一种气控两位五通换向阀的制作方法

本发明属于五通阀领域，尤其涉及一种气控两位五通换向阀。

背景技术：

目前，常见的五通阀结构为“滑柱式”，如中国专利公告号： CN103016785A，公开了一种对称式二位五通阀，包括阀体，可移动设于阀体的阀腔A内的阀杆，设于阀体两端的阀盖，所述阀体壁上从左至右依次等距离设有内排气口一，出气口一，进气口，出气口二，内排气口二；所述阀腔A内壁上固定衬设有隔套，所述隔套上间隔设有若干扁形圈，所述各扁形圈与内排气口一，出气口一，进气口，出气口二，内排气口二交错设置，所述阀杆两端设有活塞，阀杆上间隔设有两个通气凹部，所述阀盖上设有手动阀，所述进气口通过设于阀体的通孔与手动阀连通，所述手动阀与阀腔A连通。

然而，现有滑柱式结构中，当压缩空气中含有固体杂质时，杂质会附着在阀芯表面随阀芯一起滑动，此过程中容易割破密封圈，导致密封圈与阀芯之间无法实现有效密封。当压缩空气中含有水分时，水分会冲刷掉密封圈上的油脂，导致滑动结构工作不良。因此现有技术中的两通阀对于工作介质的清洁度要求较高，否则就会大大影响阀的可靠性。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种降低工作介质清洁度要求、提高工作可靠性的气控两位五通换向阀。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种气控两位五通换向阀，包括本体，所述本体内设有阀腔以及设置在阀腔内的阀芯，所述本体的一侧从左到右依次设有可与阀腔连通的排气口一、进气口和排气口二，本体的另一侧设有可与阀腔连通的工作口一和工作口二，所述排气口一和工作口一之间设有火山口一，进气口和工作口一之间设有火山口二，进气口和工作口二之间设有火山口三，排气口二和工作口二之间设有火山口四，所述的阀芯上设有可与火山口一端面配合的密封垫一、可与火山口四端面配合的密封垫二以及可在火山口二端面和火山口三端面之间切换密封状态的密封圈，所述本体的左端设有端盖，端盖内设有可作用于阀芯的控制口。

在现有技术中，阀芯与阀体间为滑动密封，当控制气体中含有固体杂质时，杂质会附着在阀芯上随阀芯一起滑动，甚至割破密封圈，导致活塞密封不良，从而影响阀的正常换向，气体中的水分会冲刷掉密封圈上的油脂，导致滑动结构工作不良。此外，由于采用滑动径向密封，对阀芯及隔套加工精度要求较高，导致加工成本居高不下。在本方案中，阀腔内在各个通路之中设有对应的火山口，阀芯上设有密封垫和密封圈，从而对火山口的端面进行配合。初始状态时，阀芯位于左位，火山口一和火山口三处于连通状态，火山口二和火山口四处于截止状态，此时进气口通工作口二，工作口一通排气口一。当控制口有气压推动阀芯右移后，阀芯处于右位，火山口二和火山口四处于连通状态，火山口一和火山口三处于截止状态，此时进气口通工作口一，工作口二通排气口二，从而实现换向操作。阀芯部分采用密封垫或密封垫与本体内的火山口端面密封，进入阀腔的工作气体中含有的固体杂质，即便附着在阀芯上，不会因为阀芯的移动而对密封圈和密封垫造成损伤，延长了密封圈和密封垫的使用寿命，提高了五通阀的可靠性。而且密封圈和密封垫不需要依靠油脂参与密封，工作气体中的水分不会对密封效果产生影响。因此，对工作气体的过滤精度要求较低，可在恶劣环境下使用，如粉尘环境及其他工作介质中含有固体杂质或水分等环境。

