作空間環(huán)境中是常常不能令人滿意的。
[0007]典型球閥的上述尺寸限制還可能導(dǎo)致需要更高的功率來促動所述閥。確實(shí)，許多球閥應(yīng)用是使用電動促動器進(jìn)行促動的，其中所述電動促動器藕聯(lián)到所述球閥的閥桿。這些促動器被規(guī)定在很大程度上以球閥從完全打開切換到完全閉合所需要的促動力為基礎(chǔ)。作為結(jié)果，相對大尺寸的典型球形球閥推高了對這些促動器的尺寸和功率的要求。
[0008]此外，在當(dāng)代應(yīng)用中，閥構(gòu)件的通路典型地穿過所述閥構(gòu)件的中心。作為結(jié)果,典型球形的閥構(gòu)件必須旋轉(zhuǎn)大約90°以使整合了閥構(gòu)件的閥從完全打開切換到完全閉合。這種要求也不利地增加了促動所述閥所需要的功率。
[0009]鑒于上述內(nèi)容，本【技術(shù)領(lǐng)域】需要一種整合了閥構(gòu)件的球閥，所述球閥不僅減小了尺寸，而且相對于它的同時代對應(yīng)零件需要更小運(yùn)行功率。
[0010]本發(fā)明提供了這種球閥。本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)，以及額外的具有創(chuàng)造性的特征，依據(jù)這里提供的對本發(fā)明的描述是很明顯的。
[0011]在一個方面中，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種球閥，其具有輕的結(jié)構(gòu)，這使所述球閥在促動過程中比現(xiàn)有技術(shù)消耗更少的功率。根據(jù)這個方面的球閥的實(shí)施例具有完全打開位置和完全閉合位置，其中在完全打開位置允許流體流過所述球閥，在完全閉合位置阻止流體流過所述球閥。這種球閥包括殼體，所述殼體具有入口、出口和內(nèi)部腔室，其中所述內(nèi)部腔室位于所述入口和出口之間。流動路徑穿過所述殼體并且在入口和出口之間延伸。所述球閥還包括非球形的閥構(gòu)件，其位于所述內(nèi)部腔室內(nèi)且位于所述流動路徑內(nèi)。所述閥構(gòu)件具有貫通它的通路，所述通路可與所述流動路徑選擇性地對準(zhǔn)。所述非球形閥構(gòu)件在所述內(nèi)部腔室內(nèi)可旋轉(zhuǎn)，以使所述球閥在完全打開位置和完全閉合位置之間切換，反之亦然。
[0012]在某些實(shí)施例中，所述球閥還包括閥桿，所述閥桿從所述殼體的外側(cè)延伸穿過所述殼體。所述閥桿藕聯(lián)到所述閥構(gòu)件，從而所述閥桿的旋轉(zhuǎn)引入所述閥構(gòu)件的相同旋轉(zhuǎn)以便使球閥在完全打開位置和完全閉合位置之間切換。
[0013]在某些實(shí)施例中，所述非球形的閥構(gòu)件具有半球形頭部部分和環(huán)形頸部部分，其中所述環(huán)形頸部部分從所述半球形頭部部分向外延伸。所述閥構(gòu)件的通路限定穿過所述通路的中心的閥構(gòu)件流動軸線。所述閥構(gòu)件流動軸線只穿過所述閥構(gòu)件的環(huán)形部分。
[0014]在某些實(shí)施例中，所述閥構(gòu)件旋轉(zhuǎn)小于或等于45°，經(jīng)過所述非球形閥構(gòu)件的小于或等于約45°的旋轉(zhuǎn)使所述球閥從完全打開位置切換到完全閉合位置或者從完全閉合位置切換到完全打開位置。在某些實(shí)施例中，所述半球形頭部部分具有第一寬度。所述環(huán)形頸部部分具有第二寬度。第一寬度大于第二寬度。沿垂直于第一寬度進(jìn)行測量，所述半球形頭部部分具有第三寬度。沿垂直于第二寬度進(jìn)行測量，所述環(huán)形頸部部分具有第四寬度。所述第三寬度大于所述第四寬度。
[0015]在某些實(shí)施例中，所述球閥還包括入口密封件，所述入口密封件鄰近入口安置并且具有密封地接合所述閥構(gòu)件的環(huán)形的入口密封面。所述球閥還包含出口密封件。所述出口密封件鄰近出口安置并且具有密封地接合所述閥構(gòu)件的環(huán)形的出口密封面。在完全閉合位置中，所述半球形頭部部分接觸所述環(huán)形的入口密封面和環(huán)形的出口密封面。在完全閉合位置中，所述環(huán)形頸部部分只接觸所述環(huán)形的出口密封面。
[0016]在某些實(shí)施例中，所述閥構(gòu)件具有第一部分半球形部分和第二部分半球形部分，其中所述第一部分半球形部分配置在穿過閥構(gòu)件中心的軸線的其中一側(cè)上，所述第二部分半球形部分配置在所述軸線的另一側(cè)上。在某些實(shí)施例中，入口凹槽和出口凹槽徑向向內(nèi)延伸到每一個所述部分半球形部分中。所述第一和第二凹槽關(guān)于所述閥構(gòu)件的原點(diǎn)對稱，其中所述閥構(gòu)件的原點(diǎn)位于所述閥構(gòu)件的幾何中心。
[0017]在某些實(shí)施例中，入口密封件鄰近入口安置并且具有環(huán)形的入口密封面，其中所述環(huán)形的入口密封面密封地接合所述閥構(gòu)件。所述出口密封件鄰近出口安置并且具有環(huán)形的出口密封面，其中所述環(huán)形的出口密封面密封接合所述閥構(gòu)件。在完全打開位置中，所述第一部分半球形部分接觸所述環(huán)形的入口密封面和環(huán)形的出口密封面，但在完全閉合位置中，所述第一部分半球形部分只接觸所述環(huán)形的出口密封面。在完全打開位置中，所述第二部分半球形部分接觸所述環(huán)形的入口密封面和環(huán)形的出口密封面，但在完全閉合位置中，所述第二部分半球形部分只接觸所述環(huán)形的入口密封面。
[0018]在再一方面中，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種球閥，作為與球閥相關(guān)的閥構(gòu)件是緊湊閥構(gòu)件的結(jié)果，所述球閥具有減小的總體尺寸。根據(jù)這一方面的球閥的實(shí)施例，所述球閥具有完全打開位置和完全閉合位置，其中在完全打開位置允許流體流過所述球閥，在完全閉合位置阻止流體流過所述球閥。所述球閥包括殼體，所述殼體具有入口、出口和流動路徑，其中所述流動路徑在所述入口和出口之間延伸。閥構(gòu)件安裝在入口和出口之間的殼體內(nèi)部腔室內(nèi)且在流動路徑內(nèi)，以在完全打開和完全閉合位置之間選擇性地切換所述球閥。所述球閥具有直的通路。所述通路具有非圓形橫截面型廓并且限定穿過所述通路中心的閥構(gòu)件流動軸線。
