一种内置式气动直通阀的制作方法

1.本发明涉及阀盖技术领域，特别涉及一种内置式气动直通阀。


背景技术：

2.阀盖是管路流体/气体输送系统中的重要控制部分，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流泄压等功能。球阀属于阀盖的一种，球阀的结构一般包括有阀体、阀芯、阀盖、阀杆以及控制阀杆转动的驱动器，通过阀杆的转动来控制阀芯转动，从而实现阀盖的开启或关闭。阀盖开启时，导流的介质均会从阀芯内部通过，即阀芯所在腔与导流介质腔在同一腔体内共用，从而对于高温介质(如高温液体或气体)或腐蚀性强的介质会对阀芯以及用于阀芯密封安装的密封圈造成损伤，在长期使用后阀盖的密封强度及防渗漏效果会降低。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种内置式气动直通阀，旨在降低导流介质对阀芯密封性能的影响，且实现阀芯的气动控制。
4.本发明提出一种内置式气动直通阀，包括：
5.阀体，所述阀体内设有介质输送腔和阀芯动力腔，所述介质输送腔设置在所述阀芯动力腔外侧，所述阀体上设有两个阀口，两所述阀口分别位于所述介质输送腔两端且连通形成介质输送通道；
6.阀芯，位于一所述阀口内侧，用于堵塞所述阀口；靠近所述阀芯的所述介质输送腔的端口与所述阀芯在延长线上不相交或部分相交；
7.活塞组件，安装在所述阀芯动力腔内，用于推动所述阀芯，控制所述阀芯与所述阀口之间的开、合以实现所述介质输送通道的开启、关闭；所述活塞组件为气动式活塞组件，所述阀体上设有气孔，所述气孔接空气压缩装置，为所述活塞组件提供动力；所述活塞组件的动力输出端与所述阀芯连接，所述阀芯动力腔的朝向两所述阀口的两端设有阻止介质进入所述阀芯动力腔内的密封结构。
8.优选地，靠近所述阀芯的所述阀口内安装有阀盖，所述阀盖上设有与所述阀芯适配的阀盖口。
9.优选地，所述阀芯包括用于堵塞与其相对的所述阀盖口的第一堵头和用于堵塞所述阀芯动力腔的一端的第二堵头，所述第二堵头密封安装在所述阀芯动力腔内，在所述阀芯动力腔的一端形成所述密封结构；所述第一堵头伸出在所述阀芯动力腔外部且对着所述阀盖口，所述第一堵头位于所述阀盖口与所述介质输送腔之间，靠近所述第一堵头的所述介质输送腔的端口与所述第一堵头在延长线上不相交或部分相交。
10.优选地，所述阀芯动力腔的另一端的密封结构由封盖构成，所述封盖呈锥形导流设计，所述封盖的细端对着一所述阀口。
11.优选地，所述活塞组件包括芯活塞、平衡活塞和位于所述芯活塞、所述平衡活塞之间的齿轮轴，所述芯活塞包括第一齿条部和第一活塞头，所述平衡活塞包括第二齿条部和
第二活塞头，所述第一齿条部、所述第二齿条部分别位于所述齿轮轴的相对两侧，且所述第一齿条部、所述第二齿条部上的齿条与所述齿轮轴上的齿啮合，形成齿传动机构，所述芯活塞的输出端与所述阀芯连接；所述第一活塞头与所述第一齿条部连接，所述第二活塞头与所述第二齿条部连接，所述第一活塞头和所述第二活塞头分别相对密封安装在所述阀芯动力腔内，形成第一分腔；所述阀芯动力腔内的位于所述第一分腔外部且紧邻第二活塞头的腔位为第二分腔；所述阀芯动力腔内的位于所述第一分腔外部且紧邻第一活塞头的腔位为第三分腔；所述气孔分为与所述第一分腔连通的第一气孔和与所述第二分腔连通的第二气孔。
12.优选地，所述阀芯包括与所述芯活塞连接的连接头，所述第一活塞头上设有连接孔，所述连接头穿过所述连接孔并在穿出所述连接孔的端部设置卡槽，在所述卡槽安装扣环，使所述连接头与所述芯活塞连接固定。
13.优选地，所述阀体上设有与所述阀芯动力腔垂直连通的机械驱动腔，在所述机械驱动腔内密封安装阀杆，所述阀杆的一端伸出所述阀体外部，另一端与所述齿轮轴轴接。
14.优选地，所述阀杆的伸出所述阀体外部的一端由电机驱动旋转。
15.优选地，所述介质输送腔设置有多条，围绕分布在所述阀芯动力腔外侧。
16.优选地，所述介质输送腔的横截面呈弧形。
17.本发明的有益效果为：
18.本发明提出的一种内置式气动直通阀包括阀体、阀芯和活塞组件，阀体内设有介质输送腔和阀芯动力腔，介质输送腔设置在阀芯动力腔外侧，阀体上设有两个阀口，两阀口分别位于介质输送腔两端且连通形成介质输送通道。阀芯位于一阀口内侧，用于堵塞阀口。活塞组件安装在阀芯动力腔内，用于推动阀芯，控制阀芯与阀口之间的开、合以实现介质输送通道的开启、关闭。靠近阀芯的介质输送腔的端口与阀芯在延长线上不相交或部分相交，从而阀芯不会阻挡介质输送腔的端口。在阀芯紧贴阀口位置时，通过阀芯堵住阀口，阀口关闭，从而阻止介质从介质输送通道通过；在推动阀芯至远离阀口位置时，阀口打开，介质从阀芯与阀口之间的空隙流入介质输送腔，并从另一端的阀口流出，介质从介质输送通道通过。
