CN105805069B - 水压自动换向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核电站设备维护检修技术领域，具体涉及一种水压自动换向装置，目的是解决现有的泥渣冲洗枪的喷嘴摆动需要电机驱动，可靠性差、电机需频繁更换且容易污染工作对象的问题。其特征在于，它包括自动换向阀、往复水压缸、阀体、单向阀II、节流阀、单向阀I、喷嘴组件和转接体；自动换向阀和往复水压缸安装在阀体内部，往复水压缸位于自动换向阀的右侧；单向阀II、节流阀、单向阀I均位于阀体内部；转接体安装在阀体的后端，喷嘴组件安装在阀体的前端。本发明的水动自动换向阀加上两对单向阀能实现仅依赖高压水而不借助任何其他介质、动力及控制信号就可控制往复水压缸自动换向并推动往复水压缸的活塞行走。

Description

水压自动换向装置

技术领域

本发明涉及核电站设备维护检修技术领域，具体涉及一种水压自动换向装置。

背景技术

核电站经过多年运行，蒸发器(传热管)管板上沉积了很多的泥渣。这些泥渣对传热管会造成挤压或加重加快传热管的腐蚀，导致传热管的破裂。为减少沉积泥渣对蒸发器的危害，清除沉积泥渣很有必要。枪头喷嘴可摆动的泥渣冲洗枪被用来完成泥渣的冲洗。现有的泥渣冲洗枪喷嘴的摆动依赖枪头埋置的微电机驱动一对锥齿轮旋转来实现。

这种内置微电机枪头因为潮湿及密封不严、电机输出轴长时间受侧向力等因素导致电机的寿命很短。而频繁更换电机更加重了密封不严、频繁装拆使机械啮合精度降低导致电机输出轴承受更大侧向力等问题。

另外现有液压技术常会考虑使用标准的控制阀件及连接管、连接头，而且还需使用电磁阀。若使用这些常规件，阀或管件、油缸将占用很大空间，对于本应用领域是不可行的；且使用油液会污染工作对象及工作现场，这种状况是被绝对禁止的；若使用电磁阀除占用空间大外，又会因潮湿降低电磁阀的可靠性。

发明内容

本发明的目的是解决现有的泥渣冲洗枪的喷嘴摆动需要电机驱动，可靠性差、电机需频繁更换且容易污染工作对象的问题，提供了一种集成度高、耐潮湿、具有较高可靠性的水压自动换向装置。

本发明是这样实现的：

一种水压自动换向装置，包括自动换向阀、往复水压缸、阀体、单向阀II、节流阀、单向阀I、喷嘴组件和转接体；自动换向阀和往复水压缸安装在阀体内部，往复水压缸位于自动换向阀的右侧；单向阀II、节流阀、单向阀I均位于阀体内部；转接体安装在阀体的后端，喷嘴组件安装在阀体的前端。

如上所述的转接体整体为阶梯状圆柱体，中心沿水平方向开有贯通的引水通道；转接体通过螺纹与阀体固定连接并与阀体密封。

如上所述的阀体整体为“L”形，阀体下部后端开有空腔，靠近前端下部开有缸筒，上部沿阀体前后方向开有进水通道，该进水通道与转接体的引水通道相连通。

如上所述的自动换向阀安装在阀体的空腔内；自动换向阀包括阀芯、阀套和密封圈；密封圈安装在阀套的密封槽内，阀芯安装在阀套内；自动换向阀左侧阀体上开有K口和B口，右侧阀体上开有K1口和A口，上侧阀体上开有P口，下侧阀体上分别开有两个O口。

如上所述的往复水压缸安装在阀体的缸筒内；往复水压缸包括活塞、活塞杆、柱塞、滚珠、限位块、轴承、端盖和圆柱销；活塞位于缸筒内；柱塞固定连接在活塞的上端中部；活塞杆有螺旋槽的一端安装在活塞的内部，活塞杆的另一端伸出缸筒，通过螺钉固定有小锥齿轮；圆柱销穿过活塞杆和限位块，固定在活塞杆上；限位块、轴承和端盖安装在上；限位块、轴承和端盖三者之间在往复水压缸轴向上紧密接触，通过端盖与阀体的螺纹连接；滚珠安装在活塞下部阀体的内部；往复水压缸右侧阀体上开有C口，左侧阀体上开有D口。

