一种新型双供气源切换阀的制作方法

本实用新型涉及气流切换阀，特别涉及利用双侧供气源的压差到预定值时实现自动切换气源的一种新型双供气源切换阀。

背景技术：

工业上和医疗上等众多领域的供气系统都需要不间断供气，所供气体种类和压力等级也各不相同；例如，常用的气体种类有氧气、氢气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳气体、乙炔、丙烷等；压力等级有高、中、低压，例如，15MPa、10MPa、6MPa、2.5MPa和1.5MPa等；为了实现不间断供气，多采用两个气源，其中一个气源为工作气源，而另一个气源为备用气源；当工作的气源压力降低到预定值时，对供气气源进行切换，即备用气源开始供气，变为工作气源，而原工作气源成为备用气源；如此反复，实现对输出端的不间断供气。

实现从一个气源到另一个气源的切换分为双侧减压阀半自动或双侧减压阀加电磁阀全自动操作两种情况；现有的双侧减压阀半自动的汇流排方式相对简单，但是切换后除换上新气源外，还需要手动调节，不好掌握，有两侧同时供气的状况，起不到一用一备的作用；再者，双侧减压阀自动切换气源的汇流排方式除换新气源外，不需人工干预可以实现自动切换。但是要增加电磁控制阀门和控制电磁控制阀门的控制部分，除增加了成本外，a.受电源制约；b.只能在输出压力不高的情况下应用，压力高时电磁阀不易解决；c.在易燃易爆场所，需解决防爆问题，存在安全隐患；c.控制环节多，故障概率高。

申请号为“200910171746.8”，发明名称为“一种双供气源切换阀”的发明专利解决了现有双侧减压阀以及双侧减压阀加电磁阀所存在的技术问题；但是其结构复杂、生产成本高、控制性能低，工作气流需要通过双段主流道才能从出气口输出(路径为：进气口-进气凹槽-进口导通流道-阀芯活动腔-出口导通流道-出气口)，阻力大，同时阀芯上的双段流道加工难度大；再者，主通道未与泄压通道(侧控制口)分离，设置起来很困难，控制起来可靠性差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、控制方便、加工成本低的一种新型双供气源切换阀。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种新型双供气源切换阀，其中，包括：

一阀体，所述阀体具有呈“T”型形状的内腔三通壳体，包括流体相通的第一进气口、与该第一进气口轴向相对设置的第二进气口以及在所述第一进气口和所述第二进气口之间居中垂直于所述轴向设置的输出口；

阀体的内腔包括大截面内腔和大截面内腔两端上的关于输出口轴线彼此对称的第一进气腔和第二进气腔；阀体上分别设有通向外部的第一泄压口和第二泄压口，第一泄压口和第二泄压口分别关于输出口轴线对称设置；

一阀芯，所述阀芯具有与该阀体的该第一进气口和该第二进气口之间的该轴向内腔通道相对应的结构，且可滑动地容放在该阀体中；

阀芯包括大截面段和在其两端上的第一小截面段和第二小截面段，阀芯大截面段的轴向尺寸小于阀体大截面内腔的轴向尺寸；阀芯第一小截面段和第二小截面段的轴向尺寸满足在处于所述轴向内腔通道的任何位置时都容放在第一进气腔和所述第二进气腔中；

所述阀芯的第一小截面段和第二小截面段分别在两个端面上开有第一进气通道口和第二进气通道口，所述第一进气通道口和第二进气通道口分别从第一小截面段和第二小截面段延伸至大截面段内；

所述第一进气通道口和第二进气通道口位于大截面段内底部的侧壁上开设通向其外圆周的径向的至少一个第一出气通道口和至少一个第二出气通道口；第一进气通道口和第二进气通道口以及第一出气通道口和第二出气通道口分别关于输出口轴线对称设置；

所述第一进气通道口和第二进气通道口位于第一小截面段和第二小截面段的侧壁上开设通向其外圆周的径向的至少一个第一加压控制口和至少一个第二加压控制口；

阀芯的大截面段的两个端面上分别开设通往其圆周的第一泄压控制通道和第二泄压控制通道，第一泄压控制通道和第二泄压控制通道也关于输出口轴线对称设置；

所述阀体的内腔和所述阀芯的所述大截面段的端面在所述第一进气口和所述输出口之间形成第一控制腔，并且在所述第二进气口和所述输出口之间形成与所述第一控制腔相对的第二控制腔，通过给所述第一控制腔或者所述第二控制腔引入所输送的气体或排泄气体而控制两侧控制腔的压力，选择性导通所述第一进气口、所述第一控制腔和所述输出口时截止所述第二进气口、所述第二控制腔和所述输出口，或者选择性截止所述第一进气口、所述第一控制腔和所述输出口时导通所述第二进气口、所述第二控制腔和所述输出口；