[0019]在某些實(shí)施例中，所述球閥還包含閥桿，所述閥桿從所述殼體外側(cè)延伸到所述殼體的內(nèi)部腔室中。所述閥桿以機(jī)械方式藕聯(lián)到所述閥構(gòu)件，從而所述閥桿圍繞穿過閥桿中心的閥桿軸線的旋轉(zhuǎn)引起所述閥構(gòu)件的相同旋轉(zhuǎn)。一旦閥桿旋轉(zhuǎn)和閥構(gòu)件相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)小于或等于大約45°，所述球閥就從完全打開位置切換到完全閉合位置或者從完全閉合位置切換到完全打開位置。
[0020]在某些實(shí)施例中，所述恒定的橫截面型廓是非圓形的。在某些實(shí)施例中，所述直的通路具有凸出部分和至少一個凹入部分。在某些實(shí)施例中，所述直的通路具有凸出部分和第一與第二凹入部分。所述第一凹入部分在所述凸出部分的第一端處開始。所述第二凹部部分在所述凸出部分的第二端處開始。第一和第二凹入部分每一個都具有自由端。第三凹入部分在第一和第二凹入部分的自由端之間延伸。
[0021]在某些實(shí)施例中，所述第一和第二凹入部分的每一個的曲率半徑都小于第三凹入部分的曲率半徑。在某些實(shí)施例中，所述第一和第二凹入部分的每一個的曲率半徑都小于第三凹入部分的曲率半徑。在某些實(shí)施例中，所述第一凹入部分的曲率半徑等于所述第二凹入部分的曲率半徑。
[0022]在又一方面中，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種球閥，其需要減小的促動功率就可將所述球閥從完全打開位置切換到完全閉合位置，反之亦然。根據(jù)這個實(shí)施例的球閥包含殼體，所述殼體具有入口、出口和內(nèi)部腔室，其中所述內(nèi)部腔室位于所述入口和出口之間。流動路徑穿過所述殼體并且在入口和出口之間延伸。閥構(gòu)件安置在所述內(nèi)部腔室內(nèi)并且可在所述內(nèi)部腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而所述閥構(gòu)件旋轉(zhuǎn)小于或等于大約45°，使所述球閥從完全打開位置切換到完全閉合位置或者從完全閉合位置切換到完全打開位置。
[0023]在某些實(shí)施例中，所述閥構(gòu)件包含頭部部分和環(huán)形頸部部分，所述環(huán)形頸部部分從頭部部分延伸離開。在某些實(shí)施例中，所述閥構(gòu)件包含延伸穿過環(huán)形頸部部分的通路。在某些實(shí)施例中，所述通路限定閥構(gòu)件流動軸線。所述閥構(gòu)件具有穿過其中心的中心軸線。所述閥構(gòu)件流動軸線平行于所述閥構(gòu)件中心軸線并且從所述閥構(gòu)件中心軸線偏移開。
[0024]在某些實(shí)施例中，所述閥構(gòu)件具有第一部分半球形部分和第二部分半球形部分，其中所述第一部分半球形部分配置在穿過所述閥構(gòu)件中心的中心軸線的其中一側(cè)上，所述第二部分半球形部分配置在所述軸線的另一側(cè)上。
[0025]入口側(cè)凹槽和出口側(cè)凹槽徑向向內(nèi)延伸到每一個所述部分半球形部分中。所述第一和第二凹槽關(guān)于閥構(gòu)件的原點(diǎn)對稱，其中所述閥構(gòu)件的原點(diǎn)位于所述閥構(gòu)件的幾何中心。所述閥構(gòu)件具有穿過所述閥構(gòu)件的中心的流動路徑軸線。
[0026]結(jié)合附圖，依據(jù)下面的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它方面、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]附圖并入說明書中，構(gòu)成說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的幾個方面，并且與下面的說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的球閥實(shí)施例的立體圖；
[0029]圖2是圖1的球閥的立體分解圖；
[0030]圖3是圖1的球閥的閥構(gòu)件的主視圖；
[0031 ] 圖4是圖3的閥構(gòu)件的俯視圖；
[0032]圖5是沿圖1的剖切線A-A剖切球閥得到的側(cè)截面，示出了圖3和4的閥構(gòu)件安置在圖1的球閥的殼體內(nèi)，其中閥構(gòu)件的安置方式是使球閥處于完全閉合位置中；
[0033]圖6是沿圖1的剖切線B-B剖切球閥得到的上截面，示出了圖3和4的閥構(gòu)件安置在圖1的球閥的殼體內(nèi)，其中閥構(gòu)件的安置方式是使球閥處于完全密封位置中；
[0034]圖7是沿圖1的剖切線A-A剖切球閥得到的側(cè)截面，示出了圖3和4的閥構(gòu)件安置在圖1的球閥的殼體內(nèi)，其中閥構(gòu)件的安置方式是使球閥處于完全打開位置中；
[0035]圖8是沿圖1的剖切線B-B剖切球閥得到的上截面，示出了圖3和4的閥構(gòu)件安置在圖1的球閥的殼體內(nèi)，其中閥構(gòu)件的安置方式是使球閥處于完全打開位置中；
[0036]圖9是圖1所示球閥的閥構(gòu)件的另一實(shí)施例的前視圖；
[0037]圖10是圖9是閥構(gòu)件的俯視圖；
[0038]圖11是沿圖1的線B-B剖切球閥得到的上截面，示出了圖9的閥構(gòu)件安置在圖1的球閥的殼體內(nèi)，其中閥構(gòu)件的安置方式是使球閥處于完全閉合位置中；以及
[0039]圖12是沿圖1的線B-B剖切球閥得到的上截面，示出了圖9的閥構(gòu)件安置在圖1的球閥的殼體內(nèi)，其中閥構(gòu)件的安置方式是使球閥處于完全打開位置中。
[0040]盡管將結(jié)合某些優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不試圖被限制于這些實(shí)施例。恰恰相反，本發(fā)明覆蓋落入所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的所有替代方案、改型及其等同變換。
【具體實(shí)施方式】