19.活塞组件为气动式活塞组件，阀体上设有气孔，气孔接空气压缩装置，为活塞组件提供动力；活塞组件的动力输出端与阀芯连接，阀芯动力腔的朝向两阀口的两端设有阻止介质进入阀芯动力腔内的密封结构。通过空气压缩装置为活塞组件提供动力，通过活塞组件带动阀芯朝向阀芯的方向或远离阀芯的方向移动，控制阀芯与阀口之间的开、合以实现介质输送通道的开启、关闭。气动控制具有成本低、保修容易、危险性低、可在高温环境下使用等优点。
20.本发明将介质输送通道与阀芯动力腔分开设置，介质不会流入阀芯动力腔内，介质只会与阀芯接触，不会与提供动力的活塞组件接触，从而1)降低了介质对活塞组件以及用于起密封作用的密封圈等物件的影响，能保证阀芯动力腔的密封性能，阻止介质泄漏；2)适用于高温介质及具有腐蚀性的介质，适用范围广。
附图说明
21.图1为本发明的内置式气动直通阀的横向剖视的剖面图。
22.图2为本发明的内置式气动直通阀的纵向剖剖视的剖面图。
23.图3为图2中a-a方向的剖面图。
24.图4为图2中b-b方向的剖面图。
25.图5为图2中c-c方向的剖面图。
26.图6为图2中d-d方向的剖面图。
27.图7为本发明的内置式气动直通阀打开时阀芯动力腔内的气体流向图。
28.图8为本发明的内置式气动直通阀关闭时阀芯动力腔内的气体流向图。
29.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
30.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或者类似的标号标识相同或者类似的元件或者具有相同或者类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相应地，附图中示出的示意性实施例可以以各种方式做出改变。因此，示意性实施例不限于附图中的具体构造，可以被改变为具有各种形状和/或布置。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或者位置关系为基于附图所述的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或者斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.参照图1至图8，提出本发明的一种内置式气动直通阀的实施例：
37.一种内置式气动直通阀，包括阀体10、阀芯20和活塞组件，阀体10内设有介质输送腔12和阀芯动力腔11，介质输送腔12设置在阀芯动力腔11外侧，阀体10上设有两个阀口13，
两阀口13分别位于介质输送腔12两端且连通形成介质输送通道。阀芯20位于一阀口13内侧，用于堵塞阀口13。活塞组件安装在阀芯动力腔11内，用于推动阀芯20，控制阀芯20与阀口13之间的开、合以实现介质输送通道的开启、关闭。靠近阀芯20的介质输送腔12的端口与阀芯20在延长线上不相交或部分相交，从而阀芯20不会阻挡介质输送腔12的端口。在阀芯20紧贴阀口13位置时，通过阀芯20堵住阀口13，阀口13关闭，从而阻止介质从介质输送通道通过；在推动阀芯20至远离阀口13位置时，阀口13打开，介质从阀芯20与阀口13之间的空隙流入介质输送腔12，并从另一端的阀口13流出，介质从介质输送通道通过。
38.活塞组件为气动式活塞组件，阀体10上设有气孔，气孔接空气压缩装置，为活塞组件提供动力；活塞组件的动力输出端与阀芯20连接，阀芯动力腔11的朝向两阀口13的两端设有阻止介质进入阀芯动力腔11内的密封结构。通过空气压缩装置为活塞组件提供动力，通过活塞组件带动阀芯20朝向阀芯20的方向或远离阀芯20的方向移动，控制阀芯20与阀口13之间的开、合以实现介质输送通道的开启、关闭。气动控制具有成本低、保修容易、危险性低、可在高温环境下使用等优点。
39.将介质输送通道与阀芯动力腔11分开设置，介质不会流入阀芯动力腔11内，介质只会与阀芯20接触，不会与提供动力的活塞组件接触，从而降低了介质对活塞组件以及用于起密封作用的密封圈等物件的影响，能保证阀芯动力腔11的密封性能，阻止介质泄漏；本内置式气动直通阀适用于高温介质及具有腐蚀性的介质，适用范围广。
40.如图1和图3-6所示，介质输送腔12和阀芯动力腔11呈直线型设置，介质输送腔12和阀芯动力腔11相对平行。阀芯动力腔11的横截面为圆形，介质输送腔12的横截面呈弧形。介质输送腔12设置有两条，围绕分布在阀芯动力腔11的两相对外侧。空间设计巧妙。
