TWM449215U - 閥件錐體外切線與閥座之軸不平行之三偏心閥 - Google Patents

Description

閥件錐體外切線與閥座之軸不平行之三偏心閥

本創作係有關於閥體，尤其是一種閥件錐體外切線與閥座之軸不平行之三偏心閥。

習知技術中一蝶閥，該蝶閥包含由一延徑向穿越之軸孔，以供一驅動轉軸***並藉以驅動該蝶閥轉動，以開啟或關閉該閥門為三偏心軸之設計。如圖七所示，顯示習知技術中的三偏心閥，其中該閥包含：一閥體1’，該閥體具有一閥室10’；一閥桿2’，該閥桿穿透過該閥體1’。一閥座30’，該閥座容置於該閥室10’內。一止洩環32’，該止洩環32為一O形環，該止洩環32之徑向截面兩端呈不相對稱之狀態。一閥件31’，該閥件31’設置於該閥座30’上，該閥件31的軸向設有一軸孔310，該軸孔用於讓該閥桿穿透過其中，以控制該閥件31的開啟及關閉。

其中該止洩機構為一三偏心的設置；所謂的三偏心軸即指：該轉軸的軸心偏離該閥體橫截面上下兩端所構成的中心線(請參考圖四所示)，所以構成第一偏心(A’)。該閥體的軸向中心線偏離該管路的中心線，所以構成第二偏心(B’)，該閥體兩邊的側緣所構成的椎體不為正角錐體，而是其頂端偏向一邊的偏心錐體。其中該錐體的兩邊與管路的軸向皆不平行，所以構成第三偏心(C’)。習知技術中該錐體的一邊與管路的軸向平行，因此止洩環必須依照其角度不同而加工出能夠相互契合的角度，且當該止洩環一經轉動，此時角度不在契合時，將會有洩漏的可能性。

在習知技術中，上述閥座配合此三偏軸的設計，閥 座的內緣的斜度必須符合上述偏心錐體的斜度，也就是如圖所示，閥座之內緣上方具有一斜度；而閥座之內緣的下方則呈水平；且此兩斜度正好與該正角錐體的斜度相符合。而整個內緣的斜度則由上方向下方依序呈連續性的改變。

由於上述正角錐體的設計，為了達到止洩環可以完全密封該閥體，環狀的止洩環相對於其軸心必須形成徑向的圓形不對稱的型態，已使得圓形不對稱的止洩環安裝在閥體外緣而頂撐該閥座時，此一止洩環的邊緣可以其不同位置緊貼在該閥座的內緣，而形成完全密封的形式。因為該止洩環為相對於其軸心形成之徑向的圓形不對稱，所以在製造上相當困難，而且安裝時並會存在方向性的問題，該止洩環必須以設定的方位崁入該閥體中。但當止洩環滑動時，即會破壞該水封。

所以本創作的目的係為解決上述習知技術上的問題，本創作中提出一種閥件錐體外切線與閥座之軸不平行之三偏心閥，由偏心錐體的設計使得環狀的止洩環可以是相對於其軸心形成徑向的圓形對稱。即此一圓形對稱的結構當該止洩環安裝在閥體外緣而頂撐該閥座時，此一止洩環的邊緣可以其不同位置緊貼在該閥座的內緣，而形成完全密封的形式。因為該止洩環為相對於其軸心形成之徑向的圓形對稱，所以在製造上相當簡單，而且安裝時並不會有方向性的問題，該止洩環可以任一方向直接崁入該閥體中。即時當止洩環滑動時，仍可達到密封的目的。

為達到上述目的本創作中提出一種閥件錐體外切線與閥座之軸不平行之三偏心閥，包含：一閥體，該閥體具有一閥室；一閥座容置於該閥室內；該閥座略呈圓環狀，而該閥座之徑向截面呈梯形；一閥件，該閥件設置於該閥室內，其外緣頂抵該閥座，該閥件的軸向設有一軸孔，該軸孔用於讓一閥桿穿透過其中，以控制該閥件的開啟及關閉，該閥件的開啟及關閉可以管制通過流體之流量；其該閥件形成不對稱的錐形，其中上下兩邊的側緣所形成的兩延伸線不對稱，上方側緣的延伸線相對於該閥件的中心線的斜率(取絕對值)大於下方側緣延伸線相對於該閥件的中心線的斜率(取絕對)，將該兩傾斜線往左方延伸呈一交點，其中交點與該閥體之中心線之間的距離不大於閥件的半徑；以及一止洩環，該止洩環為一O形環，係容置於該閥件之外側而頂抵在閥座，該止洩環之徑向對稱於通過該止洩環中心的軸線。

