一种以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀的制作方法

本发明涉及流体流量阀门技术领域，尤其涉及一种以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀。

背景技术：

真空电磁阀是指用于压力小于正常大气压的真空负压系统的电磁阀，适用于真空设备管路做二位式通断切换执行机构，它广泛应用于食品、冶金等行业真空系统管路上。其工作原理就是利用电磁感应现象，使其对管路进行电磁感应式的控制，利用真空原理，对阀门内部做出真空构造，能够有效地使真空电磁阀的工作效率提高，当管路中的介质在经过真空电磁阀的附近管道的时候，介质便会对真空电磁阀的感应装置发出信息，阀门便会通过信息，对管路中介质的流速做出调整，效率非常高。

中国专利201420600537.7公开了一种真空电磁阀，包括阀体，阀体内设有环形线圈，该环形圈内依次穿设有静铁芯与动铁芯，阀体顶部固定连有螺母，该螺母开有通孔，静铁芯嵌合于环形线圈的顶部，该静铁芯中央开有与螺母通孔连通的第一通孔，动铁芯与环形线圈之间形成通道，阀体底部开有第二通孔，该第二通孔两侧的下方分别开有与其相通的斜通孔；中国专利201210577436.8公开了一种多级节流调节阀，包括：阀盖、阀体、阀杆、阀芯、密封组件、阀芯套、出液管、进液管；其中，阀芯套为中空的圆柱体，其两端固定在阀体腔的上端和下端腔体壁上，阀芯套内壁有多条肋，肋的内径与阀芯直径匹配，在靠近阀芯套顶端处的径向上开有进水孔；阀芯为在一个圆柱体基体上加工出的多面体结构，阀芯上端处有一凸台，凸台下斜面为密封面，密封面下每隔一定距离会有一个节流调节面。上述现有技术，在零压差或真空、高压等环境需要的功率较大时，必须进行水平安装，限定阀门的广泛应用。

因此，设计一种可以任意角度安装的、无需外加其他动力气源、无需用大功率电磁线圈的真空阀成为技术问题之一。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的安装角度限制、电磁功率限制的等技术问题，本发明提供了一种以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀。

本发明的技术方案是：一种以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀，其特征在于：包括同轴阀部分和电磁阀部分，所述同轴阀部分以真空为动力源，包括活塞式阀芯、气缸筒、压块、密封块、密封圈、密封阀座，所述电磁阀部分包括电磁控制装置；所述活塞式阀芯为筒状，套装在气缸筒内并且可以往复移动；所述气缸筒的侧壁具有通气孔，所述气缸筒的两端安装有密封块，用于密封活塞式阀芯和气缸筒之间的套装间隙；所述密封块外端安装有压块，用来压紧密封块；在所述活塞式阀芯的出口端还安装有密封阀座，用来密封活塞式阀芯的端口；所述电磁控制装置通过管道一端与气缸筒侧壁连通，另一端与密封阀座外的压块连通；所述密封圈位于各部件之间的相互接触面上。

在此基础上，所述活塞式阀芯的外壁具有环状台阶，所述台阶上具有环状沟槽，所述环状沟槽内嵌套有活塞密封圈，所述活塞密封圈与气缸筒的内壁呈密封接触；在活塞式阀芯进口端的侧壁上套有弹簧，所述弹簧一端抵在密封块截面上，另一端抵在环状台阶侧面上。

在此基础上，所述气缸筒侧壁具有两个通气孔，两个通气孔分别连通与活塞式阀芯环状台阶两侧的空间，其中进口端的通气孔通过管道与电磁控制装置连通，出口端的通气孔与大气相连通。

在此基础上，所述密封块为中间有孔的圆饼状，所述圆饼的外壁具有环形沟槽，所述沟槽内嵌套有弹性密封圈，所述弹性密封圈与压块内壁呈弹性接触密封；所述中间孔的内壁具有环形沟槽，所述沟槽内嵌套有弹性密封圈，所述密封块套装在所述活塞式阀芯两端的外壁上，所述弹性密封圈与活塞式阀芯外壁呈弹性接触密封；所述密封块的截面与气缸筒的端口相抵；出口端的密封块的边缘处还具有向外延伸的折边。