[0041]現(xiàn)在參照附圖，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的球閥20的典型實(shí)施例。球閥20具有入口 24和出口 26，入口 24和出口 26沿著用流動路徑軸線28表示的流動路徑軸向?qū)?zhǔn)。流動路徑軸線28穿過球閥20，通常表示流體從入口 24流到出口 26并穿過出口 26的路線。如在這里所使用的，術(shù)語“流體”是指液體、氣體、液體-氣體混合物以及淤漿。確實(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到球閥20不限于應(yīng)用于任何特殊類型的流體。
[0042]球閥20的閥桿32從殼體22的外側(cè)延伸到殼體22的內(nèi)部腔室50(見圖2)。閥桿32圍繞閥桿軸線34沿第一和第二旋轉(zhuǎn)方向36、38旋轉(zhuǎn)，以選擇性地打開和閉合球閥20。
[0043]更具體地，閥桿32延伸穿過殼體22，并以機(jī)械方式耦聯(lián)閥構(gòu)件30(見圖2)。閥桿32耦聯(lián)閥構(gòu)件30，使得閥桿32沿第一或第二旋轉(zhuǎn)方向36、38的旋轉(zhuǎn)引起閥構(gòu)件30的相同旋轉(zhuǎn)。前述旋轉(zhuǎn)使閥桿32在完全打開位置和完全閉合位置之間切換球閥20，反之亦然。如這里所應(yīng)用的，短語“完全打開”定義了允許最大流量的流體流過球閥20的閥構(gòu)件30的取向(見圖2)。還如這里所應(yīng)用的，短語“完全閉合”定義了阻止任何流體流過球閥20的閥構(gòu)件30的取向(見圖2)。還如這里所應(yīng)用的，短語“部分打開”定義了在完全打開位置和完全閉合位置之間的閥構(gòu)件30的取向(見圖2)，此時允許至少一些流體流過球閥20。
[0044]殼體22整合有安裝結(jié)構(gòu)46以安置促動器(未示出)到球閥20。所述促動器以機(jī)械方式連接到閥桿以便提供圍繞閥桿軸線34沿第一或第二旋轉(zhuǎn)方向36、38旋轉(zhuǎn)。備選地，球閥20可包括杠桿或連接到閥桿32的其它結(jié)構(gòu)以用手操作閥桿20。
[0045]如下面將更詳細(xì)地解釋的，球閥20相對于現(xiàn)有設(shè)計(jì)的改進(jìn)在于減小了在完全打開和完全閉合位置之間促動球閥20所需要的功率，反之亦然。球閥20相對于現(xiàn)有設(shè)計(jì)的改進(jìn)之處還在于更小和更輕的結(jié)構(gòu)。前述優(yōu)點(diǎn)在某種程度上是通過使用非球形的閥構(gòu)件30(見圖2)實(shí)現(xiàn)的，其中閥構(gòu)件30使用了貫通它的偏移通路40 (見圖2)。這種結(jié)構(gòu)減小了促動球閥20所需要的功率以及減小了在完全打開和完全閉合位置之間切換球閥20所需要的閥桿32和閥構(gòu)件30旋轉(zhuǎn)量。
[0046]現(xiàn)在參照圖2，球閥20以分解狀態(tài)示出，以便介紹球閥20的各個部件。閥構(gòu)件30容納在殼體22的內(nèi)部腔室50內(nèi)。如圖所示，閥構(gòu)件30處于使球閥20置于完全打開位置所需要的取向上。偏移的通路40對通過閥構(gòu)件30的閥構(gòu)件流動軸線44進(jìn)行了限定。如從圖2可知，閥構(gòu)件流動軸線44從閥構(gòu)件中心軸線104偏移但平行于閥構(gòu)件中心軸線104(見圖3)，而且從流動路徑軸線28偏移但平行于流動路徑軸線28。
[0047]對于流動穿過閥構(gòu)件30的流體而言，閥構(gòu)件30，更具體地，閥構(gòu)件30的通路40，呈現(xiàn)一條直的平滑通路40。人們將會認(rèn)識到這種結(jié)構(gòu)減小了球閥20的整體湍流，還減小了橫跨球閥20的壓降。通路40的這種直的、不中斷的結(jié)構(gòu)還從通路40的橫截面型廓方面來說明。也就是說，通路40的橫截面型廓在貫穿閥構(gòu)件30過程中保持不變。所述橫截面型廓因而與通路40終端處的孔42的型廓相同。
[0048]一對密封裝置在殼體22的內(nèi)部腔室50內(nèi)配置在閥構(gòu)件30的兩側(cè)之一上。更具體地，入口密封環(huán)52安置在閥構(gòu)件30的入口側(cè)上。柔性密封件54由入口密封環(huán)52承載，安置在入口密封環(huán)52和殼體22的界定內(nèi)部腔室50的內(nèi)表面之間。
[0049]偏移元件56偏移入口密封環(huán)52及入口密封環(huán)52所承載的密封件54。偏移元件56作用在入口密封環(huán)52上，以便使其密封面偏移成密封接合閥構(gòu)件30。當(dāng)流體在閥構(gòu)件3周圍沿與從殼體22的入口到殼體22的出口的方向(見圖1)相反的方向流動時，這種結(jié)構(gòu)限制流體流過閥構(gòu)件30的通路40。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到偏移元件56可采用不同的形式，不限于圖2所示的特殊結(jié)構(gòu)。確實(shí),偏移元件56可以是波紋彈簧(wave spring),或者每個都作用在入口密封環(huán)52和密封件54上的多個獨(dú)立彈簧等等。類似地，密封件54不限于圖2所示的特殊結(jié)構(gòu)。確實(shí)，密封件54可提供為用在這種用途中得到認(rèn)可的任意通用材料制成的標(biāo)準(zhǔn)O形環(huán)。
[0050]A 口端配件72沿流動路徑軸線28安置在偏移元件56的上游。入口端配件72使用六角螺母74緊固到殼體22。六角螺母74和入口端配件72優(yōu)選可從殼體22移除，以使球閥20適應(yīng)不同類型的連接，例如銅焊、釬焊、熔焊和/或螺紋嚙合等。進(jìn)一步地，入口端配件72可用塑料材料制成，以耦聯(lián)例如PVC系統(tǒng)的塑料管系統(tǒng)。密封件76安置在入口端配件72和殼體22的界定內(nèi)部腔室50內(nèi)表面之間。因?yàn)橐种评@過(circumvent)入口端配件72，密封件76限制流體沿流動路徑軸線28流動穿過入口端配件72的孔。依據(jù)對通到球閥20的管道進(jìn)行連接的希望連接類型，入口端配件72可整合不同的端部幾何結(jié)構(gòu)，例如螺紋、鍵裝置、密封件等。也就是說，可使用不同的端配件，本發(fā)明無論如何也不限于所示的特殊的入口端配件72 (以及下面所說明的出口端配件82)。
