CN105757030B - 一种自控式气动换向阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自控式气动换向阀，包括具有两个气室的阀体、设置在阀体内部的阀芯和安装在阀体两侧的端盖，所述阀体上设置有进气口P、出气口A、出气口B，进气口P位于阀体的中间位置，出气口A与出气口B位于进气口的对面且对称设置在进气口P的轴线的两侧，出气口A与其侧的气室之间设置有通孔I、出气口B与其侧的气室之间设置有通孔II，阀芯的两端分别设置有挡铁，阀体的内表面的两端部粉笔而设置有阻尼板，每个阻尼板与对应的挡铁之间设置有弹簧。本发明直接利用换向阀进气口处的气压推动阀芯移动，不必再接入其他气压源，在达到规定的换向作用的前提下，达到了结构简单紧凑、减少能源浪费的目的。

Description

一种自控式气动换向阀
技术领域
本发明涉及一种换向阀，尤其涉及一种自控式气动换向阀，尤其适用于要求气源以双气路、定频率交替输出形式的机械系统。
背景技术
目前，国内外已经研究出很多结构不同的气动换向阀，但是现有的气动换向阀的换向动作都是依靠外力操纵来实现，即需要外接气源来驱动阀芯相对于阀体相对运动，这使得气动换向阀的结构较为复杂；另外，由于换向阀控制系统稳定性随工作时间的延长而降低，因此，气动换向阀换向频率的精确控制也受到限制，尤其是在双气路输出系统要求两气路以一定频率依次输出的情况下，比较难以完成长时间保持一定频率的换向动作，在某些特殊环境和场合里极大地限制了气动换向阀的应用。
为了克服现有的气动换向阀结构复杂且换向频率控制不精确等不足,本发明提供一种自控式气动换向阀，本发明利用换向阀进气口处的气体压力配合阻尼和弹簧进行气控换向。其优点在于直接利用换向阀进气口处的气压推动阀芯移动，不必再接入其他气压源，在达到规定的换向作用的前提下，达到了结构简单紧凑、减少能源浪费的目的，并且有效地降低了换向阀的使用和制造成本，具有良好的开发和应用前景。
发明内容
本发明的目的是为了解决气动换向阀结构复杂以及换向频率控制不精确的问题而提供一种自控式气动换向阀。
本发明的目的是这样实现的：包括具有两个气室的阀体、设置在阀体内部的阀芯和安装在阀体两侧的端盖，所述阀体上设置有进气口P、出气口A、出气口B，进气口P位于阀体的中间位置，出气口A与出气口B位于进气口的对面且对称设置在进气口P的轴线的两侧，出气口A与其侧的气室之间设置有通孔I、出气口B与其侧的气室之间设置有通孔II，阀芯的两端分别设置有挡铁，阀体的内表面的两端部粉笔而设置有阻尼板，每个阻尼板与对应的挡铁之间设置有弹簧。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.当阀芯向出气口B所在方向运动时，出气口A被阀芯堵住，气体经进气口P进入后经出气口B流出、通过通孔II进入对应的气室进而推动阀芯向出气口A所在的方向运动至极限状态，则出气口B被阀芯堵住，气体经进气口P进入后经出气口A流出、通过通孔I进入对应的气室进而推动阀芯向出气口B所在方向运动，循环动作，实现两个出气口交替输出气 体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的驱动阀芯移动的力完全来自于进气口处的气压，不必再添加其他气压系统作为换向阀的驱动，因此，换向阀的结构更加简单、紧凑。本发明的换向频率直接由进气口处气体压力、弹簧刚度以及阻尼器的阻尼直接确定，实现了换向的自动控制。本发明的自动控制方式在恶劣条件下比一般电控方式更加稳定、可靠，并且更加适用于要求长时间定频率换向的条件。由于本发明结构简单，无需外界能源驱动和控制，降低了换向阀的制造成本以及使用成本，有效地提高了换向阀的经济性。
附图说明
图1(a)为换向阀总装主视方向结构示意图，图1(b)为换向阀总装左视方向结构示意图，图1(c)为换向阀总装俯视方向结构示意图；
图2(a)为换向阀阀体主视方向结构示意图，图2(b)为换向阀阀体左视方向结构示意图，图2(c)为换向阀阀体俯视方向结构示意图；
图3是本发明的自控式气动换向阀阀芯二维示意图；
图4是本发明的自控式气动换向阀初始工作状态示意图；
图5是本发明的自控式气动换向阀阀芯移动至左侧极限位置状态示意图；
图6是本发明的自控式气动换向阀阀芯移动至右侧极限位置状态示意图。
