一种自清洁式气动阀门及其使用方法与流程

1.本发明属于气动阀门技术领域，具体的说是一种自清洁式气动阀门及其使用方法。


背景技术：

2.气动阀门就是借助压缩空气驱动的阀门。气动阀可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。气动阀门利用压缩空气推动执行器内多组组合气动活塞运动，传力给横梁和内曲线轨道的特性，带动空芯主轴作旋转运动，压缩空气气盘输至各缸，改变进出气位置以改变主轴旋转方向，根据负载阀门所需旋转扭矩的要求，可调整气缸组合数目，带动负载阀门工作。
3.气动球阀使气动阀门的一种，气动球阀只需要用气动执行器用气源旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认为球阀最适宜直接做开闭使用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作；球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。
4.然而气动球阀在使用的过程中，其内部球芯通道随着时间的积累，常常会产生水垢或者有杂质附着，这些水垢或者杂质在球芯的通道上不清理，日积月累会造成球芯通道的堵塞，进而造成气动球阀失去作用；然而日常对气动球阀进行维护清理通常需要将其拆卸，这无疑增加了工作量，且较为繁琐。
5.鉴于此，本发明通过提出一种自清洁式气动阀门及其使用方法，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决清理气动球阀球芯通道中的水垢以及杂质的问题，本发明提供一种自清洁式气动阀门及其使用方法。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种自清洁式气动阀门使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
8.s1：将阀体安装在管路中，通过外部气压源向气动执行机构的缸体内通入气体，缸体内气压升高，使得缸体内的活塞向缸体的两侧移动，活塞上的齿条带动阀杆转动，阀杆带动球芯转动，在球芯转动的过程中，阀体由导通变为关闭；同理，通过外部气压源向气动执行机构的缸体内抽动气体，缸体内气压下降，使得缸体内的活塞向缸体的中间部位移动，在活塞运动的过程中，齿条带动阀杆转动，进而带动球芯转动，在球芯转动的过程中，阀体由关闭变为导通；
9.s2：在阀体需要关闭时，通过气动执行机构向缸体内通入气体，气体经一号管进入一号腔，再从一号腔进入一号槽，气体从一号槽进入二号腔，二号腔内气压升高，推动活塞杆向下移动，活塞杆向下移动的过程中，带动伸缩杆，向下移动，伸缩杆远离活塞杆的一端转动连接有一号刮动杆，一号刮动杆始终与球芯内壁贴合，在活塞杆向下移动的过程中，一
号刮动杆将球芯内壁的水垢刮除；
10.s3：当球芯始终使阀体处于导通状态时，或者在导通的状态下，水中的杂质在球芯内堆积，导致阀体堵塞时，此时，关闭电磁阀，并打开三号通道，通过三号通道外界气压源，使得频繁往复向二号腔内充入以及抽出空气，带动活塞杆、伸缩杆以及一号刮动杆来回上下往复运动，对球芯内壁进行往复刮擦，清理水垢；同时，活塞杆、伸缩杆以及一号刮动杆来回上下往复运动，配合水的流动对球芯内部产生疏通作用，减少了水中的杂质在球芯内堆积。
11.一种自清洁式气动阀门，所述自清洁式气动阀门适用于上述的使用方法，所述自清洁式气动阀门包括：
12.阀体；
13.球芯，所述球芯活动设置于阀体内部；
14.支架，所述支架固定安装于阀体顶部；
15.气动执行机构，所述气动执行机构设置于支架顶部；
16.阀杆，所述阀杆固定连接于球芯顶部并贯穿支架延伸至气动执行机构内部，所述气动执行机构、阀杆以及球芯三者相互配合实现了阀体启闭；
17.气动清洁机构，所述气动清洁机构通过气动执行机构的控制在球芯内上下移动实现了对球芯内部的清洁。
18.优选的，所述气动清洁机构包括：
19.一号腔，所述一号腔开设于支架内部；
20.一号管，所述一号管贯穿于支架内部并连通一号腔与气动执行机构缸体内部；
