本发明涉及阀技术，特别涉及一种改进的球阀结构。 本发明尤其适用于控制系统等所使用的小尺寸球阀，下文将参照小尺寸球阀进行叙述。但是，正如将会明显地看到的那样，本发明能够更广泛地被应用，并且能够引入到多种不同用途的各种尺寸的球阀中。
在共同受让人的美国专利4，026，516中，公开了一种球阀结构，其中的流量控制球被密闭在一个适当的弹性衬垫材料（如聚四氟乙烯或聚乙烯等）的筒夹或封壳内。对衬垫材料施加予压载荷，在球面和阀室内壁处形成流体密封。
在上述的专利中，予压载荷是通过新型的杆衬垫和导向套筒装置作用的。该装置含有弹性衬垫材料的圆筒，包围着球操作杆并和衬片邻接，该衬片又贴在球封闭筒夹上。予压力作用在杆衬垫上，杆衬垫被挤压从而使衬片对球封闭筒夹施加象弹簧一样的推压作用。
上述装置在大多数操作条件和环境下都非常有效。但是，在温度周期性变化剧烈或衬垫磨损严重的条件下使用时，该装置就不能象予期的那样工作。
本发明能够克服上述存在的问题，提供了一种筒夹予加压系统，不需要重新调节或更换筒夹，可以对付温度剧烈周期性变化和衬垫严重磨损的问题。
根据本发明的一个方面，提出了一种球阀，该球阀含有一个阀体，其圆柱形孔从阀体外部向内延伸，限定了一个阀室，有入口和出口通道从阀体外部向阀室连通。球阀件沿阀室轴向配置，具有圆柱形操作杆，沿着阀室轴向伸出到阀体外部。在阀室内还放置有一大块弹性衬垫材料，包围着球阀件并基本上填充该阀室。还设置有调节装置，对衬垫施加压力载荷，使衬垫与阀室内壁及球阀件外部密封接合。该调节装置含有一个刚性的圆形衬片，精密地安放在孔内，并且沿其横向延伸。安装衬片时，使其直接贴合在衬垫上，其圆孔则包围着该操作杆。碟簧装置放置在衬片的与衬垫相反的一侧上。衬垫螺帽件精密安放在孔内，位于碟簧装置外侧，其内表面和碟簧装置接合。和衬垫及孔相联系的调节装置，使衬垫螺帽件移向衬片，挤压碟簧装置并对衬垫施加推压力。
根据本发明一个受限定的方面，碟簧装置包括一个或多个碟形弹簧，层叠在衬片和衬垫螺帽之间，其中心孔较精密地接纳操作杆。
根据本发明的另一个方面，最好使碟形弹簧地外周尺寸能够比较精密而可滑动地安放在孔内。
本发明的另一个方面，设想该球阀配置一个圆柱形套筒，从衬片向外伸出，穿过衬垫螺帽件，而碟簧装置的内孔和套筒外表面比较精确地接合。
使用上述装置，对衬垫进行加压的方式，可以补偿衬垫材料的磨损和由于温度变化而引起的膨胀或收缩。该装置可显著减少衬垫所需要的调节次数。另外，改变碟形弹簧的数目和层叠布置方式，就有可能不用改变阀的整体形状和构造而获得推力或予压载荷的各种变化。
使用了上述的套筒，就有可能进一步改变所使用碟簧的尺寸和种类而不用变化阀体的内外结构或衬垫螺帽的结构。另外，套筒对碟簧提供了极其良好的导向，可防止碟形弹簧移位和/或以有害方式和操作杆啮合。
因此，本发明的主要目的是提供一种上述的通用型球阀结构，它能够在调节衬垫时持续运转，并且能够在很宽范围的温度循环内起作用。
本发明的另一个目的是提供一种上述类型的球阀，其中，对衬垫的予压载荷可以从阀的外部迅速调节。
本发明的又一个目的是提供一种用于封闭型球阀的衬垫予压装置，它不需改变阀体或有关的零部件，就能获得各种衬垫予压力。
上述的和其它的目的和优点，从下面的结合附图的叙述中就会更加清楚。
图1是体现本发明主题的球阀的最佳实施例的横剖视图;
图2是图1实施例中某些零件的分解视图;
图3是类似于图1的局部横剖视图，显示了本发明的少许修改的型式。
下面详细参考附图。图中所示的内容仅仅是为了描述本发明的实施例，而本发明并不受其局限。图1描述了球阀的整个装置，包括本发明的衬垫予加载即予压结构。具体地说，如图1所示，球阀10包括一个刚性阀体12，其圆柱形孔14从阀体外部向内伸展，终端为平底壁16。孔14最好沿其整个长度都有相等直径。孔14的底端部分（从图1看去）构成了阀室18。
在本实施例中，所示阀为三通阀，有第一入口或通道20和一对成一直线的孔口22和24。入口20和孔14轴向对中。孔口22和24成一直线，其轴线和孔14的轴线相交。每个孔口20，22和24都设有常用的连接装置，例如管螺纹等，使该阀能够连接到适当的管道、管接头等上面。
虽然本实施例所叙述的阀为三通阀，很显然，本发明还可包括两通阀或多路阀，并且该特定阀体种类与发明无关。
轴向安装在孔14的阀室部分内的是球阀件28，其内有适当的内通道30，通过有选择的转动，可以把孔口20和孔口22或24相连通。
