CN103644329B - 四位七通换向阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种四位七通换向阀，在下阀体的上表面密封固定有中间阀体，在中间阀体内设有换向阀芯与压紧弹簧，压紧弹簧的上端部与中间阀体的内壁顶部相抵，压紧弹簧的下端部与换向阀芯的上表面相抵，换向阀芯的下表面与下阀体的上表面压紧，在中间阀体的上表面转动安装有上阀体，在上阀体上固定有转轴，在中间阀体上开设有转轴安装孔，转轴转动密封安装在转轴安装孔内，转轴的下端部与换向阀芯相固定；本发明实现了四位七通的控制回路，靠手动转轴在整个圆周范围内回转运动，从而可以实现自动生产线的多气路同时控制的连续运动，很大程度的拓展了气动系统的应用领域，提高了气动控制回路的多样性、实用性、快捷型，节省了很多回路连接及控制元件。

Description

四位七通换向阀
技术领域
本发明涉及一种换向阀体，尤其是一种四位七通换向阀。
背景技术
在气动系统中，手动转阀作为手动控制换向元件是气动回路中使用较为广泛的元件，它通过手柄带动手动转轴使换向阀芯换向，换向阀芯上有两处弧形流道转动方向后，对应下阀体四处气口实现位置转换，在换向阀芯上有通孔导通气流作用在阀芯上方，压紧换向阀芯形成密封面，从而实现手动转阀三种位置间的转变以控制四通气路，目前国内、国外均采用相同的结构设计，但这种结构有一种局限性，它只能按规定的设计角度范围内旋转控制换向，无法实现圆周范围内其它方向的旋转功能，更无法实现连续在不同方向按规定分度角度回转导通多路。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以解决气动系统在实际应用中难以实现多位置、多通路且结构简单合理、使用方便的四位七通换向阀。
按照本发明提供的技术方案，所述四位七通换向阀，包括下阀体、中间阀体与上阀体，在下阀体的上表面密封固定有中间阀体，在中间阀体内设有换向阀芯与压紧弹簧，压紧弹簧的上端部与中间阀体的内壁顶部相抵，压紧弹簧的下端部与换向阀芯的上表面相抵，换向阀芯的下表面与下阀体的上表面压紧，在中间阀体的上表面转动安装有上阀体，在上阀体上固定有转轴，在中间阀体上开设有转轴安装孔，转轴转动密封安装在转轴安装孔内，转轴的下端部与换向阀芯相固定；
在换向阀芯的下表面开设有均为圆弧形的且各自独立的第一气槽、第二气槽、第三气槽与第四气槽，第一气槽所在圆弧、第二气槽所在圆弧、第三气槽所在圆弧与第四气槽所在圆弧为同心圆弧，第一气槽所在圆弧与第二气槽所在圆弧的半径相等，第三气槽所在圆弧的半径小于第四气槽所在圆弧的半径，第三气槽所在圆弧的半径大于第二气槽所在圆弧的半径；
在下阀体上开设有穿透其上表面的第一气孔、第二气孔、第三气孔、第四气孔、第五气孔、第六气孔与第七气孔，第一气孔在下阀体的上表面具有第一气孔上端口，第二气孔在下阀体的上表面具有第二气孔上端口，第三气孔在下阀体的上表面具有第三气孔上端口，第四气孔在下阀体的上表面具有第四气孔上端口，第五气孔在下阀体的上表面的具有第五气孔第一上端口与第五气孔第二上端口，第六气孔在下阀体的上表面的具有第六气孔上端口，第七气孔在下阀体的上表面具有第七气孔第一上端口与先导气孔上端口，且第一气孔上端口的中心、第二气孔上端口的中心、第三气孔上端口的中心与第四气孔上端口的中心为同一凸四边形的四个顶点；