21.二号腔，所述二号腔开设于阀杆内部并连通球芯内部；
22.一号槽，所述一号槽开设于阀杆上，所述一号槽与一号腔对应且与二号腔相通；
23.活塞杆，所述活塞杆滑动安装于二号腔内；
24.伸缩杆，所述伸缩杆由筒体、杆体和一号弹簧组成，所述伸缩杆的筒体水平固定安装于活塞杆的底部，所述伸缩杆筒体的内部固定安装有一号弹簧，所述一号弹簧的一端与伸缩杆筒体靠近活塞杆的侧壁内表面固连，所述一号弹簧的另一端与伸缩杆杆体靠近活塞杆的一端固连；所述伸缩杆杆体远离活塞杆的一端转动连接有一号刮动杆。
25.优选的，所述一号刮动杆的竖直截面为三角形。
26.优选的，所述活塞杆的顶部与二号腔的顶部之间固连有二号弹簧，所述支架上开设有一号通道，所述阀杆上开设有二号通道，所述二号通道与二号腔连通。
27.优选的，所述一号槽的水平截面是圆心角为90度的扇形；在阀杆的水平截面上，所述二号通道与阀杆中轴线的连线a、一号槽上距离二号通道的最近点与阀杆中轴线的连线b，a、b之间的夹角为90度。
28.优选的，所述一号管内部固定设置有电磁阀，所述一号腔远离阀杆一侧开设有三号通道。
29.优选的，所述活塞杆的顶部固定安装有顶杆。
30.优选的，所述伸缩杆远离活塞杆的一端转动连接有一号杆以及二号杆，所述一号杆位于伸缩杆的上方，所述二号杆位于伸缩杆的下方，所述一号杆与二号杆远离伸缩杆的一端分别转动连接有二号刮动杆。
31.优选的，所述一号杆、二号杆与伸缩杆的连接处设置有扭转弹簧。
32.本发明的有益效果如下：
33.1.本发明所述的一种自清洁式气动阀门及其使用方法，在阀体需要关闭时，通过气动执行机构向缸体内通入气体，气体经一号管进入一号腔，再从一号腔进入一号槽，气体从一号槽进入二号腔，二号腔内气压升高，推动活塞杆向下移动，活塞杆向下移动的过程中，带动伸缩杆，向下移动，伸缩杆远离活塞杆的一端转动连接有一号刮动杆，一号刮动杆始终与球芯内壁贴合，在活塞杆向下移动的过程中，一号刮动杆将球芯内壁的水垢刮除。
34.2.本发明所述的一种自清洁式气动阀门及其使用方法，当球芯始终使阀体处于导通状态时，或者在导通的状态下，水中的杂质在球芯内堆积，导致阀体堵塞时，此时，关闭电磁阀，并打开三号通道，通过三号通道外界气压源，使得频繁往复向二号腔内充入以及抽出空气，带动活塞杆、伸缩杆以及一号刮动杆来回上下往复运动，对球芯内壁进行往复刮擦，清理水垢；同时，活塞杆、伸缩杆以及一号刮动杆来回上下往复运动，配合水的流动对球芯内部产生疏通作用，减少了水中的杂质在球芯内堆积。
附图说明
35.下面结合附图对本发明作进一步说明。
36.图1是本发明使用方法的方法流程图；
37.图2是本发明中气动阀门的立体图；
38.图3是本发明中气动阀门的剖视图；
39.图4是本发明中气动执行机构的内部结构侧面剖视图；
40.图5是图3的a处局部放大图；
41.图6是图3的b处局部放大图；
42.图7是本发明气动阀门开启时阀杆相对支架的位置关系图；
43.图8是本发明气动阀门关闭时阀杆相对支架的位置关系图；
44.图中：阀体1、球芯2、支架3、一号通道31、气动执行机构4、阀杆5、二号通道51、气动清洁机构6、一号腔61、三号通道611、一号管62、电磁阀621、二号腔63、一号槽64、活塞杆65、二号弹簧651、顶杆652、伸缩杆66、一号弹簧661、一号刮动杆662、一号杆663、二号杆664、二号刮动杆665。
具体实施方式
45.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
46.如图1至图8所示，本发明所述的一种自清洁式气动阀门使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
47.s1：将阀体1安装在管路中，通过外部气压源向气动执行机构4的缸体内通入气体，缸体内气压升高，使得缸体内的活塞向缸体的两侧移动，活塞上的齿条带动阀杆5转动，阀杆5带动球芯2转动，在球芯2转动的过程中，阀体1由导通变为关闭；同理，通过外部气压源向气动执行机构4的缸体内抽动气体，缸体内气压下降，使得缸体内的活塞向缸体的中间部位移动，在活塞运动的过程中，齿条带动阀杆5转动，进而带动球芯2转动，在球芯2转动的过
