一种二位三通气动换向阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种二位三通气动换向阀，采用瓷球阀芯结构；瓷球阀芯在隔环的内孔可自由转动，调整与阀座的阀口的位置以达到最佳密封效果，即使是阀口关闭时挤压到颗粒物，在高速流体形成的偏载液动力作用下也能迅速的重新调整位置，确保阀口不受大的损伤，寿命也更高。阀体上设有连通孔将进水口与第一顶杆一端的螺纹帽的导向通道连通，可以使第一顶杆始终存在来自进水口的液压产生的一个向右作用力用以克服在工作状态时第一顶杆受到进水口侧的几乎等同大小向左的液压推力，这可以有效的降低弹簧的刚度及尺寸，进而可以降低气缸组件的结构尺寸，也可以有效的降低进水口侧压力波动的影响，提高了阀门动作的平稳性。
【专利说明】一种二位三通气动换向阀
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种阀门结构，特别是涉及一种二位三通气动换向阀。
【背景技术】
[0002]二位三通气动换向阀是轧钢高压水除鳞系统等领域的关键控制元件，作为各种功能主阀的先导控制阀得到广泛应用，特别是与高压水罐出口的最低液面阀配套使用，主要由阀体、阀芯、阀座、阀杆、阀套、气缸等构成。当前水换向阀多数为滑阀结构，抗污染性能低，即阀芯与阀套为间隙配合一旦进入杂物就会造成阀芯、阀套损坏及卡阻现象。国内高压水系统多是浊环水，水质差。一般水换向阀用几个月就会出问题。针对该情况，国内实用新型专利(专利申请号:201020177696.2)公开了一种二位三通气动换向阀，该阀一端设有单作用薄膜气缸作为换向的驱动装置，阀芯采用组合一体式正、反锥阀口的形式，其余部分用弹性密封圈的形式密封。阀门另一端通过压缩弹簧推动阀杆自复位的结构。该型阀门结构工艺型好，可以比较有效地解决滑阀出现的一些卡阻损坏问题。但该型阀的阀芯组合一体式正、反锥阀口的结构在国内高压水系统含颗粒物较多的浊环水中应用仍存在锥阀口抗污染能力差，使用寿命不高的问题。锥阀口关闭时经常会挤压到颗粒杂质，使阀口受损，并且挤压到颗粒杂质后阀口处便形成一道缝隙，容易产生高速水流，冲蚀阀口，甚至产生气蚀现象，进一步破坏阀口，导致阀门的泄漏损坏，阀门的寿命不高。由于该阀通常是被用于功能主阀的先导控制阀，一旦该阀寿命低，通常会直接影响到功能主阀的正常使用。
实用新型内容
[0003]本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型针对当前换向阀抗介质中颗粒物损坏性能低的问题，进行技术改良，提出一种二位三通气动换向阀，非常适合于控制高压水系统的最低液面的场合，具有结构简单、安全可靠、使用寿命长等特点。
[0004]本实用新型的技术方案是:
[0005]一种二位三通气动换向阀,其特征在于:
[0006]包括具有中心导向孔的阀体，自所述阀体的中心导向孔的一端向所述阀体的中心导向孔的另一端顺序设置的螺纹帽、第一阀套、第一阀座、其中心设有内孔、供球阀芯沿所述内孔往复运动的隔环、与所述第一阀座对称的第二阀座、与所述第一阀套对称的第二阀套和与所述阀体固定连接的气缸组件；
[0007]所述螺纹帽与所述阀体的中心导向孔螺纹固定连接；所述螺纹帽的临近所述第一阀套的一端的中心向内凹进，形成弹簧安装孔；
[0008]第一顶杆的一端伸入所述弹簧安装孔并且通过弹簧顶抵所述弹簧安装孔的底部；所述第一顶杆的另一端穿过所述第一阀套后变径收缩形成锥形导向面后保持外径进而穿过所述第一阀座的锥口及内孔后顶抵所述球阀芯的一端；
