专利名称：平面旋转多路阀的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水处理技术领域，涉及用于硬水软化设备阀门的改进。
专利号为ZL88108122的中国发明专利“多功能集成阀”公开了一种用于水处理设备的多路阀，这种阀门可以实现多工位的切换，其缺点是第一、按设定程序布置的迷宫槽、即“多功能集成阀”中所说的排水连通槽开在上下阀盖的外表面，用连通槽盖板将其封闭。与外管路连接的接头固定在连通槽盖板上。这种结构导致连通槽盖板与上下阀盖、连通槽盖板与外管路接头的连接强度低，不仅降低了承压能力，而且连通槽的截面积也不能做得很大，导致过流面积小，阀的流通能力小。第二、在“多功能集成阀”中，每个阀口都被隔离槽即该专利所说的排泄槽隔开，这是没有必要的。这导致结构的复杂，并且更容易发生阀门启闭时介质的外泄。第三、隔离槽中的废液与迷宫腔连通，将造成水质污染，影响水处理的效果。第四、放置在启闭板上启闭孔内的薄板条将导致密封圈的损坏。
本实用新型的目的是提供一种改进的平面旋转多路阀，它具有更高的承压能力和流通能力，具有设计更加合理的迷宫槽和排泄槽结构，具有更可靠的介质隔离和密封性能。
本实用新型的技术方案是一种平面旋转多路阀，包括同轴安装的一个上阀盖1和一个下阀盖5，上阀盖上表面1a和下阀盖下表面5b上带有接口11和连接外部管路的接头20，上阀盖下表面1b上有按程序设计的与接口11连通的上阀盖迷宫腔10＇，下阀盖上表面5a上有按程序设计的与接口11连通的下阀盖迷宫腔10a＇，一个位于上下阀盖之间的垫圈3和位于垫圈3中心孔内的带有启闭孔15的启闭板7，上下阀盖的圆周外缘有均布的紧固件6，上下阀盖的外缘以及垫圈3的圆环面上有相应的允许紧固件6穿过的紧固孔19，启闭板7的侧面有齿，与穿进上下阀盖之间的齿轮轴8中部的齿轮啮合，齿轮轴8穿出上下阀盖的一个端头与传动齿轮17连接，上阀盖1的中心有芯轴16，启闭板7的中心孔套在芯轴16上，其特征在于，
(1)有一个与上阀盖下表面1b粘接成一体的上阀座2，在上阀座上表面2a上有与上阀盖下表面1b上的上阀盖迷宫腔10＇轮廓形状对应相同的上阀座迷宫腔10，在上阀座下表面2b上有与迷宫腔10连通的带有密封圈12的阀口9，上阀座2的外缘有允许紧固件6穿过的紧固孔19；有一个与下阀盖上表面5a粘接成一体的下阀座4，在下阀座下表面4b上有与下阀盖上表面5a上的下阀盖迷宫腔10a＇轮廓形状对应相同的下阀座迷宫腔10a，在下阀座上表面4a上有与迷宫腔10a连通的带有密封圈12的阀口9，下阀座4的外缘有允许紧固件6穿过的紧固孔19；上阀盖1上阀座2、垫圈3、下阀座4和下阀盖5由紧固件6牢固连接成一体，启闭板7位于由上阀座2、垫圈3和下阀座4包围的腔体中；(2)在上阀座下表面2b上开有与上阀座上表面2a上的上阀座迷宫腔10轮廓对应的、相互连通的隔离槽13，在下阀座上表面4a上开有与下阀座下表面4b上的下阀座迷宫腔10a轮廓对应的、相互连通的隔离槽13，贯通下阀座4的下阀座排放孔14的上端与隔离槽13连通，另一端与贯通下阀盖5的下阀盖排放孔14a连通。
本实用新型的优点是首先，具有更高的承压能力和流通能力。本实用新型将原来的阀盖改为阀盖和阀座两个零件，两者牢固粘合。与外管路连接的接头20牢固固定在接口11上。迷宫腔分别做在上阀盖、上阀座和下阀盖、下阀座上，可以做出较大的截面积，提高过流量，同时，承压能力大大加强。这样，阀的承压能力和流通能力都有很大提高。
