摇摆式二位四通换向阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摇摆式二位四通换向阀，属于流体控制领域，本阀门可以代替电动四通换向阀，电磁四通换向阀。本摇摆式二位四通换向阀可应用于制冷热泵系统、喷泉系统、采矿筛选系统、流体蓄热系统、污泥处理系统和煤焦化系统。
【背景技术】
[0002]在现有公开的电磁四通换向阀一般为阀芯直线往复运动，通径与体积比较小，一般仅能作为流体方向控制；由于四通换向阀能够代替两只三通阀，因此应用广泛；对于工艺要求通过很大流量的流体输送兼方向控制的二位四通换向阀，如果采用阀芯旋转运动的换向阀代替阀芯直线运动的换向阀，可以使流量与体积比有所增大，但是现有公开的摇摆式二位四通换向阀流量与体积比增加有限，且制造精度要求高，制造成本较高，寿命较低；此外，现有公开的用在输送食品工业的流体的四通换向阀，不易拆卸清洗，难以满足卫生要求；由于现有公开的四通换向阀的数个外接支管口位置固定，难以满足现场设备管路系统布置的简单、减少阻力和降低投资的要求。
【发明内容】
[0003]针对以上种种缺陷，本发明提出了解决存在问题的摇摆式二位四通换向阀的技术方案:一种摇摆式二位四通换向阀，摇摆式二位四通换向阀包括阀体、阀芯和机械驱动机构，阀体内部为圆柱形空心腔体，阀芯安装在该圆柱形空心腔体内并两端轴向密封，阀芯在机械驱动机构作用下可以左右往复旋转；
[0004]在阀体的圆柱形空心腔体内设有四个阀口，其中第一阀口、第二阀口和第三阀口的中心线位于同一个平面A上，第一阀口位于平面A的竖直位置，该第一阀口中心线与空心腔体中心线构成铅锤横截面，铅锤横截面与平面A相互垂直；第二阀口和第三阀口分别位于第一阀口的左右两侧，且第二阀口和第三阀口对称于第一阀口的中心线，第二阀口与第三阀口中心线的夹角Θ I为150°?210° ；
[0005]阀芯为与阀体内部的圆柱形空心腔体紧密配合的圆柱体，在该圆柱体的圆周面上开有两个互不连通的独立的通道A和通道B，通道A和通道B分别包括环向盲槽A和环向盲槽B，设在圆柱体的轴向由内外两个侧边构成的环向盲槽A和环向盲槽B，环向盲槽A和环向盲槽B的轴向外侧边的轴向厚度接近一致；阀芯上面的环向盲槽A的中心线与平面A重合，环向盲槽A的朝上开口角为ε?，开口角ε?小于Θ 1，通道A的第一阀芯口和第二阀芯口是利用环向盲槽A在平面A上的左右两个端部构成；当环向盲槽A的开口角ε I使阀芯处在任何旋转位置时，环向盲槽A的第一阀芯口和第二阀芯口都不能使第二阀口与第三阀口连通；通道B包括第三阀芯口、第四阀芯口和轴向通道，在环向盲槽B内的圆柱体上轴向的内侧边上的孔隙为第三阀芯口，环向盲槽B的朝下开口角为ε 2 ;环向盲槽Α、环向盲槽B、第一阀口、第二阀口和第三阀口的开口轴向最大宽度均接近一致；环向盲槽A和环向盲槽B的开口角左右方向的中位线重合且开口方向相反，环向盲槽B在圆柱体上轴向的内侧边的第三阀芯口与圆柱体的轴侧端面的第四阀芯口之间设有轴向通道，环向盲槽B通过轴向通道与第四阀芯口连通，第四阀口中心线设置在与平面A平行的平面B上，第四阀芯口是在阀芯的圆柱体的端部围绕阀芯销轴形成的环状槽沟，阀芯销轴的长轴线与阀芯的圆柱体的长轴线平行；