[0009]气缸组件自临近所述第二阀套的一端向另一端顺序包括固定连接的缸尾、缸筒和缸头；活塞位于所述缸筒的内腔且与所述缸筒的内壁密封连接；所述缸头、所述缸筒和所述活塞围成所述气缸组件的第一腔体；所述缸尾、所述缸筒和所述活塞围成所述气缸组件的第二腔体；
[0010]第二顶杆自所述第一腔体的一端顺序穿过所述活塞、所述缸尾、所述第二阀套后变径收缩形成锥形导向面后保持外径进而穿过所述第二阀座的锥口及内孔后顶抵所述球阀芯的另一端；
[0011]所述第一顶杆与所述第一阀套的套筒内壁密封连接；
[0012]所述第二顶杆与所述活塞的中心孔的孔壁、所述缸尾的中心导向孔的孔壁、所述第二阀套的套筒内壁密封连接；
[0013]所述螺纹帽的外壁、所述第一阀套的套筒外壁、所述第一阀座的外壁、所述隔环的外壁、所述第二阀座的外壁、所述第二阀套的套筒外壁均与所述阀体的中心导向孔的孔壁密封连接；
[0014]在所述阀体上设置有进水口、出水口及工作口，所述进水口、出水口及工作口均与所述阀体的中心导向孔连通；
[0015]所述进水口与所述第二阀套的筒腔连通；所述出水口与所述第一阀套的筒腔连通；
[0016]所述阀体上设有连通孔，将所述进水口与第一顶杆的一端的螺纹帽的弹簧安装孔连通；
[0017]隔环的外圆柱表面的中心沿所述阀体的径向向内凹进形成沟槽，在沟槽的底壁上设有均匀分布的通水孔，连通隔环的内孔并继而与所述阀体的所述工作口连通。
[0018]本实用新型的技术方案还可以是:
[0019]所述球阀芯为瓷球阀芯。
[0020]所述隔环的内壁面的中心凸出形成环形突台；所述球阀芯在所述环形突台围成的内孔的导向下左右运动。
[0021]所述第一顶杆的一端变径缩小形成凸出柱，所述弹簧的一端套设在所述凸出柱夕卜，另一端顶抵所述弹簧安装孔的底壁。
[0022]所述阀体的另一端设有4个螺钉安装孔，用于装配所述气缸组件。
[0023]本实用新型的二位三通气动换向阀经过反复的试验及实际应用验证，取得了满意的应用效果。阀门在同样的工况条件下比其他结构的二位三通气动换向阀具有更高的使用寿命，维护的工作量得到了极大的降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的二位三通气动换向阀的结构示意图。
[0025]图号说明
[0026]1.缸头2.活塞3.缸筒4.第二顶杆5.缸尾6.第二阀套7.第二阀座
8.隔环9.第一阀座10.连通孔11.第一阀套12.第一顶杆13.凸出柱14.弹簧安装孔 15.弹簧 16.螺纹帽17.阀体 18.密封圈 19.密封圈 20.球阀芯21.密封圈22密封圈23.密封圈24.密封圈25.密封圈26.螺母
【具体实施方式】[0027]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0028]如图1所示的本实用新型的二位三通气动换向阀，包括具有中心导向孔的阀体17,自阀体的中心导向孔的一端向阀体的中心导向孔的另一端顺序设置的螺纹帽16、第一阀套11、第一阀座9、其中心设有内孔、供球阀芯20沿内孔往复运动的隔环8、与第一阀座9对称的第二阀座7、与第一阀套11对称的第二阀套6和与阀体17固定连接的气缸组件。
[0029]螺纹帽16与阀体17的中心导向孔螺纹固定连接，螺纹帽16的临近第一阀套11的一端的中心向内凹进，形成弹簧安装孔14。
[0030]第一顶杆12的一端伸入弹簧安装孔14并且通过弹簧15顶抵弹簧安装孔的底部。