双供气源切换阀还包括：至少一个进口密封和至少一个出口主密封，进口密封设置在所述第一控制腔与所述第一进气腔之间以及所述第二控制腔与所述第二进气腔之间；出口主密封设置在所述第一控制腔与所述输出口之间以及所述第二控制腔与所述输出口之间。

在本实用新型的一个实施例中，在所述阀芯处于预定位置时，一侧上的所述至少一个第一加压控制口越过该侧的进口密封使该侧的第一进气腔和该侧的控制腔导通，而另一侧上的所述至少一个第二加压控制口通过该另一侧上的所述至少一个进口密封使该另一侧上的第二进气腔与该另一侧上的控制腔截止；

在所述阀芯处于预定行程位置时，一侧上的所述至少一个第一出气通道口越过该侧的出口主密封使该侧的输出口和该侧的进气腔导通，而另一侧上的所述至少一个第二出气通道口通过该另一侧上的所述至少一个出口主密封使该另一侧上的输出口与该另一侧上的进气腔截止。

在本实用新型的一个实施例中，所述至少一个泄压控制通道设置为从所述阀芯的大截面段的第一端面和第二端面每侧分别通往所述阀芯的所述大截面段周边。

在本实用新型的一个实施例中，所述至少一个出气通道口设置为分别从所述阀芯的所述两个大截面段的每个端部通往其周边。

在本实用新型的一个实施例中，所述至少一个加压控制口设置为分别从所述第一进气口和所述第二进气口经由所述阀体通往同侧的控制腔。

在本实用新型的一个实施例中，所述阀芯在所述阀体内滑动到所述的预定行程位置时，一侧上的所述至少一个出气通道口导通该侧的输出口，随后该侧的控制腔与泄压控制通道通过所述至少一个加压控制口导通；泄压控制通道另一侧的泄压控制入口与泄压口导通。

在本实用新型的一个实施例中，双供气源切换阀还包括用于指示气流切换状态的工作指示装置，并且所述阀体还包括分别从所述第一控制腔连接到所述工作指示装置的一侧的第一工作指示口和从所述第二控制腔连接到所述工作指示装置的另一端的第二工作指示口。

在本实用新型的一个实施例中，双供气源切换阀还包括设置在阀体上的两个泄压口密封，两个泄压口密封分别关于输出口轴线对称设置，两侧的泄压口密封与出口主密封间设有至少一个出口辅密封。。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单、工作气流仅通过一段流道直接从输出口输出，阻力小，同时阀芯上的单段流道加工难度小，成本低；再者，泄压通道与主通道分离，工作时的可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型阀芯结构示意图；

图3为先开通第一进气口气源P_O时的原理图；

图4为第一进气口气源P_b时的原理图；

图5为第二进气口气源升至P_o时的原理图；

图6为第一进气口气源恢复到P_o时的原理图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

100、阀体 101a、第一进气口 101b、第二进气口 102、输出口 103a、第一进气腔 103b、第二进气腔 104a、第一控制腔 104b、第二控制腔 106a、第一工作指示口 106b、第二工作指示口 107a、第一泄压口 107b、第二泄压口 110、大截面内腔 200、阀芯 201a、第一进气通道口 201b、第二进气通道口 202a、第一加压控制口 202b、第二加压控制口 203a、第一泄压控制通道 203b、第二泄压控制通道 204a、第一泄压控制入口 204b、第二泄压控制入口 205a、第一出气通道口 250b第二出气通道口 210、大截面段 220、第一小截面段 230、第二小截面段 301a、第一出口主密封 301b、第二出口主密封 302a、第一出口辅密封 302b、第二出口辅密封 303a、第一泄压口密封 303b、第二泄压口密封 304a、第一进口密封 304b、第二进口密封 400、工作指示装置。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1和图2所示，本实用新型公开了一种新型双供气源切换阀，图1为气源切换阀基本结构的截面图，该阀的两侧为接通压力气源，阀芯处于中位。

