调压式悬移质采样器两位六通换向阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种调压式悬移质采样器用换向阀，具有两个工作位置、六个通口。它由阀体、陶瓷阀芯、挡块、端盖和电磁铁等组成。陶瓷阀芯由两块静片和一块动片组成，动片和静片上分别有过水孔、通气孔和盲槽以及凸肩和凹槽，动片上的两个凸肩分别与两个静片上的凹槽配合，阀芯装入阀体和阀盖的座槽中，阀盖通过螺栓与阀体连接并压紧阀芯后，在动片和静片的接触面形成硬密封。驱动电磁铁通过推杆推动阀芯动片左右移动，使阀芯动片上的过水孔和通气孔分别与静片上相应的过水孔和通气孔对正，并分别与阀体和阀盖上的过水孔和通气孔连通，从而形成两条独立的通路，即水路和气路，实现通路切换的功能。能大大提高开关阀的工作可靠性和使用寿命，采样更准确。
【专利说明】调压式悬移质采样器两位六通换向阀
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种两位六通换向阀，用于调压式悬移质采样器的工作状态切换。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的不断发展，水土流失和生态环境建设提到了重要的议事日程上来，准确收集水文泥沙资料，为水土流失和环境治理以及防洪部门的决策提供准确的泥沙输移数据，具有重大现实意义。
[0003]收集水文泥沙数据资料的关键是准确而及时采集含泥沙的江河水样，这是水文部门长期以来面临的一大难题。为了满足河流泥沙水样采集的需要，国内有关部门不断的研制和改进泥沙采样仪器，先后研制了二通采样器，如JL-1型、LSS型；三通采样器，如JL-2型、AYX多舱型、FS型、美国USP61型、USP63型；四通采样器，如几_3型、JX型等。二通采样器存在调压历时过长和管嘴积沙问题，三通采样器解决了调压历时过长的问题，四通采样器基本解决了调压历时长和管嘴积沙问题。
[0004]调压式悬移质采样器(以下简称采样器)是用于在河流中对含有泥沙的河水进行全断面连续采样的仪器。调压的目的是消除突然灌注现象，采集到稳定的天然水样。一般的方法是在采样器内设计调压仓，在取样前(即调压状态)，调压仓进水，压缩仓内空气，此压缩空气经连通管进入水样采样仓，使采样仓内的气压与调压仓(即采样器外部水压力)平衡；与此同时，采样管咀的进水经旁通管流出到采样器外，泥沙就不会沉积在采样管道内，可有效解决管嘴、管道积沙堵塞问题。
[0005]换向阀是采样器的重要部件之一，它的基本功能是切换采样器的调压和采样两个工作状态:即在调压状态时，使采样仓与调压仓连通，保证两仓压力平衡，同时让采样器管咀进水与旁通管路相通流出采样器外；在采样状态时，使管咀进水直接流进采样仓，同时使采样仓内的空气经换向阀和排气管路排出采样器。
[0006]文件I (CN200410081315)和文件2 (CN200420105206)公布了一种悬沙采样器用
开关阀和阀芯，其特征是用微电机通过齿轮减速器驱动阀芯转动，依靠齿轮和阀盖上定位销和限位销的定位作用，使阀芯上的过水孔和通气孔与阀体上相应的孔对准，从而形成两条相互独立的通道，实现开关阀的功能。这种转阀结构存在重大缺陷:一是结构复杂，故障率较高，维修困难；二是微电机容易因潮湿而锈蚀，锈蚀杂质进入转子与定子间隙后使电机停转或烧毁；三是受阀体积约束，驱动齿轮的轮齿容易折断，使传动链破坏，从而开关阀失效；四是密封不可靠，电机容易进水而发生故障，可靠性低。从使用情况看，上述开关阀的诸多问题导致采样器无法准确采样，给水文部门带来困扰。
【发明内容】
[0007]本发明专利的目的是为了克服以上不足，提供一种结构简单、工作可靠、故障率低的用于调压式悬移质采样器的六通换向阀。[0008]本发明的目的是这样来实现的:
本发明调压式悬移质采样器用两位六通换向阀包括含进水管口 37、排气管口 38、调压仓排气管口 41的阀盖3和含出水口管40、水路旁通管口 42、采样仓排气管口 39的阀体9通过螺栓联接，在阀盖3和阀体9之间有陶瓷阀芯8、左右定位块25、26和27、28，定位块与阀体、阀盖配合将陶瓷阀芯8的上下静片14、20纵向固定，左右端盖5、2外侧两端固定有电磁铁6、1，陶瓷阀芯8由上、下静片14、20和动片17组成，动片17上有过水孔29、32，通气孔30、31，上静片14上有过水孔21和通气孔22、23，分别与阀盖上的进水孔44、通气孔43，通气孔45及动片17上的过水孔29、32、通气孔30、31对应，在上静片14上相对于动片17的接触面上有与过水孔21连通的盲槽24 ;下静片20上有分别与动片17上的过水孔29、32，通气孔30、31及阀体上的出水孔48、过水孔50、通气孔49对应的通气孔34，过水孔33、36，在下静片20上与动片17的接触面上有与通气孔34连通的盲槽35，通过螺栓将阀盖和阀体联接并压紧阀芯8后，在动片17和上下静片14、20的接触面形成硬密封。