[0051]出口密封環(huán)62安置在內(nèi)部腔室50內(nèi)閥構(gòu)件30的出口側(cè)上。類似于入口密封環(huán)52，出口密封環(huán)62承載密封件64，密封件64密封接合殼體22的界定內(nèi)部腔室50的內(nèi)表面。倘若入口側(cè)密封件54已經(jīng)失效并且流體已經(jīng)繞過入口側(cè)密封環(huán)52和閥構(gòu)件30，這個結(jié)構(gòu)限制流體流過通路40流到出口 26 (見圖1)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到密封件64還阻止泄漏流體從出口 26回流到入口 24 (見圖1)。雖然出口密封環(huán)62和出口密封件64不利用偏移元件偏移壓靠閥構(gòu)件30，人們將認(rèn)識到這種結(jié)構(gòu)可被整合以將出口密封環(huán)62密封地偏移成與閥構(gòu)件30接合。這種結(jié)構(gòu)還可整合到入口側(cè)偏移元件56或者交錯。
[0052]出口端配件82的設(shè)計(jì)與入口端配件72的設(shè)計(jì)相同或類似，出口端配件82安置在出口密封環(huán)62的下游。出口端配件82利用六角螺母84緊固到殼體22。密封件86安置在出口端配件82和殼體22的界定內(nèi)部腔室50的內(nèi)表面之間。出口端配件82和殼體22之間的密封件86獲得的優(yōu)點(diǎn)與上述安置在入口端配件72和殼體22之間的密封件76的優(yōu)點(diǎn)相同或類似。進(jìn)一步地，出口端配件82和六角螺母84也優(yōu)選可從殼體22去除，容納不同的端配件以適應(yīng)與球閥20連接的不同連接類型。
[0053]現(xiàn)在參照圖3和4，將對閥構(gòu)件30的所示實(shí)施例的特殊形狀進(jìn)行更詳細(xì)地說明。尤其參照圖3，閥構(gòu)件30的顯示方式是使閥構(gòu)件流動軸線44和閥構(gòu)件中心軸線104—般垂直于紙面且從紙面向外延伸。如圖3所示，通路40，更具體地，閥構(gòu)件流動軸線44，平行于閥構(gòu)件軸線104且從閥構(gòu)件軸線104偏移，其中閥構(gòu)件流動軸線44穿過通路40的幾何形心，閥構(gòu)件軸線104穿過閥構(gòu)件30的中心。通路40直通過閥構(gòu)件30以使通路40幾乎沒有任何中斷或彎曲，并且貫通閥構(gòu)件30具有完全不變的橫截面型廓，所述橫截面型廓與通路40終端處的孔42的形狀相同。
[0054]通路40還可從孔42的形狀方面來說明并且在孔42之間延伸的結(jié)果表面輪廓是通路40的橫截面型廓不變的結(jié)果。如所顯示的，孔42具有凸出部分112。第一凹入部分114從凸出部分112的邊緣延伸，具有曲率半徑R1。同樣，第二凹入部分116從凸出部分112的另一邊緣延伸，具有第二曲率半徑R2。如圖3所示，第一和第二曲率半徑RpR2大小相同。
[0055]第三凹入部分118在第一和第二凹入部分114、116的邊緣之間延伸，第一和第二凹入部分114、116不相交但都從第一凸出部分112延伸。第三凹入部分118具有曲率半徑R30如圖3所示，第三曲率半徑R3大于第一和第二曲率半徑凡、R2。如上面所指出的，通路40的橫截面型廓不變，并且這樣，通路40的橫截面型廓由凸出表面、第一、第二和第三凹入表面界定，所述第一、第二和第三凹入表面分別從突出部分112和第一、第二與第三凹入部分114、116、118及在通路的孔42之間延伸。
[0056]通路40的上述偏移結(jié)構(gòu)和形狀便于降低球閥20 (見圖1)在完全打開和完全閉合位置之間切換所需要的閥構(gòu)件30的旋轉(zhuǎn)量，反之亦然。然而，人們將會認(rèn)識到通路40的恒定橫截面型廓的特殊形狀可修改成其它幾何形狀，但仍獲得這里所獲得的優(yōu)點(diǎn)。
[0057]現(xiàn)在參照圖4，閥構(gòu)件30以俯視圖示出。如圖4所示，閥構(gòu)件30的非球形形狀是很明顯的。閥構(gòu)件30具有半球形頭部部分106。環(huán)形頸部部分108從半球形頭部部分106徑向向外延伸。這里所用的短語“半球形”和“環(huán)形”用于廣義說明的目的，因而應(yīng)認(rèn)識到頭部部分106不限制于精確的半球形，環(huán)形頸部部分108也不限制于精確的環(huán)形。
[0058]半球形頭部部分106具有第一寬度I。環(huán)形頸部部分具有第二寬度W2，它小于半球形頭部部分106的第一寬度I。半球形頭部部分106還具有垂直于其寬度W1得到的寬度W3。類似地，環(huán)形頸部部分108具有沿垂直于其寬度W2的寬度W4。如圖4所示，寬度W3通常大于寬度w4。
[0059]作為結(jié)果，閥構(gòu)件30的外周緣具有位于環(huán)形頸部部分108兩側(cè)的空隙或者凹槽110，以便獲得半球形頭部部分106和環(huán)形頸部部分108之間的上述寬度區(qū)別。另外，閥構(gòu)件的外周緣還包括鍵槽94，用于容納閥桿30的鍵92 (見圖5)以獲得閥桿32和閥構(gòu)件30之間的機(jī)械連接。雖然鍵槽94示出為一般矩形形狀，但應(yīng)立即認(rèn)識到各種其它幾何形狀可容易地整合到閥構(gòu)件30的外周緣中以獲得這種鍵接關(guān)系。
[0060]現(xiàn)在參照圖5-8，閥構(gòu)件30位于完全閉合位置(見圖5和6)和完全打開位置(見圖7和8)中，以位于球閥20的其余部分內(nèi)的橫截面進(jìn)行顯示。特別參考圖5，圖5示出處于完全閉合位置的球閥20沿圖1的剖切線A-A剖切得到的截面。當(dāng)閥構(gòu)件30旋轉(zhuǎn)到完全閉合位置時，通路40，更具體地，貫通的閥構(gòu)件流動軸線44，與流動路徑軸線28不平行。
[0061]然而，在完全閉合位置中，閥構(gòu)件流動軸線44不垂直于流動路徑軸線28。結(jié)果，球閥20在完全閉合位置和完全打開位置之間切換時需要旋轉(zhuǎn)小于90°。在特殊的實(shí)施例中，球閥20在完全閉合位置和完全打開位置之間切換時需要旋轉(zhuǎn)小于或等于45°。從這里的說明將認(rèn)識到所需要的旋轉(zhuǎn)量取決于貫通閥構(gòu)件40的通路40的形狀和偏移位置。