第五气孔第一上端口至第一气孔上端口的中心、第二气孔上端口的中心、第三气孔上端口的中心与第四气孔上端口的中心所形成的凸四边形的中心的距离等于第六气孔上端口至第一气孔上端口的中心、第二气孔上端口的中心、第三气孔上端口的中心与第四气孔上端口的中心所形成的凸四边形的中心的距离；
第五气孔第二上端口至第一气孔上端口的中心、第二气孔上端口的中心、第三气孔上端口的中心与第四气孔上端口的中心所形成的凸四边形的中心的距离等于第七气孔上端口至第一气孔上端口的中心、第二气孔上端口的中心、第三气孔上端口的中心与第四气孔上端口的中心所形成的凸四边形的中心的距离；
在下阀体内开设有先导气孔，先导气孔的进口端与第七气孔连接，先导气孔的出口端位于中间阀体的内圆与换向阀芯的外圆之间的下阀体的上表面。
在下阀体的上表面上开设有销孔，销孔为盲孔，且所述第一气孔上端口的中心、第二气孔上端口的中心、第三气孔上端口的中心与第四气孔上端口的中心所围成的凸四边形的中心位于销孔的轴线上。
所述第一气孔上端口的中心、第二气孔上端口的中心、第三气孔上端口的中心与第四气孔上端口的中心为同一正方形的四个顶点。
所述先导气孔上端口至第一气孔上端口的中心、第二气孔上端口的中心、第三气孔上端口的中心与第四气孔上端口的中心所形成的凸四边形的中心的距离大于第七气孔上端口至第一气孔上端口的中心、第二气孔上端口的中心、第三气孔上端口的中心与第四气孔上端口的中心所形成的凸四边形的中心的距离。
在下阀体的上表面开设有密封圈安装槽，密封圈安装槽设置先导气孔的外侧。
在上阀体上螺接有手柄，在手柄上固定有手柄球。
在上阀体上固定有指针，从上阀体的下表面向上开设有弹簧安装孔，弹簧安装孔为盲孔，在弹簧安装孔内安装有压缩弹簧，在弹簧安装孔内设有钢球，压缩弹簧的下端部与钢球相抵，在中间阀体的上表面开设有与钢球配合的档位凹陷。
所述第一气槽所在圆弧对应的圆心角度数为60~170°；所述第二气槽所在圆弧对应的圆心角度数为60~170°；所述第三气槽所在圆弧对应的圆心角度数为120~300°；所述第四气槽所在圆弧对应的圆心角能复盖第七气孔上端口和第五气孔第二上端口所对应的角度。
在换向阀芯的下表面并对应第一气槽所在圆弧的圆心处开设有销孔，销孔为盲孔。
在换向阀芯的上表面开设有转轴孔与弹簧槽，转轴孔为腰形盲孔，弹簧槽为圆形凹槽，且转轴孔与所述销孔呈同轴设置。
本发明实现了四位七通的控制回路，靠手动转轴在整个圆周范围内回转运动，从而可以实现自动生产线的多气路同时控制的连续运动，很大程度的拓展了气动系统的应用领域，提高了气动控制回路的多样性、实用性、快捷型，节省了很多回路连接及控制元件。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A—A剖视图。
图3是图2中换向阀芯与下阀体的配合俯视图。
图4是本发明中下阀体的结构示意图。
图5是图4的B—B剖视图。
图6是图1中换向阀芯的俯视图。
图7是图1中换向阀芯的仰视图。
图8是图6的C—C剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
该四位七通换向阀，包括下阀体1、中间阀体3与上阀体9，在下阀体1的上表面密封固定有中间阀体3，在中间阀体3内设有换向阀芯4与压紧弹簧5，压紧弹簧5的上端部与中间阀体3的内壁顶部相抵，压紧弹簧5的下端部与换向阀芯4的上表面相抵，换向阀芯4的下表面与下阀体1的上表面压紧，在中间阀体3的上表面转动安装有上阀体9，在上阀体9上固定有转轴7，在中间阀体3上开设有转轴安装孔，转轴7转动密封安装在转轴安装孔内，转轴7的下端部与换向阀芯4相固定；