程中，阀体1由关闭变为导通；
48.s2：在阀体1需要关闭时，通过气动执行机构4向缸体内通入气体，气体经一号管62进入一号腔61，再从一号腔61进入一号槽64，气体从一号槽64进入二号腔63，二号腔63内气压升高，推动活塞杆65向下移动，活塞杆65向下移动的过程中，带动伸缩杆66，向下移动，伸缩杆66远离活塞杆65的一端转动连接有一号刮动杆662，一号刮动杆662始终与球芯2内壁贴合，在活塞杆65向下移动的过程中，一号刮动杆662将球芯2内壁的水垢或杂质刮除；
49.s3：当球芯2始终使阀体1处于导通状态时，或者在导通的状态下，水中的杂质在球芯2内堆积，导致阀体1堵塞时，此时，关闭电磁阀621，并打开三号通道611，通过三号通道611外界气压源，使得频繁往复向二号腔63内充入以及抽出空气，带动活塞杆65、伸缩杆66以及一号刮动杆662来回上下往复运动，对球芯2内壁进行往复刮擦，清理水垢；同时，活塞杆65、伸缩杆66以及一号刮动杆662来回上下往复运动，配合水的流动对球芯2内部产生疏通作用，减少了水中的杂质在球芯2内堆积。
50.一种自清洁式气动阀门，所述自清洁式气动阀门适用于上述的使用方法，所述自清洁式气动阀门包括：
51.阀体1；
52.球芯2，所述球芯2活动设置于阀体1内部；
53.支架3，所述支架3固定安装于阀体1顶部；
54.气动执行机构4，所述气动执行机构4设置于支架3顶部；
55.阀杆5，所述阀杆5固定连接于球芯2顶部并贯穿支架3延伸至气动执行机构4内部，所述气动执行机构4、阀杆5以及球芯2三者相互配合实现了阀体1启闭；
56.气动清洁机构6，所述气动清洁机构6通过气动执行机构4的控制在球芯2内上下移动实现了对球芯2内部的清洁。
57.工作时，气动执行机构4、阀杆5以及球芯2三者相互配合实现了阀体1的启闭，具体为通过外部气压源向气动执行机构4的缸体内通入气体(外部气压源的进气口位于缸体的中部)，缸体内气压升高，使得缸体内的活塞向缸体的两侧移动，由于缸体两侧的活塞相对面均固定安装有齿条，阀杆5上设置与齿条相互配合的齿牙，故在活塞向缸体两侧移动时，活塞上的齿条带动阀杆5转动，阀杆5带动球芯2转动，在球芯2转动的过程中，阀体1由导通变为关闭；同理，通过外部气压源向气动执行机构4的缸体内抽动气体，缸体内气压下降，使得缸体内的活塞向缸体的中间部位移动，在活塞运动的过程中，齿条带动阀杆5转动，进而带动球芯2转动，在球芯2转动的过程中，阀体1由关闭变为导通；如此反复，实现了阀体1的关闭与导通；
58.然而在使用时，阀体1球芯2内部通道的侧壁随着时间的积累会凝结有水垢或者杂质，故设置气动清洁机构6，气动清洁机构6通过气动执行机构4的控制在球芯2内上下移动实现了对球芯2内部的清洁。
59.作为本发明的一种具体实施方式，所述气动清洁机构6包括：
60.一号腔61，所述一号腔61开设于支架3内部；
61.一号管62，所述一号管62贯穿于支架3内部并连通一号腔61与气动执行机构4缸体内部；
62.二号腔63，所述二号腔63开设于阀杆5内部并连通球芯2内部；
63.一号槽64，所述一号槽64开设于阀杆5上，所述一号槽64与一号腔61对应且与二号腔63相通；
64.活塞杆65，所述活塞杆65滑动安装于二号腔63内；
65.伸缩杆66，所述伸缩杆66由筒体、杆体和一号弹簧661组成，所述伸缩杆66的筒体水平固定安装于活塞杆65的底部，所述伸缩杆66筒体的内部固定安装有一号弹簧661，所述一号弹簧661的一端与伸缩杆66筒体靠近活塞杆65的侧壁内表面固连，所述一号弹簧661的另一端与伸缩杆66内滑动连接的杆体靠近活塞杆65的一端固连；所述伸缩杆66杆体远离活塞杆65的一端转动连接有一号刮动杆662。