[0062]還如圖5所示，入口密封環(huán)52包括環(huán)形的入口密封面120，環(huán)形的入口密封面120的曲率等于閥構(gòu)件30的外周緣的曲率以使這兩個部件之間實(shí)現(xiàn)緊密密封。這種密封利用偏移元件56增強(qiáng)，偏移元件56偏移入口密封環(huán)52，具體地，環(huán)形的入口密封面120，到與閥構(gòu)件30的頭部部分106密封接合。如圖所示，當(dāng)球閥20位于完全閉合位置中時，環(huán)形的入口密封面120不接觸頸部部分108。作為結(jié)果，當(dāng)球閥20從完全閉合位置切換到部分打開或完全打開位置時，考慮到旋轉(zhuǎn)閥構(gòu)件30的致動力的減小量，入口密封環(huán)52作用到閥構(gòu)件30上的總壓力減小。
[0063]類似于入口密封環(huán)52，出口密封環(huán)62也包括環(huán)形的出口密封面122。環(huán)形的出口密封面122的形狀或型廓一般與閥構(gòu)件30的外周緣的形狀或型廓相同。從對圖5的分析將認(rèn)識到偏移元件56的偏移力不僅如上所述的那樣將入口密封環(huán)52偏移到接合閥構(gòu)件30，還將閥構(gòu)件30偏移到接合出口密封環(huán)62的環(huán)形的出口密封面122。
[0064]當(dāng)球閥20位于完全閉合位置中時，入口和出口密封環(huán)52、62及其對應(yīng)的密封件54,64因而阻止流體流繞過通路40，在閥構(gòu)件30的外周緣周圍在入口和出口之間流動，由此阻止從球閥20泄漏。不同的是，入口和出口密封環(huán)52、62及其對應(yīng)的密封件54、64限制流體流過閥構(gòu)件30的通路40。然而，當(dāng)通路40，更具體地貫通的閥構(gòu)件流動軸線44不與流動路徑軸線28平行時，流體不能從入口流動通過通路40到達(dá)出口。
[0065]現(xiàn)在參照圖6，圖6示出球閥20位于完全閉合位置時沿圖1的剖切線B-B剖切球閥20得到的截面。如圖所示，閥構(gòu)件30旋轉(zhuǎn)到使球閥20位于完全閉合位置中。當(dāng)這樣做時，半球形頭部部分106接觸環(huán)形的入口密封面120和環(huán)形的出口密封面122。然而，頸部部分108只接觸環(huán)形的出口密封面122。還如圖所示，閥構(gòu)件中心軸線104和閥構(gòu)件流動軸線44通常橫向于流動路徑軸線28。在特殊的實(shí)施例中，這些軸線相對于流動路徑軸線28成小于或等于45°角。
[0066]現(xiàn)在參照圖7，圖7示出球閥20位于完全打開位置時沿圖1的剖切線A-A剖切球閥20得到的截面。一旦閥構(gòu)件30旋轉(zhuǎn)到使球閥20置于部分打開或完全打開位置中，流體則可沿流動路徑軸線28流動通過通路40。確實(shí)，在圖7中，閥構(gòu)件30旋轉(zhuǎn)到使球閥20置于完全打開位置中。當(dāng)球閥20置于完全打開位置中時，環(huán)形的入口密封面120和環(huán)形的出口密封面122接觸閥構(gòu)件30的半球形頭部部分106和頸部部分108 (見圖5)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，閥構(gòu)件流動軸線44平行于流動路徑軸線28。
[0067]現(xiàn)在參照圖8，圖8示出球閥20位于完全打開位置時沿圖1的剖切線B-B剖切球閥20得到的截面。在這個結(jié)構(gòu)中，閥構(gòu)件中心軸線104與流動路徑軸線28 —致且互相平行。閥構(gòu)件流動軸線44平行于閥構(gòu)件中心軸線104和流動路徑軸線28中的每一個。如上所述，為了使閥構(gòu)件30置于這個構(gòu)造中，閥構(gòu)件30需要旋轉(zhuǎn)小于或等于45°。另外，在這個構(gòu)造中，環(huán)形的入口密封面120接觸半球形頭部部分106和環(huán)形頸部部分108中的每一個。環(huán)形的出口密封面122也接觸半球形頭部部分106和環(huán)形頸部部分108中的每一個。
[0068]圖9-12示出了閥構(gòu)件230的另一實(shí)施例，下面將對其進(jìn)行說明。當(dāng)將這個閥構(gòu)件230整合到球閥20中時，球閥20的其余結(jié)構(gòu)保持不變，這樣，閥構(gòu)件230將在上述球閥20的其余部分的上下文中進(jìn)行說明。在不應(yīng)用偏移閥構(gòu)件流動軸線的條件下，閥構(gòu)件230的這個實(shí)施例實(shí)現(xiàn)與上述閥構(gòu)件30相同或類似的優(yōu)點(diǎn)。
[0069]現(xiàn)在參照圖9和10，閥構(gòu)件230的所示實(shí)施例的特殊形狀將更詳細(xì)的進(jìn)行說明。特別參考圖9，閥構(gòu)件230顯示為使閥構(gòu)件流動軸線244和閥構(gòu)件中心軸線204通常垂直于紙面向外延伸。如圖9所示,通路240,具體地，閥構(gòu)件流動軸線244穿過通路240的幾何形心，平行于閥構(gòu)件軸線204并且與其相一致，其中閥構(gòu)件軸線204穿過閥構(gòu)件230的中心。通路240 —般直地穿過閥構(gòu)件230，以使它不遇到任何基本中斷或基本彎曲。
[0070]在通路240終端處，孔242的形狀通常類似于上述相對于閥構(gòu)件30的孔42的形狀。
[0071]具體而言，每個孔242包括凸出部分212。第一凹入部分214具有曲率半徑R1，從凸出部分212的邊緣延伸。同樣，第二凹入部分116從凸出部分112的另一邊緣延伸且具有第二曲率半徑R2。如圖9所示，第一和第二曲率半徑Rp R2大小相等。
[0072]第三凹入部分218在第一和第二凹入部分214、216之間延伸，第一和第二凹入部分214、216不相交但都從第一凸出部分212延伸。第三凹入部分218具有曲率半徑R。如圖9所示，第三曲率半徑R3大于第一和第二曲率半徑R1、R2。從圖9將會認(rèn)識到如果出口側(cè)孔242的位置相對于入口側(cè)孔242旋轉(zhuǎn)180°，通路240的橫截面型廓不是恒定的。