气源切换阀包括阀体100、可滑动和可转动地安装在阀体100中的阀芯200以及阀体与阀芯配合面上的多个密封构件。

阀体100具有呈“T”型形状的内腔三通壳体，包括流体相通的第一进气口101a、与该第一进气口轴向相对设置的第二进气口101b以及在所述第一进气口101a和所述第二进气口101b之间居中垂直于所述轴向设置的输出口102；阀体的内腔包括大截面内腔110和大截面内腔两端上的关于输出口102轴线彼此对称的第一进气腔103a和第二进气腔103b，大截面内腔的直径为D(正公差)，长度为L1，第一进气腔103a和第二进气腔103b的直径为d(正公差)；阀体上分别设有通向外部的第一泄压口107a和第二泄压口107b，第一泄压口107a和第二泄压口107b分别关于输出口102轴线对称设置。

阀芯200具有与该阀体100的该第一进气口101a和该第二进气口101b之间的该轴向内腔通道相对应的结构，且可滑动地容放在该阀体100中；阀芯200包括大截面段210和在其两端上的第一小截面段220和第二小截面段230，阀芯大截面段210的轴向尺寸小于阀体大截面内腔110的轴向尺寸；阀芯第一小截面段220和第二小截面段230的轴向尺寸满足在处于所述轴向内腔通道的任何位置时都容放在第一进气腔103a和所述第二进气腔103b中；阀芯的第一小截面段220和第二小截面段230分别在两个端面上开有第一进气通道口201a和第二进气通道口201b，第一进气通道口201a和第二进气通道口201b分别从第一小截面段220和第二小截面段230延伸至大截面段210内。

第一进气通道口201a和第二进气通道口201b位于大截面段210内底部的侧壁上开设通向其外圆周的径向的至少一个第一出气通道口205a和至少一个第二出气通道口205b；第一进气通道口201a和第二进气通道口201b以及第一出气通道口205a和第二出气通道口205b分别关于输出口102轴线对称设置；所述至少一个出气通道口设置为分别从阀芯的两个大截面段的每个端部通往其周边。

第一进气通道口201a和第二进气通道口201b位于第一小截面段220和第二小截面段230的侧壁上开设通向其外圆周的径向的至少一个第一加压控制口202a和至少一个第二加压控制口202b；至少一个加压控制口设置为分别从所述第一进气口101a和所述第二进气口101b经由所述阀体通往同侧的控制腔。

阀芯200的大截面段210的两个端面上分别开设通往其圆周的第一泄压控制通道203a和第二泄压控制通道203b，第一泄压控制通道203a和第二泄压控制通道203b也关于输出口102轴线对称设置；至少一个泄压控制通道设置为从阀芯的大截面段的第一端面和第二端面每侧分别通往所述阀芯的大截面段周边。

阀体100的内腔和阀芯大截面段210的端面在第一进气口101a和输出口102之间形成第一控制腔104a，并且在所述第二进气口101b和所述输出口102之间形成与第一控制腔104a相对的第二控制腔104b，通过给第一控制腔104a或者第二控制腔104b引入所输送的气体或排泄气体而控制两侧控制腔的压力，选择性导通第一进气口101a、第一控制腔104a和输出口102时截止第二进气口101b、第二控制腔104a和输出口102，或者选择性截止第一进气口101a、第一控制腔104a和输出口102时导通第二进气口101b、第二控制腔104a和输出口102。

双供气源切换阀还包括第一进口密封304a和第二进口密封304b，设置在第一控制腔104a与第一进气腔103a之间以及所述第二控制腔104b与所述第二进气腔103a之间；其中，在阀芯处于预定位置时，一侧上的至少一个第一加压控制口202a越过该侧的第一进口密封使304a该侧的第一进气腔103a和该侧的第一控制腔104a导通，而另一侧上的至少一个第二加压控制口202b通过该另一侧上的至第二进口密封304b使该另一侧上的第二进气腔103b与该另一侧上的第二控制腔104b截止。

双供气源切换阀还包括第一出口主密封301a和第二出口主密封301b，设置在第一控制腔104a与所述输出口102之间以及第二控制腔104b与所述输出口102之间；其中，在阀芯处于预定行程位置时，一侧上的至少一个第一出气通道口205a越过该侧的第一出口主密封301a使该侧的输出口102和该侧的第一进气腔103a导通，而另一侧上的至少一个第二出气通道口205b通过该另一侧上的所述第二出口主密封301b使该另一侧上的输出口102与该另一侧上的第二进气腔103b截止。