作为优选，所述阀腔内设有排气口一位置对应的排气腔室一以及与工作口一位置对应的工作腔室一，所述阀芯的左端设有左密封座，所述的火山口一设置在排气腔室一和工作腔室一之间，所述的密封垫一设置在左密封座的右端。排气腔室一和工作腔室一之间设置火山口一，当阀芯左移时，左密封座上的密封垫一与火山口一分开，工作口一和排气口一之间连通。当阀芯右移时，左密封座上的密封垫一与火山口贴合，从而实现密封。

作为优选，所述阀腔的中部设有进气口位置对应的进气腔室，阀腔右端的内部设有隔套，所述隔套的左端设有与工作口二连通的工作腔室二，所述的火山口三设置在工作腔室二和进气腔室之间。这样，当阀芯左移时，密封圈与火山口二进行密封，而当阀芯右移时 ，密封圈与火山口三进行密封。

作为优选，所述隔套内设有与排气口二连通的排气腔室二，所述的火山口四设置在工作腔室二和排气腔室二之间，所述阀芯的右端设有右密封座，所述密封垫二设置在右密封座的左端。这样，当阀芯左移时，密封垫二与火山口四进行密封，而当阀芯右移时 ，密封垫二与火山口四分离，工作腔室二和排气腔室二之间连通。

作为优选，所述本体的右端设有与阀腔密封固定的底盖，所述底盖上设有向左作用于阀芯的复位弹簧。复位弹簧作用于阀芯，当控制口没有气压作用时，阀芯处于左位，使得火山口一和火山口三处于常开状态。当控制口有气压作用于阀芯时，阀芯克服复位弹簧作用而向右移动，使得火山口二和火山口四处于打开状态。

作为优选，所述本体的左端设有与控制口连通的膜片腔室，阀芯的左端设有膜片组件，膜片组件包括位于膜片腔室中的膜片、膜片座和固定盖体，膜片内圈通过膜片座和固定盖体定位，膜片的外圈通过本体和端盖定位。使用膜片组件对阀芯进行导向和辅助复位，不需要滑动密封，也不需要使用油脂，工作气体中的固体杂质或水分不会影响膜片组件的稳定性。

作为优选，所述密封圈的外圈设有可与火山口二密封配合的左圈体以及可与火山口三密封配合的右圈体，所述左圈体和右圈体的截面呈V形布置，所述阀芯中部设有定位密封圈的环槽。这样，密封圈可根据受力方向不同实现对其两侧火山口的密封。由于密封圈截面呈V型结构，当其受压时可通过自身变形实现对火山口的密封，密封圈的形变量可与密封垫一或密封垫二配合，使得密封垫一或密封垫二也能达到同时密封的效果。

作为优选，所述阀腔的左端内部设有可对阀芯左端导向的导向环，所述底盖的内侧设有对阀芯右端导向的导向孔。这样阀芯的两端均受到定位导向作用，左右移动时稳定性和精度较高。

本发明的有益效果是：（1）工作过程稳定可靠，不易受到工作气体中固态杂质和水分的影响，使用寿命大大提高；（2）降低了对于工作气体清洁度的要求，可使用在如粉尘等较为恶劣的环境中；（3）阀芯的行程缩短，密封和连通之间切换更为迅速，工作气体流通能力更大；（4）密封圈和密封垫之间的相互配合作用效果较好，降低了对于生产精度的要求，使得生产成本大大降低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明工作状态的结构示意图；