在换向阀芯4的下表面开设有均为圆弧形的且各自独立的第一气槽4.1、第二气槽4.2、第三气槽4.3与第四气槽4.4，第一气槽4.1所在圆弧、第二气槽4.2所在圆弧、第三气槽4.3所在圆弧与第四气槽4.4所在圆弧为同心圆弧，第一气槽4.1所在圆弧与第二气槽4.2所在圆弧的半径相等，第三气槽4.3所在圆弧的半径小于第四气槽4.4所在圆弧的半径，第三气槽4.3所在圆弧的半径大于第二气槽4.2所在圆弧的半径；
在下阀体1上开设有穿透其上表面的第一气孔、第二气孔、第三气孔、第四气孔、第五气孔、第六气孔与第七气孔，第七气孔在实际使用时即为进气孔，第一气孔在下阀体1的上表面具有第一气孔上端口1.1，第二气孔在下阀体1的上表面具有第二气孔上端口1.2，第三气孔在下阀体1的上表面具有第三气孔上端口1.3，第四气孔在下阀体1的上表面具有第四气孔上端口1.4，第五气孔在下阀体1的上表面的具有第五气孔第一上端口1.51与第五气孔第二上端口1.52，第六气孔在下阀体1的上表面的具有第六气孔上端口1.6，第七气孔在下阀体1的上表面具有第七气孔第一上端口1.7与先导气孔上端口1.8，且第一气孔上端口1.1的中心、第二气孔上端口1.2的中心、第三气孔上端口1.3的中心与第四气孔上端口1.4的中心为同一凸四边形的四个顶点；
第五气孔第一上端口1.51至第一气孔上端口1.1的中心、第二气孔上端口1.2的中心、第三气孔上端口1.3的中心与第四气孔上端口1.4的中心所形成的凸四边形的中心的距离等于第六气孔上端口1.6至第一气孔上端口1.1的中心、第二气孔上端口1.2的中心、第三气孔上端口1.3的中心与第四气孔上端口1.4的中心所形成的凸四边形的中心的距离；
第五气孔第二上端口1.52至第一气孔上端口1.1的中心、第二气孔上端口1.2的中心、第三气孔上端口1.3的中心与第四气孔上端口4的中心所形成的凸四边形的中心的距离等于第七气孔上端口1.7至第一气孔上端口1.1的中心、第二气孔上端口1.2的中心、第三气孔上端口1.3的中心与第四气孔上端口1.4的中心所形成的凸四边形的中心的距离；
在下阀体1内开设有先导气孔，先导气孔的进口端与第七气孔连接，且先导气孔上端口1.8位于中间阀体3的内圆与换向阀芯4的外圆之间的下阀体1的上表面。
在使用时，第一气槽4.1能覆盖第一气孔上端口1.1与第三气孔上端口1.3或者第一气孔上端口1.1与第四气孔上端口1.4，但第一气槽4.1不能同时覆盖第三气孔上端口1.3、第一气孔上端口1.1与第四气孔上端口1.4；第二气槽4.2能覆盖第二气孔上端口1.2与第三气孔上端口1.3或者第二气孔上端口1.2与第四气孔上端口1.4，但第二气槽4.2不能同时覆盖第三气孔上端口1.3、第二气孔上端口1.2与第四气孔上端口1.4；
第三气槽4.3能覆盖第五气孔第一上端口1.51与第六气孔上端口1.6，第五气孔第一上端口1.51与第六气孔上端口1.6通过第三气槽4.3连通时，第五气孔第二上端口1.52与第七气孔上端口1.7不连通；第四气槽4.4能覆盖第五气孔第二上端口1.52与第七气孔上端口1.7，第五气孔第二上端口1.52与第七气孔上端口1.7通过第四气槽4.4连通时，第五气孔第一上端口1.51与第六气孔上端口1.6不连通。
在下阀体1的上表面上开设有销孔1.10，销孔1.10为盲孔，且所述第一气孔上端口1.1的中心、第二气孔上端口1.2的中心、第三气孔上端口1.3的中心与第四气孔上端口1.4的中心所围成的凸四边形的中心位于销孔1.10的轴线上。