在此基础上，所述压块位于所述密封块的外侧，所述压块内部具有圆柱形流体通道，所述压块内部具有台阶，构成成2-3段不同直径的圆柱形通道；所述气缸筒、密封块均套装在压块的筒径内；所述进口端的压块最内部的台阶与活塞式阀芯的端口相抵；所述出口端的压块侧壁具有气孔，通过管道与电磁控制装置相连通；所述左右压块块之间通过螺栓连接紧固。

在此基础上，所述密封阀座为圆饼状，其截面边缘处与密封块的折边端面相抵，在圆饼状截面中心处具有圆形的弹性密封垫，其直径大于或等于活塞式阀芯的直径，并与活塞式阀芯的出口端构成弹性密封；作为本发明一种可选的实施方式，所述的弹性密封垫为圆饼状，其直径大于活塞式阀芯的外径；作为本发明另一种可选的实施方式，所述的弹性密封垫为圆环状，其圆环截面覆盖活塞式阀芯端口的截面；所述密封阀座在弹性密封垫的外缘处还分布有若干通孔，所述通孔对应分布在活塞式阀芯与气缸筒之间环状截面上。

在此基础上，所述活塞式阀芯出口端为内锥形，在端口的外壁边缘处形成刀口，构成环状密封刀，所述环状密封刀与密封阀座中央的弹性密封垫相抵呈弹性密封。

在此基础上，所述电磁控制装置包括：两位三通电磁阀、电磁阀弹簧、电磁阀阀芯；所述两位三通电磁阀一端口与大气相连通，一端口与气缸筒进口端端的通气孔连通，一端与出口端的压块的通气孔连通。

在此基础上，所述同轴阀开启时，所述气缸筒出口端的通气孔通过管路、两位三通电磁阀与出口端的压块连通；所述同轴阀关闭时，所述气缸筒进口端的通气孔通过管路、两位三通电磁阀与大气连通。

在此基础上，所述气体或其他介质具备双向流动控制，进口端管道内的流体为正向压力或真空负压；当阀门关闭时，可承受真空及正压压力而不泄漏。

与与传统的真空电磁阀相比，本发明的有益效果是：

1)无需外接动力气源，以真空为动力源，即无需大功率的电磁线圈控制同轴阀的开启与关闭，而是用小功率的两位三通电磁阀即可控制真空负压的传递与否，从而实现同轴阀的开启与关闭，消耗动力小，操作方便快捷。