其次，更加合理的迷宫槽和排泄槽结构设计，使阀运转更加可靠，专用的排放通道大大减小了废液污染的可能，使阀真正具有监测泄漏、安全排放和自清洁功能。
第三，采用了内压自紧式密封结构，保证了密封和密封圈的使用寿命，提高了阀的可靠性。
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图1是本实用新型总体结构示意图。
图2是图1中A局部的放大图。
图3是上阀盖下表面1b的示意图。
图4是图3沿B-B剖面的剖视图。
图5是上阀盖上表面1a的示意图。
图6是上阀座上表面2a的示意图。
图7是图6沿C-C剖面的剖视图。
图8是上阀座下表面2b的示意图。
图9是下阀盖上表面5a的示意图。
图10是图9沿E-E剖面的剖视图。
图11是下阀盖下表面5b的示意图。
图12是下阀座下表面4b的示意图。
图13是图12沿F-F剖面的剖视图。
图14是下阀座上表面4a的示意图。
图15是启闭板7的示意图。
图16是内压自紧式密封圈结构示意图。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。参见图1，这是本实用新型的一种实施例。它采用了上阀盖1、上阀座2、启闭板7、下阀座4和下阀盖5平面叠加的五块板结构，垫圈3与上阀座2、下阀座4构成封闭的阀腔，启闭板7置于该阀腔中。根据需要设置的接头20安装在上下阀盖的接口11中。通过电机18、传动齿轮17、齿轮轴8和启闭板7外缘的齿轮实现对启闭板7的驱动，使其能够绕芯轴16转动，以改变阀门工位。本实用新型的一个重要结构特点是把迷宫腔分成两半分别做到阀盖和阀座上，阀盖和阀座的迷宫腔合起来形成完整的迷宫腔。参见图3至图8，图4是上阀座上表面2a的形状，其上有很多按照需要开的阀口，根据程序的要求用迷宫腔10把有关阀口连通。在图4这个具体实施例中，上阀座上表面2a上有四个上阀座迷宫腔10。不同的阀门还可以设计不同的迷宫腔。图3是上阀盖下表面1b的形状，它上面也有四个上阀盖迷宫腔10＇，这些迷宫腔的轮廓与上阀座迷宫腔10对应相同。当把上阀盖1和上阀座2粘合起来以后，上阀座迷宫腔10与上阀盖迷宫腔10＇分别对应合成四个完整的迷宫腔。同样，图9所示的下阀盖上表面5a上的两个下阀盖迷宫腔10a＇也与图12所示的下阀座下表面4b上的两个迷宫腔10a对应合成两个完整的迷宫腔。本实用新型这种迷宫腔的结构使阀的承压能力和流通能力得到大大增强。
图5和图11给出上阀盖上表面1a和下阀盖下表面5b的形状，接口11处安装连接外管路的接头20。给出图4和图10的目的是，使读者能更清楚地区分上阀盖1的上、下表面1a、1b和下阀盖5的上下表面5b、5a。
本实用新型的另一个重要结构特点是排泄槽的设计。图8是上阀座下表面2b的形状，图14给出了下阀座上表面4a的形状，在这两个表面上都有相互连通的排泄槽13。这些排泄槽13不是隔离每一个阀口9，而是根据阀口9不同的功能，将它们进行分区隔离，功能相同的阀口位于同一隔离区。事实上，迷宫腔就是隔离区划分的主要依据，因此，排泄槽13与迷宫腔的轮廓相对应。上阀座下表面2b上的排泄槽与下阀座上表面4a上的排泄槽是通过垫圈3与启闭板7外缘之间的间隙连通的，请参见图2。在垫圈3和启闭板7外缘齿轮之间总存在间隙21，上阀座下表面2b上的排泄槽与下阀座上表面4a上的排泄槽通过间隙21保持连通。在下阀座4上设有专门的下阀座排放孔14，它与下阀盖5上的下阀盖排放孔14a连通，直接连通阀外大气。由于本实用新型设置了专门的通路排放排泄槽中的废液，使本实用新型的阀门保证在任何工作程序下都能可靠实现监测排泄，安全排放废液，具有自清洁功能。此外，排放孔14还有阀腔泄压和辅助密封的作用。图7和图13使读者更清楚地区分上下阀座的上下表面。图15是一种间歇式阀的启闭板7的示意图，启闭板上有启闭孔15，其外缘是齿轮。