所述第一气孔上端口1.1的中心、第二气孔上端口1.2的中心、第三气孔上端口1.3的中心与第四气孔上端口1.4的中心为同一正方形的四个顶点。
所述先导气孔上端口1.8至第一气孔上端口1.1的中心、第二气孔上端口1.2的中心、第三气孔上端口1.3的中心与第四气孔上端口1.4的中心所形成的凸四边形的中心的距离大于第七气孔上端口1.7至第一气孔上端口1.1的中心、第二气孔上端口1.2的中心、第三气孔上端口1.3的中心与第四气孔上端口1.4的中心所形成的凸四边形的中心的距离。
在下阀体1的上表面开设有密封圈安装槽1.11，密封圈安装槽1.11设置先导气孔的外侧。
在上阀体9上螺接有手柄11，在手柄11上固定有手柄球12。
在上阀体9上固定有指针15，从上阀体9的下表面向上开设有弹簧安装孔，弹簧安装孔为盲孔，在弹簧安装孔内安装有压缩弹簧13，在弹簧安装孔内设有钢球14，压缩弹簧13的下端部与钢球14相抵，在中间阀体3的上表面开设有与钢球14配合的档位凹陷。
所述第一气槽4.1所在圆弧对应的圆心角度数为60~170°；所述第二气槽4.2所在圆弧对应的圆心角度数为60~170°；所述第三气槽4.3所在圆弧对应的圆心角度数为120~300°；所述第四气槽4.4所在圆弧对应的圆心角能复盖第七气孔上端口1.7和第五气孔第二上端口1.52所对应的角度。。
在换向阀芯4的下表面并对应第一气槽4.1所在圆弧的圆心处开设有销孔4.6，销孔4.6为盲孔。
在换向阀芯4的上表面开设有转轴孔4.7与弹簧槽4.8，转轴孔4.7为腰形盲孔，弹簧槽4.8为圆形凹槽，且转轴孔4.7与所述销孔4.6呈同轴设置。
下阀体1、中间阀体3通过两只内六角螺钉连接成一体，上阀体9与转轴7通过销钉10连接成一体，换向阀芯4与转轴6通过腰型槽和压缩弹簧5一起实现回转换向动作，换向阀芯4与下阀体1接触面紧密接触密封实现七通气路分流。
本发明的工作原理如下：
在下阀体1的第七气孔通气，压缩空气经先导气孔引出先导气作用在换向阀芯4的上方，依靠气压均匀压紧换向阀芯4与下阀体1形成密封结合面，由于下阀体1与中间阀体3通过内六角螺钉组合成了一个整体，因此，压缩空气的输出方向完全由换向阀芯4与下阀体1之间的七路通道决定了，实现了七路压缩空气的密封及流向。
在设计时，首先将换向阀芯4（与下阀体1结合面上）留有弧形槽共四处，配合下阀体1的七路通道位置，并在下阀体1的其中一个输出口位置巧妙的设计了跨流道的第五气孔第一上端口1.51与第五气孔第二上端口1.52，配合换向阀芯4的弧形槽流道实现手动转阀的跨流道分气路。整体上按照手动转阀转动位置四位设计，当手动转动手柄11后，由于手柄11与上阀体9、转轴7、换向阀芯4、压紧弹簧5、垫片6等零件通过换向阀芯4上的腰型槽组成一体，就可以持续实现转轴7的转动联动换向阀芯4的转动，且每次回转的角度根据中间阀体3与上阀体9连接处的钢球14、压缩弹簧13组合关系定位，回转精度很高，确保每次转动角度一致，换向时对应好上阀体9的标记位置，从而准确实现手动换向阀的四位七通回路控制。具体的控制气路流通方向根据图形符号表达的方向一致，分成4种方式的通断组合。