如上所述的单向阀II、节流阀和单向阀I各有两个；K1口与第一个单向阀II的入水口相连通，还与第一个单向阀I的出水口相连通；第一个单向阀II的出水口与第一个节流阀的一端相连通；第一个节流阀的另一端与C口相连通；D口与第二个节流阀的一端相连通；第二个节流阀的另一端与第二个单向阀II的出水口相连通，还与第二个单向阀I的入水口相连通；K口与第二个单向阀II的入水口相连通，还与第二个单向阀I的出水口相连通；A口与第一个节流阀的一端相连通，还与第一个单向阀II的出水口相连通，还与第一个单向阀I的入水口相连通；B口与第二个节流阀的另一端相连通，还与第二个单向阀II的出水口相连通，还与第二个单向阀I的入水口相连通；P口与阀体的进水通道相连通；两个O口均连通到阀体的外部。

如上所述的喷嘴组件整体为圆柱体形，喷嘴组件中间有轴，轴外部套有轴套；喷嘴固定连接在轴套的下部外螺孔上；轴的上端通过销钉与阀体固定连接并与阀体密封，轴与轴套之间密封；轴沿中心线方向开有输水通道并与喷嘴的入水通道相连通；轴套上部外柱面套装有大锥齿轮，该大锥齿轮与往复水压缸活塞杆上的小锥齿轮相啮合。

如上所述的自动换向阀、往复水压缸、阀体、喷嘴组件和转接体均采用耐蚀材料制成。

本发明的有益效果是：

本发明包括自动换向阀、往复水压缸、阀体、单向阀II、节流阀、单向阀I、喷嘴组件和转接体。本发明的水动自动换向阀加上两对单向阀能实现仅依赖高压水而不借助任何其他介质、动力及控制信号就可控制往复水压缸自动换向并推动往复水压缸的活塞行走，避免了采用电机而不耐潮湿的问题、避免了采用常规油介质的污染问题。本发明将水压缸、各种阀件集成到阀体中，省去了阀体外管接头和阀体外管件，避免了用常规阀件的对空间占用过大的问题，也提高了管阀、管缸连接的可靠性。

附图说明

图1是本发明的水压自动换向装置的主视剖视图；

图2是本发明的水压自动换向装置的自动换向阀的结构示意图；

图3是本发明的水压自动换向装置的往复水压缸的结构示意图；

图4是本发明的水压自动换向装置的工作原理图。

其中：1.自动换向阀，2.往复水压缸，3.阀体，4.单向阀II，5.节流阀，6.单向阀I，7.阀芯，8.阀套，9.密封圈，10.活塞，11.活塞杆，12.柱塞，13.滚珠，14.限位块，15.轴承，16.端盖，17.圆柱销，18.喷嘴组件，19.转接体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

如图1所示，一种水压自动换向装置，包括自动换向阀1、往复水压缸2、阀体3、单向阀II4、节流阀5、单向阀I6、喷嘴组件18和转接体19。自动换向阀1和往复水压缸2安装在阀体3内部，往复水压缸2位于自动换向阀1的右侧。单向阀II4、节流阀5、单向阀I6均位于阀体3内部。转接体19安装在阀体3的后端，喷嘴组件18安装在阀体3的前端。自动换向阀1驱动往复水压缸2。往复水压缸2用于带动喷嘴组件18转动。阀体3为整体装置提供支撑并提供进水通道。单向阀II4、节流阀5和单向阀I6用于控制高压水的流量和方向。喷嘴组件18用于将高压水喷出。转接体19用于将高压水引入阀体3。

转接体19整体为阶梯状圆柱体，中心沿水平方向开有贯通的引水通道。转接体19通过螺纹与阀体3固定连接并与阀体3密封。

阀体3整体为“L”形，阀体3下部后端开有空腔，靠近前端下部开有缸筒，上部沿阀体3前后方向开有进水通道，该进水通道与转接体19的引水通道相连通。

如图2所示，自动换向阀1安装在阀体3的空腔内。自动换向阀1包括阀芯7、阀套8和密封圈9。密封圈9安装在阀套8的密封槽内，阀芯7安装在阀套8内。自动换向阀1左侧阀体3上开有K口和B口，右侧阀体3上开有K1口和A口，上侧阀体3上开有P口，下侧阀体3上分别开有两个O口。

如图3所示，往复水压缸2安装在阀体3的缸筒内。往复水压缸2包括活塞10、活塞杆11、柱塞12、滚珠13、限位块14、轴承15、端盖16和圆柱销17。活塞10位于缸筒内。柱塞12固定连接在活塞10的上端中部。活塞杆11有螺旋槽的一端安装在活塞10的内部，活塞杆11的另一端伸出缸筒，通过螺钉固定有小锥齿轮。圆柱销17穿过活塞杆11和限位块14，固定在活塞杆11上。限位块14、轴承15和端盖16安装在11上。限位块14、轴承15和端盖16三者之间在往复水压缸2轴向上紧密接触，通过端盖16与阀体3的螺纹连接，对活塞杆11起到轴向限位作用。滚珠13安装在活塞10下部阀体3的内部。滚珠13用于防止活塞10绕自身轴线转动。限位块14用于防止活塞杆11沿往复水压缸2轴向移动。柱塞12用于将活塞10的往复运动转换为活塞杆11的旋转。往复水压缸2右侧阀体3上开有C口，左侧阀体3上开有D口。