[0006]阀体空心腔体内部设有的第一阀口与第二阀口或第三阀口通过阀芯上通道A上设有的环向盲槽A连通，同时平面A的剩余阀口与通道B的环向盲槽B连通；阀芯旋转Θ角度后，阀体空心腔体内部设有的第一阀口与刚才剩余阀口通过阀芯上通道A上设有的环向盲槽A连通，同时平面A的其余阀口与通道B的环向盲槽B连通，第四阀芯口与其外侧的阀体上设有的第四阀口一直连通。
[0007]本方案由于阀芯在轴向同时承受左右的流体压力，尽量减小了阀芯承受在进出阀口之间产生的较大的单向轴向压差，因此使压差造成的阀芯磨损降低了，本阀门的使用压力大大增加了。由于第四阀口的空间角度可以灵活布置，且第二阀口、第三阀口或第四阀口中心线均不一定横平竖直，与其配套的现场设备管路系统布置容易做到简化、减少阻力和降低投资。本摇摆式二位四通换向阀，符合加工工艺，旋转自如。不管阀体还是阀缸，其内外壁都是旋转加工的，本阀体也是在阀缸中旋转，所以阀体在阀缸中阻力很小，旋转灵活，比较球形阀芯，制造成本较少。
[0008]摇摆式二位四通换向阀的更进一步方案，阀体上的第四阀口并联联通的数个外连通的并联阀口，并联阀口的中心线与平面B重合。本方案使与其配套的现场设备管路系统布置进一步容易做到简化、减少阻力和降低投资。
[0009]摇摆式二位四通换向阀的更进一步方案，在阀体上开通的第一阀口、第二阀口或第三阀口通道为长圆孔，长圆孔的长轴线与圆柱形空心腔体的中心线平行，第一阀口、第二阀口或第三阀口外连接的法兰或接管上的通道为圆形孔，阀体的长圆孔与法兰的圆形孔之间通过长圆-圆形锥形筒连接。本方案可以使外接管路通径与阀口、阀芯口的通径一致，减少“瓶颈”型的阻力，减少流体杂质滞留的可能；对于制冷剂的输送还避免了节流膨胀的可會K。
[0010]摇摆式二位四通换向阀的更进一步方案，机械驱动机构为托盘活塞式摇摆执行器，阀芯通过阀芯驱动轴与托盘活塞式摇摆执行器的摇摆托盘中心的驱动孔连接。本方案采用托盘活塞式摇摆执行器作为机械驱动机构，效率高、成本低、结构紧凑，与外界隔绝性好。关于托盘活塞式摇摆执行器参见《托盘活塞式摇摆驱动机》中国专利ZL201420074711.9，所述的托盘活塞式摇摆执行器是托盘活塞式摇摆驱动机中的一种型式。
[0011]摇摆式二位四通换向阀的更进一步方案，机械驱动机构为步进电机，阀芯上的驱动轴通过联轴器与步进电机连接。本方案采用步进电机作为机械驱动机构，在阀芯的运动过程中，四支管可以没有处于完全接通的周期，如果将阀芯旋转至四支管互不接通的中封位置，起到截止阀的功能。
[0012]摇摆式二位四通换向阀的更进一步方案，机械驱动机构为手柄，阀芯的驱动轴与手柄连接。
[0013]摇摆式二位四通换向阀的更进一步方案，机械驱动机构为托盘活塞摇摆发动机头，阀芯通过阀芯驱动轴与托盘活塞摇摆发动机头的摇摆托盘中心的驱动孔连接，托盘活塞式摇摆发动机头的固定托盘上的法兰盘固定在阀体轴向端部。本方案采用托盘活塞摇摆发动机头作为机械驱动机构，可以构成流体循环激荡器。流体循环激荡器可应用于喷泉系统、采矿筛选系统，流体蓄热系统。关于托盘活塞摇摆发动机头参见《压缩空气驱动的托盘活塞式摇摆发动机头》中国专利申请201420531286.1。
[0014]摇摆式二位四通换向阀的更进一步方案，阀体包裹阀芯的轴向一侧的端部采用可拆卸的阀体下密封法兰密封和轴向限位。如果进一步采用快速拆卸紧固件，本方案可以快速取出阀芯，便于清洗、维护和安装。