2)本发明的技术方案，根据真空泵流量大小，可以设计制造大流量的真空同轴阀。而传统的真空电磁阀，制造大流量的真空同轴阀，非常困难，而且操作控制成本高。

3)本发明的技术方案，进口和出口之间采用了平衡式结构设计，进口端所连接的管道或其他内腔可以是正向压力或者真空负压。

4)传统的真空电磁阀，阀门功能受安装角度的影响，而本发明的技术方案解决了这个技术问题，适合任意角度及位置安装，不会影响阀体内流体的导通。

5)本发明的技术方案，阀体轴向受力平衡，无须考虑分流压力和压差因素，可控制高真空或高压。

6)本发明的技术方案，气体或其他介质可双向流动控制，阀门关闭时，可承受真空及正压压力而不泄漏，而现有技术的结构，只能实现单项流动控制。

附图说明

图1是以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀开启时的结构示意图；

图2是以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀关闭时的结构示意图。

图中附图标记如下：电磁阀部分a和同轴阀部分b，两位三通电磁阀线圈1、两位三通电磁阀弹簧2、两位三通电磁阀阀芯3、左压块4、左密封块5、密封块内密封圈6、密封块外密封圈7、压块密封圈8、阀芯弹簧9、气缸筒10、活塞式阀芯11、活塞密封圈12、密封垫13、右密封块16、密封阀座17、连接螺栓18、右压块19。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1和图2所示，一种以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀，包括电磁阀部分a和同轴阀部分b：电磁阀部分包括电磁控制装置；同轴阀部分以真空为动力源，包括活塞式阀芯11、气缸筒10、左压块4、右压块19、左密封块5、右密封块16、密封圈、密封阀座17。其中，活塞式阀芯11为筒状，套装在气缸筒10内并且可以实现往复移动；气缸筒10的两端安装有密封块，左右各一，分别为左密封块5、右密封块16，密封块用于密封活塞式阀芯和气缸筒之间的套装间隙；密封块外端还安装有压块，左右各一，分别为左压块4、右压块19，用来压紧密封块；在活塞式阀芯11的出口端还安装有密封阀座17，用来密封活塞式阀芯11的端口；电磁控制装置通过管道一端与气缸筒10侧壁连通，另一端与密封阀座外的压块连通。

活塞式阀芯11的外壁具有环状台阶，台阶上具有环状沟槽，环状沟槽内嵌套有活塞密封圈12，活塞密封圈12与气缸筒10的内壁呈密封接触；在活塞式阀芯11进口端的侧壁上套有阀芯弹簧9，阀芯弹簧9一端抵在左密封块4的截面上，另一端抵在活塞式阀芯11的环状台阶的侧面上。

气缸筒10侧壁具有两个通气孔，两个通气孔分别连通与活塞式阀芯11环状台阶两侧的空间，其中进口端的通气孔通过管道与电磁控制装置连通，出口端的通气孔与大气相连通。

密封圈位于各部件之间的相互接触面上，主要分布在几个接触面上：活塞式阀芯11的外壁与密封块的内壁之间的接触面，如图中的密封块内密封圈6，左右各一；密封块外壁与压块内壁之间的接触面，如图中的密封块外密封圈7，左右各一；气缸筒10的外壁与压块内壁之间的接触面，如图中的压块密封圈8,左右各一。密封圈密封的方式采用环状沟槽和环状密封圈相结合的方式。

密封块为左右各一，两者略有不同，密封块为中间有孔的圆饼状，圆饼的外壁具有环形沟槽，沟槽内嵌套有弹性密封圈，弹性密封圈与压块内壁呈弹性接触密封；中间孔的内壁具有环形沟槽，沟槽内嵌套有弹性密封圈，密封块套装在活塞式阀芯两端的外壁上，弹性密封圈与活塞式阀芯外壁呈弹性接触密封；密封块的截面与气缸筒的端口相抵；出口端的密封块的边缘处还具有向外延伸的折边。

压块位于密封块的外侧，压块内部具有圆柱形流体通道，压块内部具有台阶，构成成2-3段不同直径的圆柱形通道；气缸筒10、左密封块5、右密封块16均套装在压块的筒径内；进口端的左压块4最内部的台阶与活塞式阀芯11的端口相抵；出口端的右压块19侧壁具有气孔，通过管道与电磁控制装置相连通；左右压块块之间通过螺栓18连接紧固。

密封阀座17为圆饼状，其截面边缘处与密封块的折边端面相抵，在圆饼状截面中心处具有圆形的弹性密封垫13，弹性密封垫13为圆饼状，其直径大于或等于活塞式阀芯11的直径，并与活塞式阀芯11的出口端构成弹性密封；活塞式阀芯11出口端为内锥形，在端口的外壁边缘处形成刀口，构成环状密封刀，环状密封刀与密封阀座中央的弹性密封垫相抵呈弹性密封。

