CN104913081A - 离合阀 - Google Patents

Abstract

本发明离合阀是有在连续离子交换管道切换装置上的，离合阀由上阀和下阀组成，上阀主要由上阀芯、上阀外套、上阀弹簧、上阀弹簧座、上阀固定螺母等组成；下阀主要由下阀芯、下阀套、导向密封套、下阀支撑套、下阀弹簧、弹簧上座、下阀座、耐酸吸气阀等组成，本离合阀上阀和下阀在结合和分离过程中，阀内没有体积变化，也就是不会产生憋压，离合阀分开后，下阀内凹内没有积液；因弹簧不与料液接触，可以耐受很高的酸碱度；耐受压力高；可靠耐用，成本低。

Description

离合阀

技术领域

适用于连续离子交换设备的管路切换装置或其它方面背景技术。

发明内容

技术背景：连续离子交换设备的各工序之间的转换是靠管路切换装置来完成的，现有进口或国产的连续离子交换设备的管路切换装置（图1）主要由主立柱11、多孔上圆盘14、多孔下圆盘12、多孔密封板13组成，多孔密封板13夹在多孔上圆盘14和多孔下圆盘12中间、与多孔上圆盘12粘结在一起，这三个零件同心安装在主立柱11上，多孔下圆盘12和主立柱11固定不动；多孔上圆盘14和与其粘接在一起的多孔密封板13可绕主立柱11回转；它们的孔分内外两圈，分别均布在以各自中心为圆心的两个不同直径（直径小的为内圈，直大的为外圈）的同心圆上，内圈和外圈的孔数相等，这些孔也称作流道，多孔上圆盘14、多孔密封板13和多孔下圆盘12内圈通道两两一一对应相通，外圈通道两两一一对应相通，多孔密封板起13密封作用的，通过施加在多孔上圆盘14和多孔下圆盘12轴向压紧力（不管是静止还是转动）使各通道与通道之间相互密封，也使各通道与外界密封，（以下多孔上圆盘简称上圆盘、以下多孔下圆盘简称下圆盘、以下多孔密封板简称密封板）当上圆盘相对下圆盘转过一个角度（一般为360°/树脂柱数）后，上圆盘14的的内圈和外圈通道都能和下圆盘12的内外圈通道两两一一对应相通； 通过上圆盘14的转动一个角度（一般为360°/树脂柱数），可实现上圆盘14上的通道与下圆盘13上与上圆盘转动方向同向的相邻通道相通，也就是上圆盘14所有的通道都和下圆盘12在与上圆盘14旋转方向同向的相邻通道相连通，使与通道连接的管道的液体实现了依次的转换，可实现连续离子交换设备的各工序之间的转换。

现有进口或国产的连续离子交换设备的管路切换装置所使用的多孔密封板13是聚四氟乙烯材质，这种材料耐酸碱，抗老化，耐高温等，用它做大直径平面密封板，还要相对运动，就需要它和与其配合接触的平面的平面度和光洁度精度很高，相应的加工难度很大；还有就是要很大的压紧力才保证密封，他们采取的方法是在多孔上圆盘14和多孔下圆盘12上下均布设置8到12个千斤顶，通过恒压控制，使压强保持在10Mpa以上，保证上下圆盘在相对静止和转动时保持密封；所以这么高的压力会使多孔密封板13产生微小变形，在多孔上圆盘14和多孔下圆盘相12对转动过程中，多孔下圆盘12的流道孔的边缘会对多孔密封板13造成微小刮伤和磨损，从而会使在内圈或外圈的的流道里的液体会互相泄漏，会造成产品质量下降，各种工序的料液用量加大等各种问题，造成离子交换不能正常进行，这种泄漏不易觉察，所以危害性比较大；还有就是多孔密封板13容易损坏，要定期更换，多孔密封板13是粘合在多孔上圆盘14上的，四氟材料与不锈钢或其它耐酸金属材料也不易粘结，每次更换时都要拆掉多孔上圆盘14及与其连接的管道，树脂罐管道，控制线路等，维修空间又小还要用专用的吊装设备，更换一次相当困难。

为了解决进口或现在国产的连续离子交换设备的管路切换装置存在问题，我们设计了一种全新的管路切换装置（图2），这上面要用到本发明离合阀，它分为上阀18和下阀16，工作过程为下阀16在离合盘14的带动下向下运动与上阀18分离，使管路断开，然后上阀18在回转盘20的带动下转过一个角度后，上阀18与另外的下阀16刚好两两一一对齐，下阀16又在离合盘14的带动下向上运动，使下阀16与上阀18结合，管路接通，实现各管路的切换。