其中本案中較佳的設計條件為：設該閥件上邊的側緣所形成的延伸線與該閥體之中心線之間的夾角的範圍界於2.5度至10度之間，更佳者該角度界於4.5度至8度之間。另外交點至閥體中心的線與該上邊延伸線之間的夾角設的範圍界於10度至30度之間，更佳者該角度界於14度至23度之間。另外設由交點作一垂線至該該閥體之中心線的交點為I’，則I’到閥體中心的距離界於90mm至1500mm之間，更佳者該距離界於130mm至1150mm之間。

由下文的說明可更進一步瞭解本創作的特徵及其優點，閱讀時並請參考附圖。

茲謹就本案的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，舉本案之一較佳實施例詳細說明如下。

請參考圖一至圖四所示，顯示本創作之三偏心閥，包含下列元件：一閥體1，該閥體的內環壁形成一閥室10；一閥座30容置於該閥室10內；該閥座略呈圓環狀，而該閥座之徑向截面呈梯形。本案中該閥座為可拆卸之結構。

一閥桿2，該閥桿穿透過該閥體1，該閥桿頂端可連結一閥操作器(圖中未示)，用於驅動該閥體旋轉，已使得該閥體可以選擇性的開啟或關閉管徑通孔。

一閥件31，該閥件31設置於該閥座30內部，該閥件31的軸向設有一軸孔310，該軸孔用於讓該閥桿2穿透過其中，以控制該閥件31的開啟及關閉，該閥件31的開啟及關閉可以管制通過流體之流量；其中該閥件31中心部位突伸一環，而靠近外緣處設有一凹溝。

一止洩機構3，該止洩機構包含：一止洩環32(請參考圖五A及五B)，該止洩環32為一O形環，係容置於該閥件31之外側而頂抵在閥座30，請參考圖五，該止洩環32之徑向對稱於通過該止洩環32中心的軸線，該止洩環32頂部略呈圓弧狀。

其中該止洩環為矽膠環或石墨或PTEF材質所構成的環圈，依據本案之設計(將於下文中說明)，該呈對稱形態的止洩環32可接觸到該閥座30之任一點而達到密封止洩的作用，且能夠均勻分佈 受力。

一止水墊圈33，該止水墊圈33為一圓環，該止水墊圈33位於該閥件31的凹構內，並介於該閥件31與該止洩環32之間。止水墊圈33一般由金屬材質所構成。當止水墊圈33變形時，因為該止洩環32具有較佳的彈性，可以補償該止水墊圈33變形時所產生的空隙，所以可提供相當良好的水封。

其中本案之該止洩機構為一三偏心的設置；所謂的三偏心即指：該閥件31沿徑向的縱方向的軸心線P偏離該閥體1橫截面上下兩端所構成的中心線P’(請參考圖三所示)，而使得該軸心線P與該中心線P’之間存在一間距A，此為第一偏心。

該閥件31的軸向中心線Q偏離該閥體1之閥室的中心線Q’，而使得該軸向中心線Q與該閥體1的中心線Q’之間存在一間隙B，所以構成第二偏心。

如圖四所示，該閥件31形成不對稱的錐形，其中上下兩邊的側緣所形成的兩延伸線R、R’不對稱，而是上方側緣的延伸線R相對於該閥件31的中心線的斜率(取絕對值)大於下方側緣延伸線R’相對於該閥件31的中心線的斜率(取絕對值)，如圖四及五所示，將該兩傾斜線R、R’往左方延伸呈一交點I。其中交點I與該閥體1之中心線Q’之間的距離d不大於閥件的半徑。如此構成第三偏心。