电磁控制装置包括：两位三通电磁阀、电磁阀弹簧、电磁阀阀芯；两位三通电磁阀一端口与大气相连通，一端口与气缸筒进口端端的通气孔连通，一端与出口端的压块的通气孔连通。

同轴阀开启时，气缸筒出口端的通气孔通过管路、两位三通电磁阀与出口端的压块连通；同轴阀关闭时，气缸筒进口端的通气孔通过管路、两位三通电磁阀与大气连通。

气体或其他介质具备双向流动控制，进口端管道内的流体为正向压力或真空负压；当阀门关闭时，可承受真空及正压压力而不泄漏。

实施例2

参考图1和图2所示，一种以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀，包括电磁阀部分和同轴阀部分：电磁阀部分包括电磁控制装置；同轴阀部分以真空为动力源，包括活塞式阀芯11、气缸筒10、左压块4、右压块19、左密封块5、右密封块16、密封圈、密封阀座17。其中，活塞式阀芯11为筒状，套装在气缸筒10内并且可以实现往复移动；气缸筒10的两端安装有密封块，左右各一，分别为左密封块5、右密封块16，密封块用于密封活塞式阀芯和气缸筒之间的套装间隙；密封块外端还安装有压块，左右各一，分别为左压块4、右压块19，用来压紧密封块；在活塞式阀芯11的出口端还安装有密封阀座17，用来密封活塞式阀芯11的端口；电磁控制装置通过管道一端与气缸筒10侧壁连通，另一端与密封阀座外的压块连通。

其他部件结构和功能同实施例1，其不同之处在于：本实施例中，密封阀座17为圆饼状，其截面边缘处与密封块的折边端面相抵，在圆饼状截面中心处具有圆形的弹性密封垫13，弹性密封垫13为圆环状，其圆环截面覆盖活塞式阀芯端口的截面，并与活塞式阀芯11的出口端构成弹性密封。

图1为同轴阀开启状态时的原理图，其原理是：当图中右压块19与真空泵通过管道相连接，并且启动真空泵时，右压块腔体内产生真空负压，同时两位三通电磁阀处于开启状态，两位三通电磁阀a口与p口相通，使右压块腔体内的真空负压通过两位三通电磁阀传递到活塞式阀芯11的左侧有阀芯弹簧9的腔体内，由于活塞式阀芯右侧始终处于大气压状态，而此左侧腔体在真空作用下，两侧产生差压，当差压所产生的力大于弹簧力时，活塞式阀芯11向左移动，从而使活塞式阀芯11的刀口离开密封阀座17的橡胶密封垫13，当向左移动到4左压块的内侧台阶限位处，活塞式阀芯停止移动，从而使同轴阀处于打开状态，在右侧真空作用下，左侧气流通过活塞式阀芯中间的圆孔流向真空泵，使左压块4所连接的管路或其他腔体形成真空。

当两位三通电磁阀关闭时，两位三通电磁阀a与r相通，a与p不通，从而使活塞式阀芯左侧腔体与大气相通，变成大气压。其又回收图1的状态。

图1为同轴阀关闭状态时的原理图。其原理是：当图中右压块19与真空泵通过管道相连接并启动真空泵时，右压块19腔体内产生真空负压，同时当两位三通电磁阀处于关闭状态时，真空负压无法传递到活塞式阀芯11的左侧有9弹簧的腔体内。此时两位三通电磁阀关闭，a口与r口相通，a口与p口不通，从而使活塞式阀芯11左侧腔体与大气相通，变成大气压，然后通过阀芯弹簧9的弹簧力使活塞式阀芯11的右侧的密封刀口与密封阀座17的橡胶密封垫13压紧，从而使同轴阀密封处于关闭状态。

本发明的提供的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀，无需外接动力气源，以真空为动力源，即无需大功率的电磁线圈控制同轴阀的开启与关闭，而是用小功率的两位三通电磁阀即可控制真空负压的传递与否，从而实现同轴阀的开启与关闭，消耗动力小，操作方便快捷。而且可以根据真空泵流量大小，设计制造大流量的真空同轴阀，阀门功能不受安装影响，适合任意角度及位置安装。平衡式的结构设计，气体或其他介质可双向流动控制，无须考虑分流压力和压差因素，特别适合高真空或高压的阀门控制。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。