[0009]上述的陶瓷阀芯8的动片17上、下面均有矩形凸肩16、18，上下静片14、20与动片17接触的面上分别有对应的矩形凹槽15、19，动片17上、下密封面两个凸肩16、18分别与上静片上的凹槽15、下静片上的凹槽19配合，使得动片可以相对静片沿凹槽纵向运动。
[0010]上述的陶瓷阀芯8的动片17沿凹槽纵向相对运动限位是由端盖2、5的内端面实现的。
[0011]本发明用于调压式悬移质采样器上工作时，防水电磁铁I通过推杆10使动片17相对于上下静片14、20运动，直到其一端与端盖接触为止，此时，动片上的过水孔29、通气孔30分别与上静片14上的过水孔21 (或盲槽24)、通气孔22对正，通过阀盖3上的进水孔44、阀体9上的出水孔52 (或50)、阀盖3上的排气孔47 (或43)、阀体9上的通气孔49形成两条独立通路一即水路和气路，从而实现调压和采样两个工作状态切换的功能。换向阀左右端盖5、2的内表面对阀芯动片17的位移起到限位作用，从而间接保证阀芯动片17上的孔在换向阀的两个工作位置分别与上下静片14、20上相应的孔(槽)重合。
[0012]本发明与现有技术相比，有以下优点:
1.采用滑阀式结构，解决了转阀结构驱动转矩大，阀芯受力不均匀，齿轮容易折断、电机容易受潮锈蚀和密封困难等问题。
[0013]2.采用三片式陶瓷阀芯硬密封，静片的凹槽作为动片运动的导向结构，结构简单，工作可靠，同时硬密封面上的泥沙颗粒可以掉入凹槽中，从而避免在陶瓷阀芯密封面上发生粘结，造成换向阀卡的问题。
[0014]3.驱动机构简单，换向时间短，可靠性大大增加。采用防水电磁铁直接驱动阀芯动作，换向阀响应速度快，定位块(端盖)控制阀芯运动位置，定位更准确。解决了因驱动机构失效而造成的故障。
[0015]4.平面硬密封，陶瓷片的密封压力可调，密封更可靠。
[0016]5.换向阀结构简单，装配容易，维修方便，工作寿命大大延长。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是换向阀结构示意图。
[0018]图2是阀芯结构示意图。[0019]图3是阀芯上静片14结构示意图(即图4中的A-A剖视图)。
[0020]图4是阀芯装配示意图。
[0021]图5是阀芯动片17结构示意图。
[0022]图6是阀芯下静片20结构示意图(即图4中的B-B剖视图)。
[0023]图7是换向阀的前视图。
[0024]图8是换向阀的后视图。
[0025]图9是阀盖结构示意图。
[0026]图10是图9中C-C剖视图。
[0027]图11是图9中的D-D剖视图。 [0028]图12是阀体结构示意图。
[0029]图13是图12中F-F剖视图。
[0030]图14是图12中E-E剖视图。
【具体实施方式】
[0031]参见图1、图4，调压式悬移质采样器用两位六通换向阀由装在端盖2、5上的电磁铁1、6，阀盖3，阀体9，定位块25、26与27、28以及陶瓷阀芯8组成。
[0032]如图2、图3、图4、图5、图6所示，陶瓷阀芯8由上静片14、动片17、下静片20组成。上静片14上有过水孔21和通气孔22、23，在上静片14上相对于动片17的接触面上有与过水孔21连通的盲槽24 ;下静片20上有过水孔33、36和通气孔34，在下静片20上相对于动片17的接触面上有与通气孔34连通的盲槽35 ?’动片17上有过水孔29、32，通气孔
30、31。
[0033]如图2、图4所示，在上静片14上相对于动片17的接触面上有矩形凹槽15 ;在下静片20上相对于动片17的接触面上有矩形凹槽19 ;动片17上、下密封面上有凸肩16、18分别与上静片14上的凹槽15、下静片20上的凹槽19配合，一起组成阀芯8，动片17可以相对于上下静片14、20沿凹槽方向运动。