技术方案：管道切换装置（图2）是设备主立柱2、离合盘14、下阀16、耐酸吸气阀17、上阀18、回转盘20等组成。

回转盘20和离合盘14同心安装在设备主立柱2上，上阀18安装在回转盘20安装孔上，下阀16安装在离合盘14安装孔上，回转盘20带动上阀18可也只能绕设备主立柱2回转，离合盘14带动下阀16可也只能沿设备主立柱2的轴向上下运动，离合盘14和回转盘20上的下阀16和上阀18安装孔相对位置完全一样，分内外两圈，分别均布在以各自中心为圆心的两个不同直径（直径小的为内圈，直大的为外圈）的同心圆上，内圈和外圈的孔数相等，这些孔也称作流道；离合盘14和回转盘20上的下阀16和上阀18的安装孔内圈孔中心线两两一一对齐，外圈孔中心线也两两一一对齐，当回转盘20相对离合盘14转过一个角度（一般为360°/树脂柱数）后，回转盘20的内圈和外圈安装孔能与离合盘14的内圈和外圈安装孔两两一一对齐；当回转盘20装好上阀18，离合盘14装好下阀16，所有上阀18和下阀16的都两两一一对齐，通过回转盘20带动上阀18转动一个角度（一般为360°/树脂柱数），上阀18就会和回转盘20旋转方向同向的相邻的下阀16对齐，通过离合盘14带动下阀16的上下运动，可使上阀18和下阀16结合和分离，从而导通和断开液流，回转盘20每转一次，上阀18和下阀16都会产生和上述同样的一次重新对齐和结合或分离，从而使与上阀18和下阀16连接的管道的液流实现切换，可实现连续离子交换设备的各工序之间的转换。当离合阀的上阀18和下阀16结合后，离合阀成为一个整体，象一根管道一样，液流可以在其内部自由流通，当下阀18和上阀16分离时，就象两根盲管一样，液流断开；由于要频繁的分离，切换，结合，所以要求离合阀要容易结合和分离，在结合和分离过程中或在结合后和分离后都不能有漏液或跑冒滴漏现象，结合时上阀18和下阀16本身还有与其连通的管道和容器不能有体积变化，也就是产生憋压现象；离合阀要承压大，可靠耐用，耐酸碱，生产成本低等。

为了实现以上目的本发明采用了以下技术方案：离合阀如（图3 ）由上阀18和下阀16组成，上阀18安装在回转盘20上；上阀18主要由上阀芯67、上阀外套69、上阀弹簧68、上阀弹簧座73、上阀固定螺母72等组成；上阀芯67为一根耐酸金属阶梯管，一端为比管外径稍大的盲板，盲板端面为平面，侧面为锥面，端面侧大；上有密封槽，装有上阀口密封圈76；紧靠盲板上方的管径向均布有若干个上阀芯出水口70；另一端有外螺纹与上阀固定螺母72和上阀管接头66配合，管上有台阶可挡住上阀弹簧座73；上阀外套69为耐酸金属管，一端有外凸，其上有上密封槽，装有上下阀套密封圈71，用以在上阀外套69和下阀套63结合时起密封作用；有外凸端内孔有锥面，端面侧大，用以与上阀芯67盲板锥面配合，用上阀口密封圈70把上阀芯67管内与外界隔离，上阀外套管内设有密封槽和耐磨环槽，分别安装有上阀芯密封圈75和耐磨环74；上阀外套69套在上阀芯67上，再装上上阀弹簧68和上阀弹簧座73，然后将上阀芯67装入到阀回转切换系统的回转盘20的安装孔内，用上阀固定螺母72锁紧，所以上阀弹簧座73上面紧压回转盘20的下面，下面紧压上阀芯67的台阶，使上阀芯67与回转盘20完全固定，这时上阀弹簧68也产生了预紧力，使上阀外套69的的内孔锥面和上阀芯67的盲板压紧，在上阀口密封圈76和上阀芯密封圈75的作用下，上阀芯67管内与外界隔离，当施加在上阀外套69的力大于弹簧力时，上阀外套69就会沿上阀芯67向上阀弹簧座73方向滑动，直到上阀外套69上边压紧在上阀弹簧座73的下面，这时上阀芯67上的上阀芯出水孔70完全伸出在上阀外套69的外面，上阀芯67管内就与外界相通。