如图4所示，单向阀II4、节流阀5和单向阀I6各有两个，均采用现有部件实现，可从市场上购得。K1口与第一个单向阀II4的入水口相连通，还与第一个单向阀I6的出水口相连通。第一个单向阀II4的出水口与第一个节流阀5的一端相连通。第一个节流阀5的另一端与C口相连通。D口与第二个节流阀5的一端相连通。第二个节流阀5的另一端与第二个单向阀II4的出水口相连通，还与第二个单向阀I6的入水口相连通。K口与第二个单向阀II4的入水口相连通，还与第二个单向阀I6的出水口相连通。A口与第一个节流阀5的一端相连通，还与第一个单向阀II4的出水口相连通，还与第一个单向阀I6的入水口相连通。B口与第二个节流阀5的另一端相连通，还与第二个单向阀II4的出水口相连通，还与第二个单向阀I6的入水口相连通。P口与阀体3的进水通道相连通。两个O口均连通到阀体3的外部。

喷嘴组件18整体为圆柱体形，喷嘴组件18中间有轴，轴外部套有轴套。轴套绕轴转动，喷嘴固定连接在轴套的下部外螺孔上，轴套带动喷嘴转动。轴的上端通过销钉与阀体3固定连接并与阀体3密封，轴与轴套之间密封。轴沿中心线方向开有输水通道并与喷嘴的入水通道相连通。轴套上部外柱面套装有大锥齿轮，该大锥齿轮与往复水压缸2活塞杆11上的小锥齿轮相啮合，用于将活塞杆11的转动转换为喷嘴的摆动。

在本实施例中，自动换向阀1、往复水压缸2、阀体3、喷嘴组件18和转接体19均采用耐蚀材料制成。

工作时，高压水经过转接体19进入阀体3的进水通道，一部分高压水随后进入喷嘴组件18的输水通道，通过喷嘴喷出。另一部分高压水经P口进入自动换向阀1，推动阀芯7向左移动，此时P口与A口接通，B口与O口接通。高压水从A口流出，经过第一个节流阀5，从C口进入往复水压缸2的无杆腔；往复水压缸2的无杆腔的水压大于有杆腔，高压水推动活塞10向前移动。活塞10的移动过程中由于有滚珠13限定了活塞10的旋转运动，活塞只能带动其上的柱塞12做直线运动，一起向前移动。活塞杆11与限位块14通过其上的圆柱销17、轴承15、端盖16的约束不能轴向移动，柱塞12向前运动时，就使得活塞杆11旋转，带动喷嘴摆动。活塞10前移过程中，将往复水压缸2有杆腔内的水经D口通过第二个节流阀5流入B口，然后从左边的O口排出阀体3。

当活塞10移动到与限位块14接触不能继续移动时，无杆腔内的压力继续升高，升高的腔内压力推动第一个单向阀I6开启，高压水经第一个单向阀I6流入K1口，进入自动换向阀1的后端，推动阀芯7向前移动。此时，P口与B口接通，实现了高压水从A口到B口的自动换向。高压水从B口流出，经过第二个节流阀5从D口进入往复水压缸2的有杆腔，推动活塞10向后移动，带动活塞杆11的反向旋转运动，带动喷嘴反向摆动。活塞10后移过程中，将往复水压缸2无杆腔内的水经C口流入A口，然后从O口排出阀体3。

活塞10移动到与阀体3缸筒壁面接触不能继续移动时，有杆腔内的压力继续升高，升高的腔内压力推动第二个单向阀I6开启，高压水经过第二个单向阀I6流入K口，进入自动换向阀1的前端，高压水推动阀芯7向后移动。此时，P口与A口再次接通，实现了高压水从A口到B口再到A口的一次自动换向循环。

本发明包括自动换向阀1、往复水压缸2、阀体3、单向阀II4、节流阀5、单向阀I6、喷嘴组件18和转接体19。本发明的水动自动换向阀加上两对单向阀能实现仅依赖高压水而不借助任何其他介质、动力及控制信号就可控制往复水压缸自动换向并推动往复水压缸的活塞行走，避免了采用电机而不耐潮湿的问题、避免了采用常规油介质的污染问题。本发明将水压缸、各种阀件集成到阀体中，省去了阀体外管接头和阀体外管件，避免了用常规阀件的对空间占用过大的问题，也提高了管阀、管缸连接的可靠性。