[0034]如图1、图4、图9、图12所示，阀芯8装入阀体9和阀盖3的座槽54、53中。定位块25、28由螺钉安装在阀盖3上，对上静片14进行轴向固定；定位块26、27由螺钉安装在阀体9上，对下静片20进行轴向固定；阀盖3与阀体9由螺栓联接，螺栓套装有弹簧，通过螺栓将阀盖3和阀体9联接并压紧阀芯8，电磁铁1、6分别与端盖2、5用螺钉联接，端盖2、5通过螺钉与阀体9联接固定。
[0035]当电磁铁I得电，电磁力驱动推杆10推动阀芯8的动片17向左移动，直到动片左端与端盖5接触为止，此时，阀芯动片17上的过水孔32分别与静片14的盲槽24及下静片20上的过水孔36相对，而阀芯动片17上的通气孔31分别与上下静片14、20上的通气孔23、盲槽35相对，采样器管咀进水通过阀盖3上的进水孔44、阀芯8的上静片14上的过水孔21、盲槽24、动片17上的过水孔32、下静片20上的过水孔36，阀体9上的旁通出水孔52，再经采样器上的引水道流出采样器，形成旁通水路；同时，采样仓的空气通过阀体9上的采样仓排气孔51、通气孔49、阀芯8下静片20上的通气孔34、盲槽35、动片17上的通气孔31、上静片14上的通气孔23，阀盖3上的通气孔45、排气孔46形成连通气路，再经连接软管与调压仓连通，从而把采样仓与调压仓连通，实现采样前的调压，此时阀芯8位置对应于采样器的调压状态。
[0036]当电磁铁6得电，电磁力驱动推杆7推动阀芯8的动片17向右移动，直到动片右端与端盖2接触为止，此时，阀芯动片17上的过水孔29分别与上静片14上的过水孔21、下静片20上的过水孔33和阀盖上的进水孔44以及阀体上的出水孔48同心，形成直通水路，采样器管咀进水通过换向阀水路直接流入采样仓；同时，阀芯动片17上的通气孔30分别与上静片14上的通气孔22、下静片20上的盲槽35相对，采样仓的空气通过阀体9上的采样仓排气孔51、通气孔49、经阀芯下静片20上的盲槽35和通气孔34、动片17上的通气孔30、上静片14上的通气孔22以及阀盖上的通气孔43、排气孔47形成排气路，将采样仓的空气经换向阀的气路排出采样器外。此时阀芯8位置对应于采样器的采样状态。
【权利要求】
1.调压式悬移质采样器用两位六通换向阀，其特征在于包括含进水孔44、排气孔47、调压排气孔46的阀盖3和含出水孔48、旁通出水孔52、采样仓排气孔51的阀体9通过螺栓联接，由上下静片14、20和动片17组成的陶瓷阀芯8装在阀盖3和阀体9的座53、54中，陶瓷阀芯8的动片17上的两个凸肩16、18分别与上静片14、下静片20上的凹槽15、19配合，左右端盖5、2通过螺栓与阀体9联接，左右挡块25、26和27、28与阀体、阀盖配合将陶瓷阀芯8的上、下静片14、20纵横向固定,左右端盖5、2外侧两端固定有电磁铁6、1，电磁铁的推力通过推杆7、10使动片17与上下静片14、20相对运动，动片17上有过水孔29、32，通气孔30、31，上静片14上有过水孔21和通气孔22、23，分别与阀盖上的进水孔44、通气孔43，通气孔45和动片17上的过水孔29、32、通气孔30、31对应，在上静片14上相对于动片17的接触面上有与过水孔21连通的盲槽24 ;下静片20上有分别与动片17上的过水孔29、32，通气孔30、31和阀体上的出水孔48、过水孔50、通气孔49对应的通气孔34、过水孔33、36，在下静片20与动片17的接触面上有与通气孔34连通的盲槽35。
2.如权利要求1所述的调压式悬移质采样器用两位六通换向阀，其特征在于阀体9上有三个接口，分别为出水管口 40、水路旁通管口 42、采样仓排气管口 39 ;阀盖3上有三个接口，分别为进水管口 37、排气管口 38、调压仓排气管口 41。
3.如权利要求1所述的调压式悬移质采样器用两位六通换向阀，其特征在于陶瓷阀芯8的动片17上的过水孔29、32及通气孔30、31的纵向间距大于上静片14上的通气孔22、23以及下静片20上的过水孔33、36的纵向间距，纵向间距差即为密封距离。
4.如权利要求1或3所述的调压式悬移质采样器用两位六通换向阀，其特征在于上下静片14、20分别通过定位块25、28和26、27与阀盖3和阀体9上的槽配合而固定。
5.如权利要求1或2或3所述的调压式悬移质采样器用两位六通换向阀，其特征在于联接压紧阀盖3和阀体9之间的螺栓套装有弹簧，用于调整陶瓷阀芯的压紧力。
【文档编号】G01N1/10GK104020016SQ201410248564
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】雷玉勇, 刘克福, 张丽, 蒋代君 申请人:西华大学