[0031]第一顶杆12的另一端穿过第一阀套11后变径收缩形成锥形导向面后保持外径进而穿过第一阀座9的锥口及内孔后顶抵球阀芯20的一端。
[0032]气缸组件自临近第二阀套6的一端向另一端顺序包括固定连接的缸尾5、缸筒3和缸头I ;活塞2位于缸筒3的内腔且与缸筒3的内壁密封连接；缸头I的下表面、缸筒3的内壁面和活塞2的上表面构成气缸组件的第一腔体；缸尾5的上表面、缸筒3的内壁面和活塞2的下表面围成气缸组件的第二腔体。
[0033]第二顶杆4自第一腔体的一端顺序穿过活塞2、缸尾5、第二阀套6后变径收缩形成锥形导向面后保持外径进而穿过第二阀座7的锥口及内孔后顶抵球阀芯20的另一端。
[0034]第一顶杆与螺纹帽的弹簧安装孔的内壁、第一阀套的套筒内壁密封连接。
[0035]第二顶杆与活塞的中心孔的孔壁、缸尾的中心导向孔的孔壁、第二阀套的套筒内壁密封连接。
[0036]螺纹帽的外壁、第一阀套的套筒外壁、第一阀座的外壁、隔环的外壁、第二阀座的外壁、第二阀套的套筒外壁均与阀体的中心导向孔的孔壁密封连接。
[0037]在阀体上设置有进水口 P、出水口 T及工作口 A，进水口 P、出水口 T及工作口 A均与阀体的中心导向孔连通。
[0038]进水口与第二阀套的筒腔连通，出水口与第一阀套的筒腔连通；
[0039]阀体上设有连通孔10，将进水口与第一顶杆的一端的螺纹帽的弹簧安装孔14连通。
[0040]隔环的外圆柱表面的中心沿阀体的径向向内凹进形成沟槽，在沟槽的底壁上设有均匀分布的通水孔(图中未显示)，沟槽对应处的阀体壁上开有工作口 A，这样，通水孔就连通隔环的内孔并继而与阀体的工作口 A连通。
[0041]本例中,球阀芯为瓷球阀芯。
[0042]本例中，阀体的另一端设有4个螺钉安装孔(图中未显示)，用于装配气缸组件。
[0043]本例中，隔环的内壁面的中心凸出形成环形突台；球阀芯在环形突台围成的内孔的导向下左右运动。
[0044]本例中，第一顶杆的一端变径缩小形成凸出柱13,弹簧的一端套设在凸出柱外,另一端顶抵弹簧安装孔的底壁，以增加稳定性，避免弹簧的偏置。
[0045]本实用新型的二位三通气动换向阀的第二顶杆4在活塞2的推动下克服阻力将瓷球阀芯20推向左侧的第一阀座9的阀口处，贴紧后切断A 口与T 口的通路，并使A 口与P 口连通。当气缸排气后，第二顶杆4在液压力的作用下克服阻力被推向右端，第一顶杆12在弹簧15及进水口 P侧引入弹簧安装孔14的高压水的液压作用力下克服阻力将瓷球阀芯16推向右侧的第二阀座7的阀口上，贴紧后切断A 口与P 口通路，并使A 口与T 口连通。根据外部控制信号如此往复的动作实现阀门的快速换向功能。
[0046]本实用新型的二位三通气动换向阀的主要特点:
[0047]1、采用瓷球阀芯结构；瓷球阀芯在隔环的内孔可自由转动调整，与阀座的阀口的位置以达到最佳密封效果，即使是阀口关闭时挤压到颗粒物，在高速流体形成的偏载液动力作用下也能迅速的重新调整位置，确保阀口不受大的损伤，比滑阀结构和锥阀结构具有更高的灵活性，工艺性能也更优异，寿命也更高。
[0048]2、瓷球阀芯与阀座均为高耐磨、耐水蚀材料。瓷球阀芯由高耐磨陶瓷制作，使用寿命高。阀座采用特殊工艺处理，也具有极高的耐水蚀及耐磨特性。
[0049]3、第一顶杆的液压平衡设计。阀体上设有连通孔10将进水口 P与第一顶杆12的一端的腔体(螺纹帽的弹簧安装孔)连通，可以使第一顶杆12始终存在来自进水口 P的液压产生的一个图示向右作用力用以克服在工作状态时第一顶杆12受到进水口 P侧的几乎等同大小向左的液压推力，这可以有效的降低弹簧的刚度及尺寸，进而可以降低气缸组件的结构尺寸，也可以有效的降低进水口 P侧压力波动的影响，提高了阀门动作的平稳性。