为了改进阀口的密封，本实用新型的另一个重要结构特点是在阀口安装有内压自紧式密封圈12。该密封圈的外缘面是圆柱面，内缘面是V形旋转面，外缘的厚度小于内缘的厚度，密封圈12的内径大于启闭板7上启闭孔15的直径。密封圈12是在一个截面形状为梯形的旋转体的内缘向外切出一个V形槽，形成由上下两个唇边组成的唇口。唇口的厚度大于密封圈外缘的厚度，因此两个唇边向上下微微倾斜。设阀口9的内径、也称止口底径为d，启闭孔的内径为d1，阀口9端部放置密封圈12的台阶圆的内径、也称止口直径为D2，密封圈12的外径为D，密封圈12内缘V形槽槽底直径为D1，密封圈12的内径为D0，密封圈外缘厚度为h，唇口的厚度为H，唇边的最小厚度为t，则计算密封圈的各参数的公式是d1≤dd1+1＜D0＜d1+(4～8)d≤D0＜d+(2～4)h=H1-(0～0.2)H=h+2×(0.3～0.4)D=(1.004～1.008)D2D1=D-(2～6)t=0.5～3以上公式中的单位为毫米。上述参数尺寸范围的确定出于以下考虑1、密封圈内径即密封直径相对于d1的要求，一方面是主密封面在切换工位过程中定位存在一定的误差，D0大于d1在1毫米以上，扩大了密封直径，降低了对定位精度的要求，同时，D0大于d1也是密封结构的需要。当然，密封直径越大，对密封越有利。但是，受阀面区域和密封圈结构的限制，给出一个上限；另一方面，由于d1的缩小而造成截流，使得密封圈区域压力将增大一些，有利于密封圈的密封。而启闭板的厚度较薄，对通过流量的影响很小。
密封圈内径D0相对于止口底径d也有要求。因为止口底面是辅助密封面，被密封口径应包容在密封直径之内，由于密封圈与止口的相对位置固定，所以二者可以相等。D1可以大于D0，但不能大太多，否则会影响过往水流对密封圈的作用。
2、密封圈尺寸h要求比止口深度低，主要是为了减少阀在运转过程中，启闭板与密封圈的摩擦阻力的作用，避免密封圈的磨损。同时，也减小了启闭板在旋转时的阻力，使阀在旋转时，需要的驱动力可以减小。
3、密封圈尺寸H的取值是根据材料的性能和密封机理来考虑。密封时，唇口在介质力作用下应能紧紧压向主辅密封面。阀旋转时，主密封面的唇口应能回缩，脱离主密封面或轻轻与之接触H是唇口的最高点位置。
4、密封面尺寸D应比止口直径D2大千分之六，这是基于在静态时，使密封圈与止口不会脱离；动态时，又能使密封圈周边与止口很好密封，具有保护密封圈的作用，增加了一道辅助密封。密封圈装配时，在周边有较小的压缩量，这个压缩量不足以使密封圈的整体形状和其他尺寸发生任何改变，这是它有较确定量值的原因。
5、密封圈尺寸t的选取是根据密封圈的大小和材料性能来考虑，既要保证唇口有一定的强度，不易损坏；又要在受到介质力作用时很容易伸张起来。
6、密封圈尺寸D1与密封圈唇口提起的初始位置一致或者略大，主要考虑有利于介质力对于唇口的作用和对密封圈周面的作用。
基于密封圈的主要尺寸的限制和一般的设计经验，就可以确定其他各尺寸的数值。