下阀16主要由下阀芯58、下阀套63、导向密封套53、下阀支撑套60、下阀弹簧55、弹簧上座54、下阀座56、耐酸吸气阀17等组成；下阀16丝装在离合盘14上；下阀芯58为一根耐酸金属阶梯管，一端有比管外径稍大的盲板，盲板端面为平面，侧面为锥面，端面侧小，盲板上有密封槽，装有下阀口密封圈65；紧靠盲板上方的管径向均布有若干个下阀芯出水口64，另一端有外螺纹与软管连接件57配合丝接，管上有台阶可挡住弹簧上座54；下阀套63为耐酸金属管，一端有内螺纹与导向密封套53配合丝接，另一端为带锥度的内凹，与上阀外套69的外凸配合；内凹底有锥孔，靠内凹这边大，锥孔小径比下阀芯58的盲板锥面小径稍小，可挡住其不能穿过，在下阀弹簧55的弹力作用下，使下阀芯58的盲板锥面与此锥孔锥面压紧，利用下阀口密封圈65使下阀芯58管内与外界隔离，锥孔锥面小径比上阀芯67的盲板锥面大径大，所以上阀芯67可自由穿过；导向密封套53两端有外螺纹，一端与下阀套63丝接，外螺丝边还设有密封槽，装有下阀套密封圈62，起密封作用，另一端与下阀支撑套60丝接，导向密封套53内孔有密封槽和耐磨环槽，装有下阀芯密封圈52和耐磨环61，导向密封套53套装在下阀芯58上；下阀支撑套60两端都为内螺纹，连接导向密封套53和下阀座56，它们中间装有下阀弹簧55；下阀座56套装在下阀芯58上，安有外螺纹，阀离合系统的离合盘14上的安装孔有内螺纹，下阀座56与离合盘14丝接，这样下阀16固定安装在离合盘14上；下阀16安装好后，下阀弹簧55也产生了预紧力，使下阀芯58的盲板锥面压紧在下阀套63锥孔锥面上，在下阀口密封圈65，下阀套密封圈62，下阀芯密封圈52的共同作用下，使下阀16内内与外隔离，下阀芯56的管内与下阀腔77始终相通，当施加在下阀芯58的力大于下阀弹簧55的弹力时，下阀芯58就会沿导向密封套53和下阀座56的内孔向下阀座56方向滑动，下阀芯58的盲板锥面与下阀套63锥孔锥面脱离，使下阀芯58管内通过下阀腔77与外界相通。

下阀16的下阀套63上有下阀吸气小孔51，还丝装有耐酸吸气阀17，在下阀16与上阀18分离时，通过耐酸吸气阀17给下阀16的内凹补充一些空气，使离合阀内外压力平衡，上阀和下阀很容易分离。

耐酸吸气阀17（图4）由耐酸吸气阀芯101、调节螺母102、锁紧螺母103、弹簧104、耐酸吸气阀体105、密封圈107组成，耐酸吸气阀体105一端为六角管，调节螺母102为六角螺母，它们为间隙配合，调节螺母102可沿耐酸吸气阀体105内壁滑动，另一端有外螺纹106，丝接在下阀16的下阀套63上；耐酸吸气阀芯101插装入耐酸吸气阀体105的内孔中，为间隙配合，用装在耐酸吸气阀芯101上的密封圈107与耐酸吸气阀体105的内锥面配合密封，弹簧104装在耐酸吸气阀体105六角管内，调节螺母102丝装在耐酸吸气阀芯101的外螺纹上，调节螺母102压紧弹簧104在耐酸吸气阀体105的内台阶上，产生预紧力，弹簧104的弹力施加给调节螺母102，从而使耐酸吸气阀芯101上的密封圈107压紧在耐酸吸气阀体105的内锥面上，弹簧104的预紧力可通过旋拧耐酸吸气阀芯101来调节，锁紧螺母103作为并紧螺母用，以防调节好的弹簧104的弹力因耐酸吸气阀芯101的转动而变化；当耐酸吸气阀芯101丝接在下阀16的下阀套63上，在下阀16和上阀18结合时如图3 （状态三）由于阀内有压力，压力施加给耐酸吸气阀芯101的有密封圈107端，压力越大，密封得越好，所以一般弹簧104的预紧力调得很小，当离合阀从状态二到状态一时，阀内会产生真空，大气压力大于弹簧104的预紧力，会使耐酸吸气阀芯101向内运动，带着密封圈107脱离耐酸吸气阀体105的内锥面，空气通过下阀16的下阀套63上的下阀吸气小孔进入其内凹，使离合阀内外压力平衡，下阀16和上阀18顺利分离。

离合阀的工作过程如图3状态一为上阀18与下阀16分离，液流截断；图3状态二为当下阀16在离合盘14的带动下向上移动，下阀套63的内凹与上阀外套69的外凸刚结合好，上下阀套密封圈71被压紧，离合阀内外隔离，上阀芯67管内和下阀芯58管内也不通，这时上阀芯67的盲板端面与下阀芯58的盲板端面刚好接触，上阀18和下阀16还是各自密封的；液流不能通过；图3状态三为当下阀16在离合盘14的带动下继续向上移动，上阀外套69在下阀套63的推动下，克服上阀弹簧68的弹力沿着上阀芯67向上移动，同时下阀芯58在上阀芯67的推动下，克服下阀弹簧55的弹力沿着导向密封套53和下阀座56的内孔向下移动，直到上阀外套69的上边与上阀弹簧座73压紧，当带动离合盘14的阀离合系统的液压系统检测到压力超过一定值后就会自动停止，这时上阀18和下阀16已完全接通，液流可通过上阀芯67内孔、上阀芯出水孔70、下阀腔77、下阀芯出水孔64到下阀芯58流通，反之亦然。