[0073]閥構(gòu)件230還具有扁平底部248，扁平底部248由開口 258 (還參見圖11和12)形成，開口 258延伸到閥構(gòu)件230中并且垂直于閥構(gòu)件流動軸線244。開口 258用于在制造過程中固定閥構(gòu)件230以便保證在機(jī)加工過程中，從入口側(cè)孔242延伸的通路與從出口側(cè)孔242延伸的通路成一直線。具體而言，因?yàn)槿缟纤鲞@些孔242相對于彼此旋轉(zhuǎn)180°，需要兩個獨(dú)立的機(jī)加工操作，一個機(jī)加工操作機(jī)加工入口側(cè)孔242，另一個機(jī)加工操作機(jī)加工出口側(cè)孔242。
[0074]現(xiàn)在參照圖10，閥構(gòu)件230以俯視圖示出。如圖10所示，閥構(gòu)件230具有非球形的形狀。具體而言，閥構(gòu)件230具有第一部分半球形部分206和第二部分半球形部分208。如圖10所指向的，第一部分半球形部分206安置在閥構(gòu)件中心軸線204上方。如圖10所指向的，第二部分半球形部分208安置在閥構(gòu)件中心軸線204下方。入口側(cè)凹槽278延伸到第一和第二部分半球形部分206、208中。然而，入口側(cè)凹槽278形成閥構(gòu)件230的入口側(cè)上的孔242，相對于第二部分半球形部分208更徑向向內(nèi)延伸到第一部分半球形部分206中。
[0075]出口側(cè)凹槽280形成閥構(gòu)件230的出口側(cè)上的孔242，也延伸到第一和第二部分半球形部分206、208中。出口側(cè)凹槽280相對于第一部分半球形部分206更徑向向內(nèi)延伸到第二部分半球形部分208中。凹槽278、280的這個布置還參照豎直軸線266進(jìn)行說明，豎直軸線266垂直于閥構(gòu)件軸線204，延伸穿過閥構(gòu)件230的直徑288的幾何中心。更具體地，凹槽278、280關(guān)于原點(diǎn)O對稱，其中原點(diǎn)O形成在豎直軸線266和閥構(gòu)件中心軸線204的交叉點(diǎn)。從上述說明將會認(rèn)識到閥構(gòu)件230因而具有非球形的形狀。
[0076]現(xiàn)在參照圖11和12，下面將分別相對于位于完全閉合和完全打開位置的球閥20的其余部分說明閥構(gòu)件230的結(jié)構(gòu)布置。特別參照圖11，閥構(gòu)件230沿第二旋轉(zhuǎn)方向38旋轉(zhuǎn)以便使球閥20置于完全閉合位置中。當(dāng)位于完全閉合位置中時，第一部分半球部分206接觸入口密封面120。然而，第一部分半球形部分206不接觸出口密封面122。第二部分半球形部分208密封接觸出口密封面122。然而，第二部分半球形部分208不接觸入口密封面120。這樣，在完全閉合位置中，入口密封環(huán)52密封接合第一部分半球形部分206，并且出口密封環(huán)62密封接合第二部分半球形部分208。
[0077]現(xiàn)在參照圖12，閥構(gòu)件230沿第一旋轉(zhuǎn)方向36旋轉(zhuǎn)以便使球閥20置于完全打開位置中。閥構(gòu)件230沿第一旋轉(zhuǎn)方向的這個旋轉(zhuǎn)小于或等于約45°。同樣，為了使球閥20返回到完全閉合位置中，需要沿第二旋轉(zhuǎn)方向38旋轉(zhuǎn)小于或等于45°。這個減小量的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)相同于或類似于上述相對于球閥20在完全打開位置和完全閉合位置之間切換所需要的減小量的促動扭矩所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0078]當(dāng)位于完全打開位置中時，半球形部分206接觸入口和出口接觸表面120、122中的每一個，以使第一部分半球形部分206密封接合入口密封環(huán)52和出口密封環(huán)62。類似地，在完全打開位置中，第二部分半球形部分208接觸入口和出口密封面120、122，以使第二部分半球形部分208密封地接合入口密封環(huán)52和出口密封環(huán)62。作為結(jié)果，當(dāng)流體流過球閥20時，流體被限制沿著閥構(gòu)件流動軸線244在入口和出口 24、26之間流動。
[0079]下面說明球閥20整合閥構(gòu)件30的組裝、構(gòu)造和操作方法。然而，應(yīng)認(rèn)識到下面所述的相同步驟同樣適用于閥構(gòu)件230。為了組裝球閥20，通過從殼體22的出口 26插入偏移兀件56,直到偏移兀件56鄰接在殼體22內(nèi)形成的凸肩130,偏移兀件56被放置在殼體20的內(nèi)部腔室50內(nèi)。密封件52安置在入口密封環(huán)54上，然后從殼體22的出口 26滑動到殼體22的內(nèi)部腔室中。
[0080]閥桿30和它的相關(guān)密封件96、98通過殼體22的出口 26插入到殼體22的內(nèi)部腔室50中，并且向上穿過端口 90。閥桿32則進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以使鍵92的縱向軸線平行于流動路徑軸線28。然后，閥構(gòu)件30從入口 26插入到殼體22的內(nèi)部腔室50中，其中鍵槽94定向成容納閥桿32的鍵92。
[0081]一旦閥構(gòu)件30與閥桿32配合且安置在內(nèi)部腔室50內(nèi)，出口密封環(huán)62和密封件64在內(nèi)部腔室50內(nèi)安置在閥構(gòu)件30的出口側(cè)上。然后，密封件86插入到內(nèi)部腔室50中并且出口端配件82使用六角螺母84緊固到殼體22。最后，閥構(gòu)件30的入口側(cè)上的密封件76插入到內(nèi)部腔室50中，并且入口端配件72利用六角螺母74緊固到殼體22。應(yīng)認(rèn)識到密封件76、入口端配件72和六角螺母74的組裝可在前述組裝方法的任意階段進(jìn)行。
[0082]為了使構(gòu)造的球閥20便于操作，入口和出口端配件72、82固定到適當(dāng)?shù)墓艿?。促動器安裝到安裝結(jié)構(gòu)46以及閥桿32。所述促動器連接到電源和/或控制器，并且一旦任意相關(guān)的電子初始化完成后，球閥20就置于操作中。備選地，如上所述，手動操作的設(shè)備可連接到閥桿32以手動操作球閥20。
