CN106224595B - 一体化六通阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一体化六通阀，包括三通阀转芯，三通阀转芯右侧面凹槽内设置有芯轴，三通阀转芯左端内部设置有T型海水通道、T型浓盐水通道，三通阀转芯外壁设置有两个浓盐水凹槽，浓盐水凹槽与T型浓盐水通道相连通、凹槽相连通；三通阀转芯套设有外筒体，外筒体设置有左端盖、第一海水阀体通孔、第二海水阀体通孔和第三海水阀体通孔，外筒体设置有第一浓盐水阀体通孔和第二浓盐水阀体通孔；芯轴套设有调压阀转芯和右端盖，右端盖左端面环形凸台套设有调压阀底座，调压阀底座设置有浓盐水接口、连通孔。本发明集海水三通阀、浓盐水三通阀、调压阀结构和功能于一身，为多个阀件的集成，适用于小型海水淡化机等海水淡化系统。

Description

一体化六通阀

技术领域

本发明涉及一种阀体，更具体的说，是涉及一种一体化六通阀。

背景技术

反渗透海水淡化技术具有效率高、能量消耗小、运行费用低、应用范围广等优点，是当今海水淡化领域研究、开发的热点。为保证海水淡化系统的生产效率维持在较高的水平，需要定期对膜组件等进行冲洗操作，确保膜组件表面的清洁度。阀件在海水淡化系统中具有控制液体流动速度、改变液体流动方向等作用，是海水淡化系统中不可缺少的组成部分。因此，可以通过改变阀件的工作状态，完成整个系统造水和冲洗两种工作模式的转换。在进行造水和冲洗两种工作模式的转换过程中，需要调节的阀门包括设置在海水进口处的海水三通阀、设置在浓盐水出口处的浓盐水三通阀、浓盐水管路上的调压阀等。

目前，海水三通阀、浓盐水三通阀、调压阀均为相互独立的阀门，在系统转换工作模式时，需要三个阀门同时改变工作状态。现有阀门主要存在以下不足：其一，不同阀门在系统中的安装位置分散，且阀门的启闭依靠人工操作完成，不利于三个阀门启闭状态的同时改变；其二，多个阀门的安装使系统体积增大，成本增加；其三，阻碍海水淡化系统向小型化、集成化、智能化方向发展。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种一体化六通阀，集海水三通阀、浓盐水三通阀、调压阀结构和功能于一身，为多个阀件的集成。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一体化六通阀，由阀本体构成，所述阀本体包括三通阀转芯，所述三通阀转芯右侧面设置有凹槽，所述凹槽内设置有与所述三通阀转芯一体结构的芯轴，所述三通阀转芯左端内部沿径向设置有与三通阀转芯外部相连通的T型海水通道，所述T型海水通道右侧平行设置有与三通阀转芯外部相连通的T型浓盐水通道，所述三通阀转芯外壁设置有两个浓盐水凹槽，所述浓盐水凹槽一端与T型浓盐水通道相连通，另一端与所述三通阀转芯右侧面的凹槽相连通；

所述三通阀转芯套设有外筒体，所述外筒体的左端面设置有左端盖，所述外筒体设置有与所述T型海水通道处于同径向切面的第一海水阀体通孔、第二海水阀体通孔和第三海水阀体通孔，所述外筒体设置有与所述T型浓盐水通道处于同径向切面的第一浓盐水阀体通孔和第二浓盐水阀体通孔；

所述芯轴由内而外套设有调压阀转芯和右端盖，所述右端盖左端面设置有与其一体结构的环形凸台，所述环形凸台套设有调压阀底座，所述调压阀底座左端套设于三通阀转芯和芯轴之间，所述调压阀底座和芯轴之间形成浓盐水环形通道，所述调压阀底座和调压阀转芯之间形成浓盐水环形水腔，所述调压阀底座设置有与浓盐水环形水腔相连通的径向浓盐水接口，所述调压阀底座设置有与浓盐水凹槽和浓盐水环形通道相连通的径向连通孔。

所述三通阀转芯和芯轴均设置为同轴线的圆柱体，且所述芯轴的右端面设置于所述三通阀转芯右侧凹槽的外部。

所述第一海水阀体通孔和第二海水阀体通孔之间的夹角设置为90°，所述第二海水阀体通孔和第三海水阀体通孔之间的夹角设置为90°，所述第一浓盐水阀体通孔和第一海水阀体通孔设置于同一条轴向直线上，所述第二浓盐水阀体通孔和第二海水阀体通孔设置于同一条轴向直线上。

所述调压阀转芯的轴向长度大于右端盖的轴向长度，所述调压阀转芯左端面设置为环形坡面，所述调压阀转芯和右端盖的接触面分别设置有螺纹，所述调压阀转芯的右端位于右端盖的右侧外部，所述调压阀转芯右端设置有方槽。