如图2所示状态，第一气槽4.1仅与第一气孔连通，第二气槽4.2仅与第二气孔连通，第五气孔第一上端口1.51与第六气孔上端口1.6通过第三气槽4.3连通；在该状态下，如果通过手柄11将旋转换向阀芯4顺时针旋转45°后，第一气槽4.1将第一气孔与第四气孔接通，第二气槽4.2将第二气孔与第三气孔接通，第五气孔第一上端口1.51与第六气孔上端口1.6依然通过第三气槽4.3连通，第五气孔第二上端口1.52与第七气孔上端口1.7不连通。
在如图2所示状态下，如果通过手柄11将旋转换向阀芯4逆时针旋转45°后，第一气槽4.1将第一气孔与第三气孔接通，第二气槽4.2将第二气孔与第四气孔接通，第五气孔第一上端口1.51与第六气孔上端口1.6依然通过第三气槽4.3连通，第五气孔第二上端口1.52与第七气孔上端口1.7不连通。
在如图2所示状态下，如果通过手柄11将旋转换向阀芯4旋转180°后，第一气槽4.1与第二气孔连通，第二气槽4.2与第一气孔连通，第四气槽4.4将第五气孔第二上端口1.52与第七气孔上端口1.7接通，第五气孔第一上端口1.51与第六气孔上端口1.6不连通。

Claims (10)

1.一种四位七通换向阀，包括下阀体（1）、中间阀体（3）与上阀体（9），在下阀体（1）的上表面密封固定有中间阀体（3），在中间阀体（3）内设有换向阀芯（4）与压紧弹簧（5），压紧弹簧（5）的上端部与中间阀体（3）的内壁顶部相抵，压紧弹簧（5）的下端部与换向阀芯（4）的上表面相抵，换向阀芯（4）的下表面与下阀体（1）的上表面压紧，在中间阀体（3）的上表面转动安装有上阀体（9），在上阀体（9）上固定有转轴（7），在中间阀体（3）上开设有转轴安装孔，转轴（7）转动密封安装在转轴安装孔内，转轴（7）的下端部与换向阀芯（4）相固定；
在换向阀芯（4）的下表面开设有均为圆弧形的且各自独立的第一气槽（4.1）、第二气槽（4.2）、第三气槽（4.3）与第四气槽（4.4），第一气槽（4.1）所在圆弧、第二气槽（4.2）所在圆弧、第三气槽（4.3）所在圆弧与第四气槽（4.4）所在圆弧为同心圆弧，第一气槽（4.1）所在圆弧与第二气槽（4.2）所在圆弧的半径相等，第三气槽（4.3）所在圆弧的半径小于第四气槽（4.4）所在圆弧的半径，第三气槽（4.3）所在圆弧的半径大于第二气槽（4.2）所在圆弧的半径；
在下阀体（1）上开设有穿透其上表面的第一气孔、第二气孔、第三气孔、第四气孔、第五气孔、第六气孔与第七气孔，第一气孔在下阀体（1）的上表面具有第一气孔上端口（1.1），第二气孔在下阀体（1）的上表面具有第二气孔上端口（1.2），第三气孔在下阀体（1）的上表面具有第三气孔上端口（1.3），第四气孔在下阀体（1）的上表面具有第四气孔上端口（1.4），第五气孔在下阀体（1）的上表面具有第五气孔第一上端口（1.51）与第五气孔第二上端口（1.52），第六气孔在下阀体（1）的上表面具有第六气孔上端口（1.6），第七气孔在下阀体（1）的上表面具有第七气孔第一上端口（1.7）与先导气孔上端口（1.8），且第一气孔上端口（1.1）的中心、第二气孔上端口（1.2）的中心、第三气孔上端口（1.3）的中心与第四气孔上端口（1.4）的中心为同一平面凸四边形的四个顶点；
第五气孔第一上端口（1.51）至第一气孔上端口（1.1）的中心、第二气孔上端口（1.2）的中心、第三气孔上端口（1.3）的中心与第四气孔上端口（1.4）的中心所形成的凸四边形的中心的距离等于第六气孔上端口（1.6）至第一气孔上端口（1.1）的中心、第二气孔上端口（1.2）的中心、第三气孔上端口（1.3）的中心与第四气孔上端口（1.4）的中心所形成的凸四边形的中心的距离；