[0083]為了操作球閥20，閥桿32沿圖1的第一和第二旋轉(zhuǎn)方向之一旋轉(zhuǎn)，以將球閥20從完全閉合位置切換到部分打開位置或者完全打開位置。這個旋轉(zhuǎn)小于或等于45°。這種結(jié)構(gòu)有利地減小了球閥20在上述位置之間切換所需要的功率。作為結(jié)果，由于球閥20具有重量輕、消耗功率低的凹槽，球閥20克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，其中所述凹槽容易與現(xiàn)有的流體路由系統(tǒng)相結(jié)合。
[0084]所有參考文件，包括出版文獻(xiàn)，專利申請文件和這里所引用的專利文件在這里通過引用合并到本申請中，如同每份參考文件單獨(dú)地且具體地指出在這里通過引用全文整合到本申請中并進(jìn)行闡明。
[0085]在描述本發(fā)明的上下文中(尤其是在下面的權(quán)利要求的上下文中)所使用的術(shù)語“一”、“一個”和“所述”和類似措辭應(yīng)理解為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非在這里另外指出或者與上下文明顯矛盾。術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”和“含有”應(yīng)理解為開放式的用詞(即意思是“包括但不限于”)，除非另外指出。這里列舉的數(shù)值范圍僅僅旨在用作單獨(dú)地參考落入所述數(shù)值范圍的各個獨(dú)立值的速記方法，除非這里另外指出，并且每個獨(dú)立值結(jié)合到本說明書中，仿佛在這里對其進(jìn)行單獨(dú)列舉。這里所述的所有方法以任意合適的順序執(zhí)行，除非在這里另外指出或者與上下文明顯矛盾。這里所用的任何和所有實(shí)例，或者示例性語言(如“例如”)僅僅旨在更好地闡明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，除非另外指出。說明書中的任何語言都不應(yīng)理解為表明任何不要求保護(hù)的元件對實(shí)施本發(fā)明是必不可少的。
[0086]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在這里進(jìn)行了說明，包括發(fā)明人已知的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。通過閱讀前述說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員會容易地知曉這些優(yōu)選實(shí)施例的變型。本發(fā)明人希望本領(lǐng)域技術(shù)人員適當(dāng)?shù)厥褂眠@種變型，并且本發(fā)明人旨在以與這里具體說明的方式方法不同的方式方法執(zhí)行本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括所附權(quán)利要求所列舉主題的符合適當(dāng)法律要求的改型和等同變換。而且，上述元件在其所有可能變型中的任意組合包含在本發(fā)明中，除非在這里另外指出或者與上下文明顯矛盾。
【權(quán)利要求】
1.一種球閥，具有完全打開位置和完全閉合位置，其中在球閥的完全打開位置中，允許流體流過所述球閥，但在球閥的完全閉合位置中，阻止流體流過所述球閥，所述球閥包括: 殼體，其具有入口、出口以及內(nèi)部腔室，其中所述內(nèi)部腔室位于所述入口和出口之間，其中流動路徑穿過所述殼體并且在所述入口和出口之間延伸；和 非球形的球閥構(gòu)件，其安置在所述內(nèi)部腔室內(nèi)且在流動路徑內(nèi)，所述非球形的閥構(gòu)件具有貫通的通路，所述通路與流動路徑選擇性地對準(zhǔn)，所述非球形的閥構(gòu)件在所述內(nèi)部腔室內(nèi)可旋轉(zhuǎn)以使所述球閥在完全打開位置和完全閉合位置之間切換或者在完全閉合位置和完全打開位置之間切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球閥，其特征在于，所述非球形的閥構(gòu)件具有半球形頭部部分和環(huán)形頸部部分，其中所述環(huán)形頸部部分從所述半球形頭部部分向外延伸，其中所述非球形閥構(gòu)件的通路限定穿過所述通路中心的閥構(gòu)件流動軸線，并且其中所述閥構(gòu)件流動軸線只穿過所述非球形閥構(gòu)件的環(huán)形部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球閥，其特征在于，所述非球形閥構(gòu)件旋轉(zhuǎn)小于或等于約45°，經(jīng)過所述非球形閥構(gòu)件的小于或等于約45°的旋轉(zhuǎn)使所述球閥在完全打開位置和完全閉合位置之間切換或者在完全閉合位置和完全打開位置之間切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球閥，其特征在于，所述半球形頭部部分具有第一寬度，所述環(huán)形頸部部分具有第二寬度，并且所述第一寬度大于所述第二寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球閥，其特征在于，所述球閥還包括入口密封件和出口密封件，其中所述入口密封件鄰近入口安置并且具有環(huán)形的入口密封面，其中所述環(huán)形的入口密封面密封地接合所述非球形的閥構(gòu)件，所述出口密封件鄰近出口安置并且具有環(huán)形的出口密封面，所述環(huán)形的出口密封面密封地接合所述非球形的閥構(gòu)件，其中在完全閉合位置中，所述半球形頭部部分接觸所述環(huán)形的入口密封面和環(huán)形的出口密封面，而在完全閉合位置中，所述環(huán)形頸部部分只接觸所述環(huán)形的出口密封面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球閥，其特征在于，所述非球形的閥構(gòu)件具有第一部分半球形部分和第二部分半球形部分，其中所述第一部分半球形部分配置在穿過非球形閥構(gòu)件的中心的軸線的其中一側(cè)上，所述第二部分半球形部分配置在所述軸線的另一側(cè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的球閥，其特征在于，入口側(cè)凹槽和出口側(cè)凹槽徑向向內(nèi)延伸到所述部分半球形部分的每一個中，并且所述第一和第二凹槽關(guān)于非球形閥構(gòu)件的原點(diǎn)對稱，其中所述非球形閥構(gòu)件的原點(diǎn)位于所述非球形閥構(gòu)件的幾何中心。