阀芯在阀体内滑动到的预定行程位置时，一侧上的所述至少一个出气通道口导通该侧的输出口102，随后该侧的控制腔与泄压控制通道通过所述至少一个加压控制口导通；泄压控制通道另一侧的泄压控制入口与泄压口导通，本实用新型泄压控制入口包括设置在第一泄压控制通道203a上的第一泄压控制入口204a和设置在第二泄压控制通道203b上的第二泄压控制入口204b。

为了从外部可观察到哪一侧气源在供气、阀芯处在那一侧，并保证阀芯切换后落位可靠，还可以在阀体100的大截面腔两端设置通向外部的工作指示装置400，并且阀体还包括分别从第一控制腔连接到工作指示装置400的一侧的第一工作指示口106a和从第二控制腔连接到工作指示装置的一侧的第二工作指示口106b；双供气源切换阀还包括设置在阀体上的第一泄压口密封303a和第二泄压口密封303b，两个泄压口密封分别关于输出口轴线对称设置，第一泄压口密封与第一出口主密封间设有第一出口辅密封304a，第二泄压口密封与第二出口主密封间设有第二出口辅密封304b。

参加图3所示，

如先开通左侧气源P₀，压力从第一进气口101a进入第一进气腔103a推动阀芯200向右侧移动，左侧气源如图所示经过第一进气通道口201a、第一出气通道口205a、出气腔105通道从输出口102输气；该侧供气工作；同时，第一进气腔103a中的气源通过第一加压控制口202a进入第一控制腔104a，使左侧的第一控制腔104a压力达到P₀，右侧的第二控制腔104b由第一泄压控制通道203b、第二泄压控制入口204b与第二泄压口107b接通，排向大气泄压，两侧的控制腔104a,104b及进气口101a,101b形成压力差，阀芯200所受的力向右为：P₀×πD²/4，即：压力Pa与大直径D面积之积。

当右侧也加上与左侧相同的气源P₀时，阀芯200所受的力向左为：P₀×πd²/4，即：压力P₀与小直径d面积之积；阀芯所受合力向右，P₀×π(D²-d²)/4，仍能保证阀芯200靠在右侧，左侧继续供气。

左侧气源不断消耗后，气源压力开始下降；当气源压力降低至P₁，使得：P₁×πD²/4＝P₀×πd²/4时，即：压力P₁与大直径D面积之积等于压力P₀与小直径d面积之积时，作用在阀芯200上的合力处于平衡状态。

再继续使用，左侧的压力P_b继续下降至小于P₁时，向左的力P₀×πd²/4大于向右的力P_b×πD²/4，阀芯200克服摩擦阻力后，开始向左移动；同时左侧仍在供气，压力P_b会待续下降。

参见图4所示，当阀芯200移动到，右侧第二加压控制口202b与第二进口密封304b位置对齐时，同时该侧第二泄压控制口204b与第二泄压口密封303b对齐；由于右侧进口压力P₀的作用，顶开第二进口密封304b，压力通过第二加压控制口202b进入第二控制腔104b，而第二泄压控制口204b被第二泄压口密封303b封住，不能泄压，第二控制腔104b压力由原来的零压力升至P₀；阀芯200所受向左的力突然增加了P₀×π(D²-d²)/4，阀芯200受突然增加的力的作用迅速向左移动，左侧第一出气通道口205a向左越过第一出口主密封301a，切断了输出，同时，右侧第二出气通道口205b也向左超过第二出口主密封301b，开始供气，见图5；并且左侧第一加压控制口202a与第一进口密封304a位置接近对齐，该侧第一泄压控制口204a与第一泄压口密封303a接近对齐；左侧通向第一控制腔104a的第一加压控制口202a被第一进气密封304a封住，左侧第一控制腔104a中的压力通过第一泄压控制通道203a，由第一泄压口204a顶开第一出口辅密封302a，进入第一泄压口107a泄放压力；阀芯200上所受向左的力又增加了P_b×π(D²-d²)/4，阀芯200继续移动到左侧顶端；即使左边的压力恢复到P₀时，见图6；阀芯200上仍保留足够的向左的合力，即P₀×π(D²-d²)/4；右侧能待续供气；只有右侧压力如上所述消耗后，压力降低，两侧的压力符合关系：P₀d²>P₁D²，才会发生下一次切换。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。