当离合阀要分离时，先从图3状态三到图3状态二，也就是当下阀16在离合盘14的带动下向下移动，上阀外套69在上阀弹簧68的弹力的作用下，沿着上阀芯67向下移动，同时下阀芯58在下阀弹簧55的弹力作用下沿着导向密封套53和下阀座56的内孔向上移动，直到上阀外套69的内孔锥面与装在上阀芯67的盲板锥面上的上阀口密封圈76压紧密封，装在下阀芯58的盲板锥面上的上阀口密封圈65与下阀套63的内孔锥面压紧密封，这时上阀18和下阀16已各自密封，液流已不能流通，但下阀套63的内凹在上下阀套密封圈71的密封下与阀外隔离， 当下阀16在离合盘14的带动下继续向下移动，要使下阀16 和上阀18彻底分离（图3状态一），如果没有其它物质（水或气等）补充到下阀套63的内凹内的话，会产生很大的吸力，使下阀16 和上阀18很难分离，如果硬要用很大的力分开，一个会使上下阀套密封圈71脱落，二会使下阀口密封圈65或上阀口密封圈76损坏，阀内液体进入到下阀套63的内凹内作为补充， 所以下阀设置了耐酸吸气阀17，当下阀16 和上阀18从结合到分离时，空气会通过耐酸吸气阀17和下阀吸气小孔51补充到下阀套63的内凹内，使下阀16和上阀17很容易分离。

 离合阀安装在连续离子交换设备的全新的管道切换装置上，替化进口的大平面管路切换装置，实现各管道之间的相互切换，完全可以实现连续离子交换的各项功能；因不用大直径平面密封，所以连续离子交换设备可靠耐用，维修方便，经可靠性试验，离合阀在连续离子交换设备上用三年都不会出现问题；上阀和下阀在结合和分离过程中，阀内没有体积变化，也就是不会产生憋压；离合阀分开后，下阀内凹内没有积液；因弹簧不与料液接触，可以耐受很高的酸碱度；耐受压力高；可靠耐用，成本低。

Claims (10)

1.离合阀由上阀和下阀组成，上阀主要由上阀芯、上阀外套、上阀弹簧、上阀弹簧座、上阀固定螺母等组成；下阀主要由下阀芯、下阀套、导向密封套、下阀支撑套、下阀弹簧、弹簧上座、下阀座、耐酸吸气阀等组成。

2.根据权利要求1所述的离合阀，其特征在于：上阀外套套装在上阀芯上，上阀外套和上阀芯在轴向可相对滑动，下阀座和导向密封套套装在下阀芯上，下阀芯与导向密封套和下阀座在轴向上可相对滑动。

3.根据权利要求1所述的离合阀，其特征在于：上阀芯为盲管，盲板外径比其它部位大，紧邻盲管的径向均有布若干个上阀芯出水孔，与上阀芯管内相通，下阀芯为盲管，盲板外径比其它部位大，紧邻盲板管的径向均布有若干个下阀芯出水孔，与下阀芯管内相通。

4.根据权利要求1所述的离合阀，其特征在于：上阀芯盲板端面为平面，侧面为锥面，端面侧大，盲板上有密封槽；下阀芯盲板端面为平面，侧面为锥面，端面侧小，盲板上有密封槽。

5.根据权利要求1所述的离合阀，其特征在：上阀和下阀结合以后，液流是从上阀芯内孔经过上阀芯出水孔到下阀空腔，再从下阀空腔经过下阀出水孔。

6.根据权利要求1所述的离合阀，其特征在于：下阀套上有下阀吸气小孔，还装有耐酸吸气阀。

7.根据权利要求1所述的离合阀，其特征在于：上阀芯与回转盘固定安装，下阀座与离合盘固定安装。

8.根据权利要求1所述的离合阀，其特征在于：上阀芯的盲板锥面大径比下阀套的最小的内孔径小，比上阀外套的最小内孔径大；下阀芯的盲板锥面大径比下阀套的最小内孔径大。

9.根据权利要求1所述的离合阀，其特征在于：上阀弹簧弹力使上阀芯和上阀外套的密封面压紧而密封；下阀弹簧弹力使下阀芯和下阀套密封面压紧而密封。

10.根据权利要求9所述的离合阀，其特征在于：上阀弹簧套装在上阀芯外，不与上阀芯管内的液体接触；下阀弹簧套装在下阀芯外，不与下阀芯管内的液体接触。