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的球閥，其特征在于，所述球閥還包括入口密封件和出口密封件，其中所述入口密封件鄰近入口安置并且具有環(huán)形的入口密封面，所述環(huán)形的入口密封面密封地接合所述非球形的閥構(gòu)件，所述出口密封件鄰近出口安置并且具有環(huán)形的出口密封面，所述環(huán)形的出口密封面密封地接合所述非球形的閥構(gòu)件，其中在完全打開位置中，所述第一部分半 球形部分接觸所述環(huán)形的入口密封面和環(huán)形的出口密封面，而在完全閉合位置中只接觸所述環(huán)形的出口密封面，并且在完全打開位置中，所述第二部分半球形部分接觸所述環(huán)形的入口密封面和環(huán)形的出口密封件，而在完全閉合位置中只接觸所述環(huán)形入口密封面。
9.一種球閥，具有完全打開位置和完全閉合位置，其中在完全打開位置中允許流體流過所述球閥，在完全閉合位置中阻止流體流過所述球閥，所述球閥包括:殼體，其具有入口、出口和流動路徑，其中所述流動路徑在所述入口和出口之間延伸； 球閥構(gòu)件，其安置在所述殼體的入口和出口之間的內(nèi)部腔室內(nèi)且位于所述流動路徑內(nèi)以便選擇性地在完全打開和完全閉合位置之間切換所述球閥，所述球閥構(gòu)件具有直的通路；和 其中，所述通路具有非圓形的橫截面型廓，并且限定穿過所述通路中心的閥構(gòu)件流動軸線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球閥，其特征在于，所述球閥還包括閥桿，其中所述閥桿從所述殼體的外側(cè)延伸到所述殼體的內(nèi)部腔室中，所述閥桿以機(jī)械方式藕聯(lián)到所述球閥構(gòu)件以使所述閥桿圍繞閥桿軸線的旋轉(zhuǎn)引起所述球閥構(gòu)件的相同旋轉(zhuǎn)，所述閥桿軸線穿過所述閥桿的中心，并且其中一旦所述閥桿旋轉(zhuǎn)和所述球閥構(gòu)件相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)小于或等于45°，所述球閥就從完全打開位置切換到完全閉合位置或者從完全閉合位置切換到完全打開位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球閥，其特征在于，所述閥構(gòu)件流動軸線從穿過球閥構(gòu)件的中心的閥構(gòu)件中心軸線偏移并且平行于所述閥構(gòu)件中心軸線。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球閥，其特征在于，所述直的通路具有凸出部分和至少一個凹入部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的球閥，其特征在于，所述直的通路具有凸出部分和第一與第二凹入部分，所述第一凹入部分在所述凸出部分的第一邊緣開始，所述第二凹入部分在所述凸出部分的第二邊緣開始，所述第一和第二凹入部分中的每一個都具有自由邊緣，其中第三凹入部分在所述第一和第二凹入部分的自由邊緣之間延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的球閥，其特征在于，所述第一和第二凹入部分中的每一個的曲率半徑都小于所述第三凹入部分的曲率半徑。
15.一種球閥，具有完全打開位置和完全閉合位置，其中在所述完全打開位置允許流體流過所述球閥，在所述完全閉合位置阻止流體流過所述球閥，所述球閥包括: 殼體，其具有入口、出口和內(nèi)部腔室，其中所述內(nèi)部腔室位于所述入口和出口之間，其中流動路徑穿過所述殼體并且在入口和出口之間延伸； 閥構(gòu)件，其安置在所述內(nèi)部腔室內(nèi)并且可在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)以便閥構(gòu)件旋轉(zhuǎn)小于或等于大約45°，經(jīng)過所述非球形閥構(gòu)件的小于或等于約45°的旋轉(zhuǎn)使所述球閥從完全打開位置切換到完全閉合位置或者從完全閉合位置切換到完全打開位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的球閥，其特征在于，所述球閥包括頭部部分和環(huán)形頸部部分，其中所述環(huán)形頸部部分遠(yuǎn)離所述頭部部分延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的球閥，其特征在于，所述閥構(gòu)件包括延伸穿過所述環(huán)形頸部部分的通路。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的球閥，其特征在于，所述通路限定閥構(gòu)件流動軸線，并且所述閥構(gòu)件具有穿過所述閥構(gòu)件中心的中心軸線，所述閥構(gòu)件流動軸線平行于所述閥構(gòu)件中心軸線并且從所述閥構(gòu)件中心軸線偏移。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的球閥，其特征在于，所述閥構(gòu)件具有第一部分半球形部分和第二部分半球形部分，其中所述第一部分半球形部分配置在穿過所述閥構(gòu)件中心的軸線的其中一側(cè)上，所述第二部分半球形部分配置在所述軸線的另一側(cè)上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的球閥，其特征在于，入口側(cè)凹槽和出口側(cè)凹槽徑向向內(nèi)延伸到所述部分半球形部分的每一個中，并且所述第一和第二凹槽關(guān)于所述閥構(gòu)件的原點(diǎn)對稱， 其中所述閥構(gòu)件的原點(diǎn)位于所述閥構(gòu)件的幾何中心。
【文檔編號】F16K5/06GK103765062SQ201280042251
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】K·R·托馬斯 申請人:施耐德電氣建筑有限公司