图中：本体1，火山口二1a，火山口一1b，工作口一101，工作口二102，排气口二103，进气口104，排气口一105，固定盖体2，膜片3，膜片座4，左密封座5，密封垫一6，密封圈7，右圈体7a，左圈体7b，密封垫二8，右密封座9，隔套10，火山口三10a，火山口四10b，复位弹簧11，底盖12，排气腔室二13，阀芯14，工作腔室二15，进气腔室16，工作腔室一17，排气腔室一18，导向环19，端盖20，控制口20a，膜片腔室21。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的实施例中，一种气控两位五通换向阀，包括本体1，本体内设有阀腔，阀腔内设有阀芯14，阀芯可在阀腔内左右移动。本体的下侧从左到右依次设有可与阀腔连通的排气口一105、进气口104和排气口二103，本体的上侧设有可与阀腔连通的工作口一101和工作口二102，排气口一、进气口、排气口二与工作口一、工作口二交错布置。排气口一和工作口一之间设有火山口一1b，进气口和工作口一之间设有火山口二1a，进气口和工作口二之间设有火山口三10a，排气口二和工作口二之间设有火山口四10b，阀芯上设有可与火山口一端面配合的密封垫一6、可与火山口四端面配合的密封垫二以及可在火山口二端面和火山口三端面之间切换密封状态的密封圈7，本体的左端设有端盖20，端盖内设有可作用于阀芯的控制口20a，控制口可连接外界气源，从而对阀芯位置移动进行控制。

阀腔内设有排气口一位置对应的排气腔室一18以及与工作口一位置对应的工作腔室一17，火山口一设置在排气腔室一和工作腔室一之间，火山口一的开口朝向左侧，阀芯的左端设有左密封座5，密封垫一设置在左密封座的右端。

阀腔的中部设有进气口位置对应的进气腔室16，火山口二设置在进气腔室的左侧，火山口二的开口朝向右侧。阀腔右端的内部设有隔套10，隔套的左端设有与工作口二连通的工作腔室二15，火山口三设置在工作腔室二和进气腔室之间，火山口三的开口朝向左侧。

隔套内设有与排气口二连通的排气腔室二13，火山口四设置在工作腔室二和排气腔室二之间，火山口四的开口朝向右侧。阀芯的右端设有右密封座9，密封垫二设置在右密封座的左端。本体的右端设有与阀腔密封固定的底盖12，底盖上设有向左作用于阀芯的复位弹簧11，底盖上设有与复位弹簧右端配合的右弹簧座，右密封座的右端设有与复位弹簧左端配合的左弹簧座。阀腔的左端内部设有可对阀芯左端导向的导向环19，左密封座与导向环之间滑动配合，底盖的内侧设有对阀芯右端导向的导向孔，右密封座与导向孔之间也是滑动配合。

密封圈位于工作腔室中，密封圈的外圈设有可与火山口二密封配合的左圈体7b以及可与火山口三密封配合的右圈体7a，左圈体和右圈体的截面呈V形布置，阀芯中部设有定位密封圈的环槽。左圈体和右圈体之间设有一个V槽，使得左圈体和右圈体均能向中间的V槽内变形。

本体的左端设有与控制口连通的膜片腔室21，阀芯的左端设有膜片组件，膜片组件包括位于膜片腔室中的膜片3、膜片座4和固定盖体2，膜片内圈通过膜片座和固定盖体定位，膜片的外圈通过本体和端盖定位。膜片将膜片腔室一分为二，来自控制口的气压作用于膜片时，膜片变形，同时推动阀芯向右移动。

在实际运行过程中，初始状态时，控制口处无气压作用，复位弹簧和膜片作用，使得阀芯向左移动。此时，密封圈的左圈体与火山口二密闭，密封垫二与火山口四密闭，而密封圈的右圈体和火山口三之间分离，密封垫一与火山口一之间也分离，因此火山口一和火山口三处于连通状态，火山口二和火山口四处于截止状态，此时进气口通工作口二，工作口一通排气口一。当控制口有气压作用时，如图2所示，气压使得膜片变形，复位弹簧被压缩，推动阀芯右移。此时，密封圈的右圈体与火山口三密闭，密封垫一与火山口一密闭，而密封圈的左圈体和火山口二之间分离，密封垫二与火山口四之间也分离，火山口二和火山口四处于连通状态，火山口一和火山口三处于截止状态，此时进气口通工作口一，工作口二通排气口二，从而实现换向。当控制口内作用于膜片的控制气体断开时，阀芯依靠弹簧力复位，恢复到初始状态。