本案中較佳的設計條件為：設該閥件31上邊的側緣所形成的延伸線R與該閥體之中心線Q’之間的夾角為C，該角度C的範圍界於2.5度至10度之間。另外設交點I至閥體中心的線為L，則線L與該延伸線R之間的夾角設為D，該角度D的範圍界於10度至30度之間。另外設由交點I作一垂線至該該閥體1之中心線Q’的交點為I’，則I’到閥體中心的距離界於90mm至1500mm之間。

在本案的設計中，與習知技術所不同者為閥件所構成的椎體不為正角錐體，而是其頂端偏向一邊的偏心錐體。該偏心錐體的頂點的偏向與該閥件之軸向中心線Q偏離該閥體1的中心線Q’的偏向相同。其中該錐體的兩邊與管路的軸向皆不平行，即該兩傾斜線均不與閥件31的中心線平行。

如圖五所示，該止洩環32可以是一對稱於通過圓心之軸的環，所以在製程相當簡易。請參考圖六其中顯示習知技術中的止洩環32’為一不對稱的環，此類型的環在製造上相當的困難，因為每一個角度的弧度必須依照設計的規格製造。另外，本案中的該止洩環32因為是對稱的結構，所以當將該止洩環32套設到該閥件31然後在安裝到該閥體內側時，並不需要精準對位，所以安裝工作相當簡單。主要是因為本創作之該止洩環32可以應用其外周的不同軸向位置仍可緊密的接觸到該閥體的內緣，達到密封的目的。可是相對於圖六之習知技術的結構，因為其止洩環並不對稱， 所以在安裝時，必須精準對位，位置一有偏差，則有洩漏的可能。另一方面，當本案之閥在使用時，當有外物淤積在該止洩環32及該閥體內側之間時，本案可藉由調整該止洩環32的角度，而排除該淤積物，達到密封的目的。可是習知技術的結構，因為必須精準定位，其止洩環無法轉動。

上述之三偏心軸的設計，可使得閥件31可輕易套設在該閥座1中而達到相當高的密封度。再者止洩環必須依照其角度不同而加工出能夠相互契合的角度，且當該止洩環一經轉動，此時角度不在契合時，將會有洩漏的可能性。本案所設計出的止洩環其弧度較緩，所以在加工上，可應用電腦設計輕易製造出來。不像習知技術中的止洩環無法應用電腦設計而必須人工製造，相當耗時且成本高。

上述閥座配合此三偏軸的設計，閥座的內緣的斜度必須符合上述偏心錐體的斜度，也就是如圖所示，閥座之內緣上方具有一較緩的斜度；而閥座之內緣的下方具有一較陡的斜度；且此兩斜度正好與該偏心錐體的斜度相符合。而整個內緣的斜度則由上方向下方依序呈連續性的改變。

由於上述偏心錐體的設計使得環狀的止洩環可以是相對於其軸心形成徑向的圓形對稱。即此一圓形對稱的結構當該止洩環安裝在閥體外緣而頂撐該閥座時，此一止洩環的邊緣可以其不同位置緊貼在該閥座的內緣，而形成完全密封的形式。因為該止洩環 為相對於其軸心形成之徑向的圓形對稱，所以在製造上相當簡單，而且安裝時並不會有方向性的問題，該止洩環可以以任一方向直接崁入該閥體中。即時當止洩環滑動時，仍可達到密封的目的。

一側蓋體4，該側蓋體4管徑大小對應於該閥體的管徑通孔的大小，該側蓋體4之一面上設有數個螺孔，該側蓋體使用數枝螺絲40，穿過該些螺孔，鎖固在該管徑通孔的一側上。

請參考圖三所示，為本創作元件組合的剖面示意圖，係在組裝時，先將該閥座由該管徑通孔11一側置入，將該止洩環32置入該閥體內，再將該止水墊圈33套入該閥座30的凹溝內，同樣由該管徑通孔11一側置入，最後將該側蓋體4置入該管徑通孔11，並使用該些螺絲將其側蓋體4鎖固於該閥體上。該止洩機構以緊配方式安裝於側蓋體與閥體之間，維修時只需將該側蓋體拆解，即可將該止洩機構取出，相當容易維修。