[0015]摇摆式二位四通换向阀的更进一步方案，阀芯的轴向通道为开口槽沟或通孔。阀芯的轴向通道采用开口槽沟可以在阀芯上获得较大的流通口径；阀芯的轴向通道采用通孔可以使阀芯的结构容易加工。
[0016]本阀门通过多种方式往复旋转阀芯至两个位置使两个通道的流体方向发生反向，满足流体方向控制要求。
[0017]本发明的摇摆式二位四通换向阀与现有的产品技术相比的有益效果是:
[0018]1、零件很少，强度增加，故障的可能性降低，可以承受较大的流体压力。
[0019]2、体积减小，但是通过流量的能力增加，可以制成超大大口径四通。
[0020]3、阀机一体，安装简化。
[0021]4、成本降低。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的一种摇摆式二位四通换向阀的总体实施例1的轴侧图；
[0023]图2是图1的摇摆式二位四通换向阀的轴测爆炸剖视图；
[0024]图3是图1摇摆式二位四通换向阀的正视图；
[0025]图4是图3的C-C剖面图；
[0026]图5是图3的A-A剖面图；
[0027]图6是图3的B-B剖面图
[0028]图7是图1的摇摆式二位四通换向阀的阀芯6的轴侧图；
[0029]图8是图1的摇摆式二位四通换向阀的阀体3的轴侧图；
[0030]图9是本发明的一种摇摆式二位四通换向阀的总体实施例2的轴侧图，在阀体上设有代替第四阀口 7的四个并联阀口 7a ;
[0031]图10是本发明的一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的摇摆式二位四通换向阀的总体实施例3的轴侧图，该托盘活塞式摇摆执行装置中采用一个固摇托盘组，在固摇托盘组中设有I个活塞缸体活塞组；
[0032]图11是图10摇摆式二位四通换向阀的剖面图；还是图12的E-E的剖面图
[0033]图12是图11的D-D剖面图；
[0034]图13是本发明的一种托盘活塞摇摆发动机头驱动的摇摆式二位四通换向阀的总体实施例4的轴侧图，该托盘活塞摇摆发动机头采用一个固摇托盘组，在固摇托盘组中设有2个活塞缸体活塞组；
[0035]图14是图13摇摆式二位四通换向阀的剖面图；还是图15的G-G的剖面图；
[0036]图15是图13的F-F剖面图。
[0037]图16是图13的摇摆式二位四通换向阀的阀芯的轴侧图；
[0038]图中:1-第一阀口，2-第二阀口，3-阀体，4-紧固件，5-阀体上密封法兰，6_阀芯驱动轴，6a-可拆卸阀芯驱动轴，7-第四阀口，8-长圆-圆形锥形筒，9-第三阀口，10-阀芯轴密封型圈，11-密封垫，12-阀体密封圈，13-阀芯，14-阀芯销轴，15-环向盲槽B，16-环向盲槽A，17-轴向外侧边，18-圆柱形空心腔体，19-轴向通道，19a-通孔，20-摇摆式二位四通换向阀A，21-摇摆式二位四通换向阀B，22-托盘活塞式摇摆执行器驱动的摇摆式二位四通换向阀，23-托盘活塞式摇摆执行器，24a-进气孔，24b-排气孔，25-弹性元件，26-阀体下密封法兰，27-托盘活塞摇摆发动机头驱动的摇摆式二位四通换向阀，28-托盘活塞摇摆发动机头，29-摇摆式二位四通换向阀，30-阀芯销轴。
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