[0050]4、本阀采用单气缸控制弹簧复位。一旦控制气缸失压或电气控制出现问题，此阀就会在弹簧的作用下自动切断进水口 P与工作口 A的连通，使出水口 T与工作口 A的连通，可以确保功能主阀处于安全状态，特别适用于高压罐水系统，结构简单，安全可靠。
[0051]上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种二位三通气动换向阀，其特征在于: 包括具有中心导向孔的阀体，自所述阀体的中心导向孔的一端向所述阀体的中心导向孔的另一端顺序设置的螺纹帽、第一阀套、第一阀座、其中心设有内孔、供球阀芯沿所述内孔往复运动的隔环、与所述第一阀座对称的第二阀座、与所述第一阀套对称的第二阀套和与所述阀体固定连接的气缸组件； 所述螺纹帽与所述阀体的中心导向孔螺纹固定连接；所述螺纹帽的临近所述第一阀套的一端的中心向内凹进，形成弹簧安装孔； 第一顶杆的一端伸入所述弹簧安装孔并且通过弹簧顶抵所述弹簧安装孔的底部；所述第一顶杆的另一端穿过所述第一阀套后变径收缩形成锥形导向面后保持外径进而穿过所述第一阀座的锥口及内孔后顶抵所述球阀芯的一端； 气缸组件自临近所述第二阀套的一端向另一端顺序包括固定连接的缸尾、缸筒和缸头；活塞位于所述缸筒的内腔且与所述缸筒的内壁密封连接；所述缸头、所述缸筒和所述活塞围成所述气缸组件的第一腔体；所述缸尾、所述缸筒和所述活塞围成所述气缸组件的第二腔体； 第二顶杆自所述第一腔体的一端顺序穿过所述活塞、所述缸尾、所述第二阀套后变径收缩形成锥形导向面后保持外径进而穿过所述第二阀座的锥口内孔后顶抵所述球阀芯的另一端; 所述第一顶杆与所述第一阀套的套筒内壁密封连接； 所述第二顶杆与所述活塞的中心孔的孔壁、所述缸尾的中心导向孔的孔壁、所述第二阀套的套筒内壁密封连接； 所述螺纹帽的外壁、所述第一阀套的套筒外壁、所述第一阀座的外壁、所述隔环的外壁、所述第二阀座的外壁、所述第二阀套的套筒外壁均与所述阀体的中心导向孔的孔壁密封连接； 在所述阀体上设置有进水口、出水口及工作口，所述进水口、出水口及工作口均与所述阀体的中心导向孔连通； 所述进水口与所述第二阀套的筒腔连通；所述出水口与所述第一阀套的筒腔连通； 所述阀体上设有连通孔，将所述进水口与第一顶杆的一端的螺纹帽的弹簧安装孔连通； 隔环的外圆柱表面的中心沿所述阀体的径向向内凹进形成沟槽，在沟槽的底壁上设有均匀分布的通水孔，连通隔环的内孔并继而与所述阀体的所述工作口连通。
2.根据权利要求1所述的一种二位三通气动换向阀，其特征在于:所述球阀芯为瓷球阀芯。
3.根据权利要求2所述的一种二位三通气动换向阀，其特征在于:所述隔环的内壁面的中心凸出形成环形突台；所述球阀芯在所述环形突台围成的内孔的导向下左右运动。
4.根据权利要求3所述的一种二位三通气动换向阀，其特征在于:所述第一顶杆的一端变径缩小形成凸出柱，所述弹簧的一端套设在所述凸出柱外，另一端顶抵所述弹簧安装孔的底壁。
5.根据权利要求4所述的一种二位三通气动换向阀，其特征在于:所述阀体的另一端设有4个螺钉安装孔，用于装配所述气缸组件。
【文档编号】F16K11/087GK203477456SQ201320581435
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】姚河, 赵庆涛 申请人:北京星光沃特传动研究所