图中：1.阀体，2.阀芯，3.挡铁，4.密封圈，5.弹簧，6.阻尼板，7.端盖，8.垫圈，9.螺钉，10.通孔I，11.出气口A，12.出气口B，13.通孔II，14.螺栓孔，15.进气口P。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
结合图1至图3，本发明主要利用气压系统中的气体压力作为换向阀的换向动力，配合阻尼和弹簧实现对换向阀换向频率的控制。本发明设计完成了一种自控式气动换向阀，其特征在于：首先，利用进气口处的气压直接驱动阀芯移动，无需使用外接气源，减少了换向阀的元件数量，结构简单、紧凑。其次，进气口压力一定时，进气口处气体压力、弹簧元件的刚度以及阻尼元件的阻尼即可确定换向阀的换向频率，进气口进气后，换向阀开始自动换向；进气口停止进气后，换向阀随之自动停止，即本发明实现了换向的自动控制。再次，当要求换向阀长时间保持定频率换向时，特别是当外界环境对电子设备干扰较大时，利用弹簧-阻尼的控制方式比一般电控方式更加稳定、可靠。最后，由于本发明结构简单，无需外界能源驱动和控制，降低了换向阀的制造成本以及使用成本，有效地提高了换向阀的经济性。
本发明包含的部件：自控式气动换向阀主要是由阀体1、阀芯2、挡铁3、密封圈4、弹簧5、阻尼板6、端盖7、垫圈8、螺钉9构成。
本发明采取了如下的技术方案：
如图1所示为自控式气动换向阀整体装配示意图。将阀芯2置于阀体1内部初始位置，阀芯2与阀体1之间存在微小间隙，形成间隙密封；挡铁3与阀芯2之间采用过盈配合，使挡铁3卡紧在阀芯2的轴肩处；弹簧5一端套在挡铁3圆柱面外侧，并被压紧于挡铁3的轴肩；阻尼板6与阀体1之间采用过盈配合，并套住弹簧5另一端，这在一定程度上减小了弹簧5在运动时的径向晃动；在阀体1端面所开的环形槽内安装密封圈4，端盖7扣在阀体1两端；利用8个螺钉9将端盖7固定在阀体1上。
如图2所示为自控式气动换向阀阀体结构示意图，阀体1为铸件，底座处有10个螺栓孔，用于阀体1与地基的固定；内部气室利用镗孔技术加工，阀体1有一个进气口P 15，两个出气口：出气口A 11和出气口B 12，通孔I 10将出气口A 11与该侧气室相连通，通孔II13将出气口B 12与该侧气室相连通，实现气源的分流利用。
如图3所示为自控式气动换向阀阀芯结构示意图，阀芯2与阀体1之间采用的是间隙密封，间隙密封是利用运动件之间的微小间隙起到密封的作用，它是最简单的密封形式之一。因为配合零件间存在间隙，所以，运动件间的所受的摩擦较小，因而发热少、使用寿命更长；另外，由于不需要使用任何的密封材料，所以，结构能够更加的简单、紧凑，制造成本也随之降低。
结合图4，A口、B口分别是自控式换向阀的两出气口，当进气口P未进气时，换向阀处于平衡状态。加入连续稳定的压气源时，由于右侧气路被阀芯2堵住，气体只能从B口流出，而A口没有气体流出，这就实现了B口单侧气体输出。
结合图5，B口处支路与换向阀右侧气室相通，气体推动阀芯2向左侧移动，直至移动到左侧极限位置。移动到左侧极限位置后，由于右侧气路被阀芯2堵住，气体只能从A口流出，而B口没有气体流出，这就实现了A口单侧气体输出。
结合图6，左侧被压缩的弹簧对阀芯2产生向右的推力，于是，高压气体推动阀芯2向右侧移动，直至移动到右侧极限位置。移动到右侧极限位置后，左侧气路再次被堵住，如此往复循环，实现了两侧交替输出气体的动作。而阀芯2左右滑动的频率主要取决于初始气压值以及两侧弹簧和阻尼元件的刚度以及阻尼，通过调节三个变量即可调节输出气体的频率。

Claims (1)

1.一种自控式气动换向阀，包括具有两个气室的阀体、设置在阀体内部的阀芯和安装在阀体两侧的端盖，其特征在于：所述阀体上设置有进气口P、出气口A、出气口B，进气口P位于阀体的中间位置，出气口A与出气口B位于进气口的对面且对称设置在进气口P的轴线的两侧，出气口A与其侧的气室之间设置有通孔I、出气口B与其侧的气室之间设置有通孔II，阀芯的两端分别设置有挡铁，阀体的内表面的两端部分别设置有阻尼板，每个阻尼板与对应的挡铁之间设置有弹簧；当阀芯向出气口B所在方向运动时，出气口A被阀芯堵住，气体经进气口P进入后经出气口B流出、通过通孔II进入对应的气室进而推动阀芯向出气口A所在的方向运动至极限状态，则出气口B被阀芯堵住，气体经进气口P进入后经出气口A流出、通过通孔I进入对应的气室进而推动阀芯向出气口B所在方向运动，循环动作，实现两个出气口交替输出气体。
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