66.工作时，若阀体1事先处于长时间导通状态，球芯2内壁易凝结水垢，水垢的积累影响球芯2的使用；在阀体1需要关闭时，通过气动执行机构4向缸体内通入气体，使缸体内部气压升高，活塞向缸体两侧移动，使得齿条带动阀杆5转动，进而带动球芯2转动，使得阀体1关闭；在上述过程中，向缸体通入气体过程中，气体经一号管62进入一号腔61，再从一号腔61进入一号槽64，气体从一号槽64进入二号腔63，二号腔63内气压升高，推动活塞杆65向下移动，由于伸缩杆66水平固定安装于活塞杆65的底部，伸缩杆66的内部固定安装有一号弹簧661，故活塞杆65向下移动的过程中，带动伸缩杆66，向下移动，伸缩杆66远离活塞杆65的一端转动连接有一号刮动杆662，在伸缩杆66内部设置一号弹簧661使得伸缩杆66能够伸缩，且一号弹簧661始终处于压缩状态，即伸缩杆66的杆体始终能够抵动球芯2内壁，即一号刮动杆662始终与球芯2内壁贴合，在活塞杆65向下移动的过程中，一号刮动杆662将球芯2内壁的水垢或者杂质刮除；避免了球芯2内壁水垢或者杂质凝结过厚，影响球芯2的使用；即上述过程在气动执行机构4控制球芯2转动的过程中能够自动控制气动清洁机构6对球芯2内壁进行清理，使得球芯2在使用后能够对球芯2内壁进行清理。
67.作为本发明的一种具体实施方式，所述一号刮动杆662的竖直截面为三角形。
68.工作时，一号刮动杆662的竖直截面为三角形，且一号刮动杆662相对于球芯2侧壁存在斜面，此设置使得一号刮动杆662在球芯2内移动的过程中，能够对球芯2内壁产生铲动作用，进而使得一号刮动杆662更易将球芯2内壁的水垢或者杂质进行清理。
69.作为本发明的一种具体实施方式，所述活塞杆65的顶部与二号腔63的顶部之间固连有二号弹簧651，所述支架3上开设有一号通道31，所述阀杆5上开设有二号通道51，所述二号通道51与二号腔63连通。
70.所述一号槽64的水平截面是圆心角为90度的扇形；在阀杆5的水平截面上，所述二号通道51与阀杆5中轴线的连线a、一号槽64上距离二号通道51的最近点与阀杆5中轴线的连线b，a、b之间的夹角为90度。
71.工作时，在球芯2转动的过程中，即球芯2控制阀体1启闭的过程中，球芯2每次均转动90度，故设置一号槽64的水平截面是圆心角为90度的扇形，如图7所示，当球芯2使球阀处于导通状态时，阀杆5的状态如图7所示，此时一号槽64与一号腔61相通，当阀杆5转动带动球芯2使阀体1关闭时，由于一号槽64的水平截面是圆心角为90度的扇形，故在阀杆5转动的过程中，一号槽64与一号腔61始终相通，此设置使得一号腔61始终向二号腔63内充气，使得阀体1在关闭时，活塞杆65能够向下带动伸缩杆66以及一号刮动杆662刮动球芯2内壁(二号弹簧651拉伸)，对球芯2内壁进行清理；当球芯2使阀体1关闭时，阀杆5的状态如图8所示，此时一号腔61不与一号槽64相通，由于在阀杆5的水平截面上，二号通道51与阀杆5中轴线的
连线a、一号槽64上距离二号通道51的最近点与阀杆5中轴线的连线b，a、b之间的夹角为90度，故此时二号通道51与一号通道31相通，进而二号腔63内的气体经二号通道51与一号通道31排出，活塞杆65在二号弹簧651的拉动下，向上运动，带动伸缩杆66以及一号刮动杆662再次刮动球芯2内壁，实现了二次清理。
72.作为本发明的一种具体实施方式，所述一号管62内部固定设置有电磁阀621，所述一号腔61远离阀杆5一侧开设有三号通道611。
73.工作时，如图3和图5所示，当球芯2始终使阀体1处于导通状态时，或者在导通的状态下，水中的杂质在球芯2内堆积，导致阀体1堵塞时，此时，关闭电磁阀621(正常状态下，电磁阀621一直处于打通状态)，并打开三号通道611(正常状态下，三号通道611处于关闭状态)，通过三号通道611外界气压源，如气筒；使得频繁往复向二号腔63内充入以及抽出空气，带动活塞杆65、伸缩杆66以及一号刮动杆662来回上下往复运动，对球芯2内壁进行往复刮擦，清理水垢，减少球芯2始终使阀体1处于导通状态时，水垢一直在球芯2内壁凝结；同时，活塞杆65、伸缩杆66以及一号刮动杆662来回上下往复运动，配合水的流动对球芯2内部产生疏通作用，减少了水中的杂质在球芯2内堆积，导致阀体1堵塞的情况。
74.作为本发明的一种具体实施方式，所述活塞杆65的顶部固定安装有顶杆652。