Claims (4)

1.一种水压自动换向装置，其特征在于：它包括自动换向阀(1)、往复水压缸(2)、阀体(3)、单向阀II(4)、节流阀(5)、单向阀I(6)、喷嘴组件(18)和转接体(19)；自动换向阀(1)和往复水压缸(2)安装在阀体(3)内部，往复水压缸(2)位于自动换向阀(1)的右侧；单向阀II(4)、节流阀(5)、单向阀I(6)均位于阀体(3)内部；转接体(19)安装在阀体(3)的后端，喷嘴组件(18)安装在阀体(3)的前端；

所述的转接体(19)整体为阶梯状圆柱体，中心沿水平方向开有贯通的引水通道；转接体(19)通过螺纹与阀体(3)固定连接并与阀体(3)密封；

所述的阀体(3)整体为“L”形，阀体(3)下部后端开有空腔，靠近前端下部开有缸筒，上部沿阀体(3)前后方向开有进水通道，该进水通道与转接体(19)的引水通道相连通；

所述的自动换向阀(1)安装在阀体(3)的空腔内；自动换向阀(1)包括阀芯(7)、阀套(8)和密封圈(9)；密封圈(9)安装在阀套(8)的密封槽内，阀芯(7)安装在阀套(8)内；自动换向阀(1)的左侧阀体(3)上开有K口和B口，右侧阀体(3)上开有K1口和A口，上侧阀体(3)上开有P口，下侧阀体(3)上分别开有两个O口；

所述的往复水压缸(2)安装在阀体(3)的缸筒内；往复水压缸(2)包括活塞(10)、活塞杆(11)、柱塞(12)、滚珠(13)、限位块(14)、轴承(15)、端盖(16)和圆柱销(17)；活塞(10)位于缸筒内；柱塞(12)固定连接在活塞(10)的上端中部；活塞杆(11)有螺旋槽的一端安装在活塞(10)的内部，活塞杆(11)的另一端伸出缸筒，通过螺钉固定有小锥齿轮；圆柱销(17)穿过活塞杆(11)和限位块(14)，固定在活塞杆(11)上；限位块(14)、轴承(15)和端盖(16)安装在活塞杆(11)上；限位块(14)、轴承(15)和端盖(16)三者之间在往复水压缸(2)轴向上紧密接触，通过端盖(16)与阀体(3)螺纹连接；滚珠(13)安装在活塞(10)下部阀体(3)的内部；往复水压缸(2)右侧阀体(3)上开有C口，左侧阀体(3)上开有D口。

2.根据权利要求1所述的水压自动换向装置，其特征在于：所述的单向阀II(4)、节流阀(5)和单向阀I(6)各有两个；K1口与第一个单向阀II(4)的入水口相连通，还与第一个单向阀I(6)的出水口相连通；第一个单向阀II(4)的出水口与第一个节流阀(5)的一端相连通；第一个节流阀(5)的另一端与C口相连通；D口与第二个节流阀(5)的一端相连通；第二个节流阀(5)的另一端与第二个单向阀II(4)的出水口相连通，还与第二个单向阀I(6)的入水口相连通；K口与第二个单向阀II(4)的入水口相连通，还与第二个单向阀I(6)的出水口相连通；A口与第一个节流阀(5)的一端相连通，还与第一个单向阀II(4)的出水口相连通，还与第一个单向阀I(6)的入水口相连通；B口与第二个节流阀(5)的另一端相连通，还与第二个单向阀II(4)的出水口相连通，还与第二个单向阀I(6)的入水口相连通；P口与阀体(3)的进水通道相连通；两个O口均连通到阀体(3)的外部。

3.根据权利要求1所述的水压自动换向装置，其特征在于：所述的喷嘴组件(18)整体为圆柱体形，喷嘴组件(18)中间有轴，轴外部套有轴套；喷嘴固定连接在轴套的下部外螺孔上；轴的上端通过销钉与阀体(3)固定连接并与阀体(3)密封，轴与轴套之间密封；轴沿中心线方向开有输水通道并与喷嘴的入水通道相连通；轴套上部外柱面套装有大锥齿轮，该大锥齿轮与往复水压缸(2)活塞杆(11)上的小锥齿轮相啮合。

4.根据权利要求1-3任何一项所述的压自动换向装置，其特征在于：所述的自动换向阀(1)、往复水压缸(2)、阀体(3)、喷嘴组件(18)和转接体(19)均采用耐蚀材料制成。