第五气孔第二上端口（1.52）至第一气孔上端口（1.1）的中心、第二气孔上端口（1.2）的中心、第三气孔上端口（1.3）的中心与第四气孔上端口（4）的中心所形成的凸四边形的中心的距离等于第七气孔上端口（1.7）至第一气孔上端口（1.1）的中心、第二气孔上端口（1.2）的中心、第三气孔上端口（1.3）的中心与第四气孔上端口（1.4）的中心所形成的凸四边形的中心的距离；
在下阀体（1）内开设有先导气孔，先导气孔的进口端与第七气孔连接，且先导气孔上端口（1.8）位于中间阀体（3）的内圆与换向阀芯（4）的外圆之间的下阀体（1）的上表面。
2.如权利要求1所述的四位七通换向阀，其特征是：在下阀体（1）的上表面上开设有销孔（1.10），销孔（1.10）为盲孔，且所述第一气孔上端口（1.1）的中心、第二气孔上端口（1.2）的中心、第三气孔上端口（1.3）的中心与第四气孔上端口（1.4）的中心所围成的凸四边形的中心位于销孔（1.10）的轴线上。
3.如权利要求1所述的四位七通换向阀，其特征是：所述第一气孔上端口（1.1）的中心、第二气孔上端口（1.2）的中心、第三气孔上端口（1.3）的中心与第四气孔上端口（1.4）的中心为同一正方形的四个顶点。
4.如权利要求1所述的四位七通换向阀，其特征是：所述先导气孔上端口（1.8）至第一气孔上端口（1.1）的中心、第二气孔上端口（1.2）的中心、第三气孔上端口（1.3）的中心与第四气孔上端口（1.4）的中心所形成的凸四边形的中心的距离大于第七气孔上端口（1.7）至第一气孔上端口（1.1）的中心、第二气孔上端口（1.2）的中心、第三气孔上端口（1.3）的中心与第四气孔上端口（1.4）的中心所形成的凸四边形的中心的距离。
5.如权利要求1所述的四位七通换向阀，其特征是：在下阀体（1）的上表面开设有密封圈安装槽（1.11），密封圈安装槽（1.11）设置先导气孔的外侧。
6.如权利要求1所述的四位七通换向阀，其特征是：在上阀体（9）上螺接有手柄（11），在手柄（11）上固定有手柄球（12）。
7.如权利要求1所述的四位七通换向阀，其特征是：在上阀体（9）上固定有指针（15），从上阀体（9）的下表面向上开设有弹簧安装孔，弹簧安装孔为盲孔，在弹簧安装孔内安装有压缩弹簧（13），在弹簧安装孔内设有钢球（14），压缩弹簧（13）的下端部与钢球（14）相抵，在中间阀体（3）的上表面开设有与钢球（14）配合的档位凹陷。
8.如权利要求1所述的四位七通换向阀，其特征是：所述第一气槽（4.1）所在圆弧对应的圆心角度数为60~170°；所述第二气槽（4.2）所在圆弧对应的圆心角度数为60~170°；所述第三气槽（4.3）所在圆弧对应的圆心角度数为120~300°；所述第四气槽（4.4）所在圆弧对应的圆心角能复盖第七气孔上端口（1.7）和第五气孔第二上端口（1.52）所对应的角度。
9.如权利要求1所述的四位七通换向阀，其特征是：在换向阀芯（4）的下表面并对应第一气槽（4.1）所在圆弧的圆心处开设有销孔（4.6），销孔（4.6）为盲孔。
10.如权利要求9所述的四位七通换向阀，其特征是：在换向阀芯（4）的上表面开设有转轴孔（4.7）与弹簧槽（4.8），转轴孔（4.7）为腰形盲孔，弹簧槽（4.8）为圆形凹槽，且转轴孔（4.7）与所述销孔（4.6）呈同轴设置。
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