75.工作时，活塞杆65的顶部固定安装有顶杆652，当活塞杆65上下移动时，顶杆652跟随活塞杆65一起移动，当阀体1需要从关闭状态变为导通状态时，此时控制气动执行机构4是缸体内气压下降，缸体内活塞相互靠近，齿条带动阀杆5转动，阀杆5转动时，一号槽64与一号腔61再次导通，此时活塞杆65顶部与二号腔63顶部之间区域的气压也下降，设置顶杆652的作用在于限制活塞杆65一直上移，将二号弹簧651压坏，同时也防止活塞杆65一直上移，防止活塞杆65将一号槽64堵住，使下次工作时气体不能通过一号槽64进入二号腔63，进而保证了装置能够正常工作。
76.作为本发明的一种具体实施方式，所述伸缩杆66远离活塞杆65的一端转动连接有一号杆663以及二号杆664，所述一号杆663位于伸缩杆66的上方，所述二号杆664位于伸缩杆66的下方，所述一号杆663与二号杆664远离伸缩杆66的一端分别转动连接有二号刮动杆665。
77.作为本发明的一种具体实施方式，所述一号杆663、二号杆664与伸缩杆66的连接处设置有扭转弹簧。
78.工作时，伸缩杆66远离活塞杆65的一端转动连接有一号杆663以及二号杆664，一号杆663位于伸缩杆66的上方，二号杆664位于伸缩杆66的下方，一号杆663与二号杆664远离伸缩杆66的一端分别转动连接有二号刮动杆665，且一号杆663、二号杆664与伸缩杆66的连接处固定设置有扭转弹簧，当一号杆663、二号杆664端部的二号刮动杆665接触球芯2内壁时，一号杆663、二号杆664连接部位的扭转弹簧使得一号杆663、二号杆664带动端部的二号刮动杆665有着远离伸缩杆66，并挤压球芯2内壁的趋势；由于伸缩杆66存在最短长度，故活塞杆65上下移动时，由于伸缩杆66的阻挡，会阻碍活塞杆65继续上移或下移，即活塞杆65存在运动行程，使得一号刮动杆662存在刮除盲区，故设置一号杆663以及二号杆664，使得活塞杆65上移和下移时，一号杆663和二号杆664能够将刮除盲区处的水垢或杂质刮除；保证了刮除效果。
79.具体工作流程如下：
80.若阀体1事先处于长时间导通状态，球芯2内壁易凝结水垢，水垢的积累影响球芯2的使用；在阀体1需要关闭时，通过气动执行机构4向缸体内通入气体，使缸体内部气压升高，活塞向缸体两侧移动，使得齿条带动阀杆5转动，进而带动球芯2转动，使得阀体1关闭；在上述过程中，向缸体通入气体过程中，气体经一号管62进入一号腔61，再从一号腔61进入一号槽64，气体从一号槽64进入二号腔63，二号腔63内气压升高，推动活塞杆65向下移动，由于伸缩杆66水平固定安装于活塞杆65的底部，伸缩杆66的内部固定安装有一号弹簧661，故活塞杆65向下移动的过程中，带动伸缩杆66，向下移动，伸缩杆66远离活塞杆65的一端转动连接有一号刮动杆662，在伸缩杆66内部设置一号弹簧661使得伸缩杆66能够伸缩，且一号弹簧661始终处于压缩状态，即伸缩杆66始终能够抵动球芯2内壁，即一号刮动杆662始终与球芯2内壁贴合，在活塞杆65向下移动的过程中，一号刮动杆662将球芯2内壁的水垢刮除；避免了球芯2内壁水垢凝结过厚，影响球芯2的使用；此外，当球芯2始终使阀体1处于导通状态时，或者在导通的状态下，水中的杂质在球芯2内堆积，导致阀体1堵塞时，此时，关闭电磁阀621(正常状态下，电磁阀621一直处于打通状态)，并打开三号通道611(正常状态下，三号通道611处于关闭状态)，通过三号通道611外界气压源，如气筒；使得频繁往复向二号腔63内充入以及抽出空气，带动活塞杆65、伸缩杆66以及一号刮动杆662来回上下往复运动，对球芯2内壁进行往复刮擦，清理水垢，减少球芯2始终使阀体1处于导通状态时，水垢一直在球芯2内壁凝结；同时，活塞杆65、伸缩杆66以及一号刮动杆662来回上下往复运动，配合水的流动对球芯2内部产生疏通作用，减少了水中的杂质在球芯2内堆积，导致阀体1堵塞的情况。
81.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图2为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
82.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
83.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。