綜上所述，本案人性化之體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較於習知技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進，且非易於達成。本案未曾公開或揭露於國內與國外之文獻與市場上，已符合專利法規定。

上列詳細說明係針對本創作之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本創作之專利範圍，凡未脫離本創作技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

1‧‧‧閥體

2‧‧‧閥桿

4‧‧‧側蓋體

10‧‧‧閥室

30‧‧‧閥座

30’‧‧‧閥座

31‧‧‧閥件

31’‧‧‧閥件

32‧‧‧止洩環

32’‧‧‧止洩環

33‧‧‧止水墊圈

40‧‧‧螺絲

310‧‧‧軸孔

圖一顯示本創作之閥體的分解圖。

圖二顯示本創作之閥體的立體圖。

圖三顯示本創作之閥體的剖視圖。

圖四顯示本創作之閥體的另一剖視圖。

圖五A及五B顯示本創作之閥體的止洩環的示意圖剖視圖及立體圖。

圖六顯示習知技術中的止洩環示意圖。

圖七顯示習知技術之閥體的剖視圖。

1‧‧‧閥體

2‧‧‧閥桿

4‧‧‧側蓋體

10‧‧‧閥室

30‧‧‧閥座

31‧‧‧閥件

32‧‧‧止洩環

33‧‧‧止水墊圈

40‧‧‧螺絲

310‧‧‧軸孔

Claims (7)

1. 一種閥件錐體外切線與閥座之軸不平行之三偏心閥，包含：一閥體，該閥體具有一閥室；一閥座容置於該閥室內；該閥座略呈圓環狀，而該閥座之徑向截面呈梯形；一閥件，該閥件設置於該閥室內，其外緣頂抵該閥座，該閥件的軸向設有一軸孔，該軸孔用於讓一閥桿穿透過其中，以控制該閥件的開啟及關閉，該閥件的開啟及關閉可以管制通過流體之流量；其該閥件(31)形成不對稱的錐形，其中上下兩邊的側緣所形成的兩延伸線(R、R’)不對稱，上方側緣的延伸線(R)相對於該閥件(31)的中心線的斜率(取絕對值)大於下方側緣延伸線(R’)相對於該閥件(31)的中心線的斜率(取絕對值)，將該兩延伸線(R、R’)往左方延伸呈一交點(I)，其中交點(I)與該閥體(1)之中心線(Q’)之間的距離不大於閥件的半徑；以及一止洩環(32)，該止洩環(32)為一O形環，係容置於該閥件(31)之外側而頂抵在閥座(30)，該止洩環(32)之徑向對稱於通過該止洩環(32)中心的軸線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之三偏心閥，其中設該閥件(31)上邊的側緣所形成的延伸線(R)與該閥體之中心線(Q’)之間的夾角為(C)，該夾角(C)的範圍界於2.5度至10度之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之三偏心閥，其中設交點(I)至閥體中心的線為(L)，則線(L)與該延伸線(R)之間的夾角設為(D)，該夾角(D)的範圍界於10度-至30度之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之三偏心閥，其中設由交點(I)作一垂線至該閥體(1)之中心線(Q’)的交點為(I’)，則(I’)到閥體中心的距離界於90mm至1500mm之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之三偏心閥，其中該閥件中心部位突伸一環，而靠近外緣處設有一凹溝；一止水墊圈位於該閥件的凹構內，並介於該閥件與該止洩環之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之三偏心閥，其中該閥件沿徑向的縱方向轉軸的軸心線(P)偏離該閥體橫截面上下兩端所構成的中心線(P’)，而使得該軸心線(P)與該中心線(P’)之間存在一間距(A)所以構成一偏心；且該閥件的軸向中心線(Q)偏離該閥體的中心線(Q’)， 而使得該軸向中心線(Q)與該閥體的中心線(Q’)之間存在一間隙(B)，所以構成另一偏心。
7. 如申請專利範圍第1項所述之三偏心閥，其中該止洩環為矽膠環或石墨或PTEF材質所構成的環圈，該止洩環的頂部抵住該閥座，該止洩環可接觸到該閥座之任一點，能夠均勻分佈受力。