密封圈12的材料应选择耐老化，不易变形，弹性好的橡胶材料。下表是密封圈12的具体参数选择实例。 本实用新型所采用的内压自紧式密封圈的工作原理是当阀转到工作位置，阀口需要密封时，由于迷宫腔进水，密封圈12的唇口受水压作用使唇边向外涨起，紧紧压向启闭板7和阀口9端部的台阶圆底面，同时密封圈V形槽也受压使密封圈12的外缘与阀口端部台阶圆的侧面紧密贴合，起到可靠的密封作用。当阀需要转动时，迷宫腔进水停止，密封圈12唇口的水压消失，唇边回缩，恢复原状，对启闭板7的转动没有阻力，因此启闭板7转动自如。
权利要求1.一种平面旋转多路阀，包括同轴安装的一个上阀盖[1]和一个下阀盖[5]，上阀盖上表面[1a]和下阀盖下表面[5b]上带有接口[11]和连接外部管路的接头[20]，上阀盖下表面[1b]上有按程序设计的与接口[11]连通的上阀盖迷宫腔[10＇]，下阀盖上表面[5a]上有按程序设计的与接口[11]连通的下阀盖迷宫腔[10a＇]，一个位于上下阀盖之间的垫圈[3]和位于垫圈[3]中心孔内的带有启闭孔[15]的启闭板[7]，上下阀盖的圆周外缘有均布的紧固件[6]，上下阀盖的外缘以及垫圈[3]的圆环面上有相应的允许紧固件[6]穿过的紧固孔[19]，启闭板[7]的侧面有齿，与穿进上下阀盖之间的齿轮轴[8]中部的齿轮啮合，齿轮轴[8]穿出上下阀盖的一个端头与传动齿轮[17]连接，上阀盖[1]的中心有芯轴[16]，启闭板[7]的中心孔套在芯轴[16]上，其特征在于，(1)有一个与上阀盖下表面[1b]粘接成一体的上阀座[2]，在上阀座上表面[2a]上有与上阀盖下表面[1b]上的上阀盖迷宫腔[10＇]轮廓形状对应相同的上阀座迷宫腔[10]，在上阀座下表面[2b]上有与迷宫腔[10]连通的带有密封圈[12]的阀口[9]，上阀座[2]的外缘有允许紧固件[6]穿过的紧固孔[19]；有一个与下阀盖上表面[5a]粘接成一体的下阀座[4]，在下阀座下表面[4b]上有与下阀盖上表面[5a]上的下阀盖迷宫腔[10a＇]轮廓形状对应相同的下阀座迷宫腔[10a]，在下阀座上表面[4a]上有与迷宫腔[10a]连通的带有密封圈[12]的阀口[9]，下阀座[4]的外缘有允许紧固件[6]穿过的紧固孔[19]；上阀盖[1]、上阀座[2]、垫圈[3]、下阀座[4]和下阀盖[5]由紧固件[6]牢固连接成一体，启闭板[7]位于由上阀座[2]、垫圈[3]和下阀座[4]包围的腔体中；(2)在上阀座下表面[2b]上开有与上阀座上表面[2a]上的上阀座迷宫腔[10]轮廓对应的、相互连通的隔离槽[13]，在下阀座上表面[4a]上开有与下阀座下表面[4b]上的下阀座迷宫腔[10a]轮廓对应的、相互连通的隔离槽[13]，贯通下阀座[4]的下阀座排放孔[14]的上端与隔离槽[13]连通，另一端与贯通下阀盖[5]的下阀盖排放孔[14a]连通。
2.根据权利要求1所述的平面旋转多路阀，其特征在于，所说的密封圈[12]是唇形自紧式密封圈，其外缘面是圆柱面，内缘面是V形旋转面，外缘的厚度小于内缘的厚度，密封圈[12]的内径大于启闭板[7]上启闭孔[15]的直径。
专利摘要本实用新型属于水处理技术领域。它包括同轴安装的上阀盖、上阀座、下阀盖、下阀座和启闭板,在上阀座下表面上有与上阀座上表面的上阀座迷宫腔轮廓对应的隔离槽,在下阀座上表面上有与下阀座下表面的下阀座迷宫腔轮廓对应的隔离槽。本实用新型具有更高的承压能力和流通能力;减小了废液污染的可能,具有监测泄漏、安全排放和自清洁功能;提高了阀的可靠性。
文档编号F16K11/06GK2420474SQ00206400
公开日2001年2月21日 申请日期2000年3月17日 优先权日2000年3月17日
发明者刘蔚安, 魏广平, 赵文华, 骆幼龙, 王东 申请人:西安力利科技产业总公司