41.因为不同的规格的阀体10上的阀口尺寸不同，为了与统一尺寸的阀芯20配合，需要阀口的尺寸与阀芯20匹配，因阀体10的制作工艺，导致不同规格上的阀体10的阀口尺寸很难做到统一。从而本实施例中通过在阀口中设置阀盖30来解决阀口的尺寸问题。
42.如图1和图2所示，靠近阀芯20的阀口13内安装有阀盖30，阀盖30上设有与阀芯20适配的阀盖口31。此处的阀盖口31相当于上述的阀口13作用，通过阀芯20堵塞或远离阀盖口31，实现介质输送通道的开启(如图7所示)、关闭(如图8所示)。单独的阀盖30制作工艺简单，通过在不同尺寸的阀口13上安装适配的阀盖30，将阀盖30的阀盖口31设置为与阀芯20匹配，从而解决上述问题。
43.如图1所示，阀芯20包括用于堵塞与其相对的阀盖口31的第一堵头21和用于堵塞阀芯动力腔11的一端的第二堵头22，第二堵头22通过密封圈密封安装在阀芯动力腔11内，在阀芯动力腔11的一端形成密封结构。阀芯动力腔11的另一端的密封结构由封盖14构成，封盖14呈锥形导流设计，封盖14的细端对着阀口13，利于介质的导入或导出。
44.第一堵头21伸出在阀芯动力腔11外部且对着阀盖口31，第一堵头21位于阀盖口31与介质输送腔12之间，靠近第一堵头21的介质输送腔12的端口与第一堵头21在延长线上不相交，即第一堵头21不会遮挡介质输送腔12的端口。
45.活塞组件包括芯活塞50、平衡活塞60和位于芯活塞50、平衡活塞60之间的齿轮轴40，芯活塞50包括第一齿条部51和第一活塞头52，平衡活塞60包括第二齿条部61和第二活塞头62，第一齿条部51、第二齿条部61分别位于齿轮轴40的相对两侧，且第一齿条部51、第二齿条部61上的齿条与齿轮轴40上的齿啮合，形成齿传动机构，芯活塞50的输出端与阀芯
20连接。阀芯20还包括与芯活塞50连接的连接头23，第一活塞头52上设有连接孔，连接头23穿过连接孔并在穿出连接孔的端部设置卡槽，在卡槽安装扣环24，使连接头23与芯活塞50连接固定。
46.第一活塞头52和第二活塞头62为圆板状，第一活塞头52与第一齿条部51垂直连接，第二活塞头62与第二齿条部61垂直连接，第一活塞头52和第二活塞头62分别通过密封圈相对密封安装在阀芯动力腔11内，形成第一分腔；阀芯动力腔11内的位于第一分腔外部且紧邻第二活塞头62的腔位为第二分腔；阀芯动力腔11内的位于第一分腔外部且紧邻第一活塞头52的腔位为第三分腔。气孔分为与第一分腔连通的第一气孔111和与第二分腔连通的第二气孔112。如图7-8所示，通过空气压缩机从第一气孔111充入高压气体，使芯活塞50和平衡活塞60反向向外移动，即芯活塞50向第三分腔方向推动，从而推动阀芯20向阀盖口31方向移动以关闭阀盖30，平衡活塞60向第二分腔方向推动；此时第二气孔112外接的空气压缩机停止工作，第二气孔112用于出气。如图5所示，与第二气孔112连接的空气压缩机通过第二气孔112向第二分腔内充入高压气体，此时，与第一气孔111连接的空气压缩机停止工作，第一气孔111用于出气，从而推动平衡活塞60向芯活塞50方向运动，平衡活塞60运动时会带动齿轮轴40转动，齿轮轴40再带动芯活塞50向平衡活塞60方向运动，从而带动阀芯20向远离阀盖30的方向移动，以打开阀盖30。
47.为了在空气压缩机无法工作时，例如停电或出现故障时也能继续使用直通阀，在阀体10上还设有与阀芯动力腔11垂直连通的机械驱动腔，在机械驱动腔内通过密封圈密封安装阀杆70，阀杆70的一端伸出阀体10外部，另一端与齿轮轴40轴接，从而可以通过阀杆70的转动来控制齿轮轴40转动，来为活塞组件提供驱动力。
48.在具体使用中，可通过手动来转动阀杆70实现直通阀的开、关。还可以将阀杆70的伸出阀体10外部的一端接电机，由电机驱动。通过手动来转动阀杆70能避免停电带来的直通阀无法关闭的问题。
49.在本说明书的描述中，参考属于“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或者示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含与本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，此外，在不互相矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。