CN107084276A - 一种以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀 - Google Patents
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Abstract
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,包括活塞式阀芯、气缸筒、压块、密封块、密封圈、密封阀座、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;所述密封圈位于各部件之间的相互接触面上。采用本发明的方案,无需外接动力气源,以真空为动力源,即可用小功率的两位三通电磁阀实现同轴阀的开启与关闭,消耗动力小,操作方便快捷。
Description
技术领域
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***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***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。
发明内容
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***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***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***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。
Claims (10)
1.一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。
2.根据权利要求1所述的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀,其特征在于: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上,另一端抵在环状台阶侧面上。
3.根据权利要求2所述的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀,其特征在于: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。
4.根据权利要求2所述的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀,其特征在于: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。
5.根据权利要求4所述的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀,其特征在于: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。
6.根据权利要求4所述的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀,其特征在于: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;所述密封阀座在弹性密封垫的外缘处还分布有若干通孔。
7.根据权利要求6所述的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀,其特征在于: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。
8.根据权利要求5所述的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀,其特征在于: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。
9.根据权利要求8所述的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀,其特征在于: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。
10.根据权利要求1-9任一项所述的以真空为动力气源的活塞式真空同轴阀,其特征在于: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***漏。
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