在图示的实施例中，球阀件28通常含有整体的圆柱形操作杆32，从球体沿着孔14的轴向伸出到阀体12外部。在杆32的外端装有适当的手柄36，还装有可选择转动球阀件28的装置。在本实施例中，手柄36用适当塑料模制，金属嵌件38模压在其内，金属嵌件38的内孔40可容纳杆32的外端。用定位螺钉32或诸如此类咬住杆32外端上的平面44，把手柄锁定在其相对于杆和球阀组件的所需位置上。
放置在阀室18内紧密包围球阀件28的夹头或衬垫组件48，包括一大块适当的塑料或树脂系材料，材料的选择应使其具有该阀所处环境所需要的性能。举例来说，本文所讨论的这种球阀，其球衬垫可采用诸如聚四氟乙烯或聚乙烯等塑料材料来制造。一般说来，如同美国专利3，236，495号和4，026，516号所详细叙述的那样（其内容引述于此供参考），衬垫组件48做成互配的上半部50和下半部52（见图2）。每个半部一般都有紧密配合在孔14内的外圆柱形表面，和紧密接合在球阀件28外表面上的内侧半球形表面。另外，衬垫上半部50有轴向同心孔54，使其尺寸可以和杆32外周紧密接合。用金属或硬塑料制成的适当圆环56与衬垫相配，配置在各入口和出口周围，防止衬垫材料被挤进孔口区域。另外，如同上述美国专利3，236，495和4，026，516所叙述的那样，最好把圆片58配置在球阀件28沿直径的相反两侧上，从球阀件穿过衬垫48而伸出，和阀室18的侧壁接合，当球阀处于闭合位置时就可以防止衬垫挤入球阀通道30内。应该理解，圆环和圆片的布置应随所采用的孔口布置情况而改变。
对于本发明，特别重要的是设置了对衬垫48施加予压载荷的装置，使衬垫与球阀件28的外表面以及孔14的内表面和底壁保持密封接合。在本实施例中，该装置含有一个通常是平的较硬的圆形圆片或衬片62，其外径尺寸使其可以精密而自由地接纳在孔14内。圆片62上有轴向中心通孔64。中心孔64的大小使其可滑配在杆32上。可以理解，圆片62能够用各种具有适当强度特性的材料制成。但是，在本实施例中，圆片最好用金属制成。
如图所示，放置圆片62时，其底面66和衬垫50顶面相接合。圆片62的另一侧装有碟簧装置68。在所述实施例中，碟簧装置68包含一个或多个金属弹簧垫圈70，后者在非压缩状态下，一般具有碟形形状，如图2所示。正如将明显地看到的那样，金属碟形弹簧垫圈70的数目和层叠布置方式改变，以适应所涉及特定阀的要求。在本实施例中，叙述了四个金属碟形弹簧垫圈70，它们交替朝向配置，如图2所示。
应该注意，碟形弹簧垫圈70的内孔72只比杆32的直径稍大些。这样保证了弹簧垫圈的准确导向并保持其相对于衬片62的所需层叠关系。另外，碟形弹簧垫圈70的外径最好稍小于孔14的内径。这保证碟形弹簧件的辅助导向。
螺帽件80配置在孔14的外端，可调节使之移向衬片62或离开。螺帽件80的轴向通孔82可在杆32上自由滑配。在螺帽件80的外圆周和孔14外端的内圆周上成形有配合螺纹84，提供了调节移动螺帽件80的装置，以便压缩碟形弹簧70，并通过衬片62对衬垫48施加可调的予压载荷。
如图2所清楚地显示的那样，螺帽件80顶端上的直径减小部分86，有适当的工具安放表面，如板手平面87。减小直径部分最好伸出阀体之外，以便于调节时接近之。如图所示，手柄嵌件38有埋头孔88，可紧密接纳螺帽件80的直径减小部分。孔14的外端放置有适当的挡销或挡板90，其上有一个供螺帽件80的直径减小部分通过的通孔。挡板90在杆32和球阀件28的适当错开位置上，起到与手柄36和阀体12上的挡块（图中未示）相接合的作用。
图3所示为本发明的少许修改的形式。在图3中，使用了图1实施例所用的相同标号来标示相应的零部件。图3中的标号的区别在于加了撇号。除非另有说明，图3中公用标号的零部件同图1实施例所涉及的零部件是相同的。在图3实施例中，细长圆柱形套筒94从衬片62′向上伸出，穿过碟形弹簧装置68′和螺帽件80′。套筒94的内径尺寸可以和杆32′外表面精密滑配。套筒94的外径尺寸则可精密地插入碟形弹簧垫圈70′和螺帽件80′的内直径中。如图3所示，套筒94最好和衬片62′成一整体。但是，可以理解，必要时它也可以是分开的另件。套筒94对弹簧垫圈70′起导向件的作用，并防止它们和杆32′接触。采用了导向套筒94，大量的各种选择的碟形弹簧都可以安装到该阀上，和/或相同的弹簧可以用于各种阀尺寸。
从上文可以看出，本发明提出了一种非常简单和轻巧的衬垫予加载装置，其予加载方式可以很容易补偿磨损和衬垫由于温度变化或周期性变化所引起的膨胀或收缩。而且，予压载荷可以迅速改变，不需要把阀从管道上卸下。
上文已经对本发明作出详细和充分的说明，使普通技术人员能够制造和使用。很显然，其他人在阅读并理解说明书之后，就可以对最佳实施例作出变型和修改。我们的意图是把所有这些变型和修改都包括为本发明的一部分，只要这些内容是在附加的权利要求书的保护范围之内。