所述芯轴右端设置有键槽。

所述左端盖、外筒体、调压阀底座和右端盖之间通过螺栓轴向固定连接。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明中，通过三通阀转芯的T型海水通道和外筒体上的第一海水阀体通孔、第二海水阀体通孔、第三海水阀体通孔的配合，即可实现海水三通阀的功能；通过调压阀底座和调压阀转芯的配合可实现调压阀的功能；外筒体第一浓盐水阀体通孔、第二浓盐水阀体通孔、T型浓盐水通道、浓盐水凹槽、调压阀底座上的连通孔、浓盐水接口、浓盐水环形通道和浓盐水环形水腔彼此间的配合可实现浓盐水三通阀的功能；本发明集海水三通阀、浓盐水三通阀和调压阀的功能于一体，方便实现三个阀的同时操作；

(2)本发明中，T型浓盐水通道和调压阀底座内部之间是通过通孔的形式进行连接的，减小了管路的长度，降低管路的复杂程度；

(3)本发明，经浓盐水接口释放至T型浓盐水通道中的浓盐水流速增大、压力降低，从而降低整个阀件对密封的要求，大大减小制造成本；

(4)本发明体积小、成本低，有利于安装本发明的反渗透海水淡化系统向便携化、集成化、智能化方向发展。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明中三通阀转芯和芯轴的结构示意图；

图4是本发明中外筒体的结构示意图；

图5是本发明中调压阀转芯的结构示意图；

图6是本发明中调压阀底座的结构示意图；

图7是图2的A-A剖视图；

图8是图7中的调压阀转芯逆时针旋转90°的结构示意图；

图9是图2的B-B剖视图；

图10是图9中的调压阀转芯逆时针旋转90°的结构示意图；

图11是现有的反渗透海水淡化系统示意图；

图12是包含本发明的新型反渗透海水淡化系统示意图。

附图标记:1三通阀转芯；2芯轴；3外筒体；4左端盖；5调压阀底座；6右端盖；7调压阀转芯；8浓盐水环形水腔；9浓盐水环形通道；10海水输入管线；11海水三通阀；12低压泵；13过滤器；14高压泵；15水箱；16膜组件；17产品水输出管线；18产品水循环管线；19产品水循环阀；20调压阀；21浓盐水三通阀；22浓盐水排出管线；1-1T型海水通道；1-2T型浓盐水通道；1-3浓盐水凹槽；1-1-1第一海水阀芯孔口；1-1-2第二海水阀芯孔口；1-1-3第三海水阀芯孔口；1-2-1第一浓盐水阀芯孔口；1-2-2第二浓盐水阀芯孔口；1-2-3第三浓盐水阀芯孔口；2-1键槽；3-1第一海水阀体通孔；3-2第二海水阀体通孔；3-3第三海水阀体通孔；3-4第一浓盐水阀体通孔；3-5第二浓盐水阀体通孔；5-1浓盐水接口；5-2连通孔；7-1方槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1至图10所示，本发明的一体化六通阀，由阀本体构成，所述阀本体包括三通阀转芯1，所述三通阀转芯1可作为海水三通阀和浓盐水三通阀共用的转芯。所述三通阀转芯1右侧面设置有凹槽，所述凹槽内设置有与所述三通阀转芯1一体结构的芯轴2，所述三通阀转芯1和芯轴2均设置为同轴线的圆柱体，且所述芯轴2的轴向长度大于所述三通阀转芯1右侧凹槽的轴向长度，所述芯轴2右端设置有键槽2-1，便于借助外力旋转芯轴2。所述三通阀转芯1左端内部沿径向设置有与三通阀转芯1外部相连通的T型海水通道1-1，所述T型海水通道1-1包括第一海水阀芯孔口1-1-1、第二海水阀芯孔口1-1-2和第三海水阀芯孔口1-1-3，所述第一海水阀芯孔口1-1-1和第二海水阀芯孔口1-1-2之间的夹角设置为90°，所述第二海水阀芯孔口1-1-2和第三海水阀芯孔口1-1-3之间的夹角设置为90°。所述T型海水通道1-1右侧平行设置有与三通阀转芯1外部相连通的T型浓盐水通道1-2，所述T型浓盐水通道1-2包括第一浓盐水阀芯孔口1-2-1、第二浓盐水阀芯孔口1-2-2和第三浓盐水阀芯孔口1-2-3，所述第一浓盐水阀芯孔口1-2-1和第一海水阀芯孔口1-1-1设置于同一条轴向直线上，第二浓盐水阀芯孔口1-2-2和第二海水阀芯孔口1-1-2设置于同一条轴向直线上，第三浓盐水阀芯孔口1-2-3和第三海水阀芯孔口1-1-3设置于同一条轴向直线上。所述三通阀转芯1外壁沿圆周设置有两个浓盐水凹槽1-3，所述浓盐水凹槽1-3一端与T型浓盐水通道1-2相连通，另一端与所述三通阀转芯1右侧面的凹槽相连通，所述浓盐水凹槽1-3可分别与第二浓盐水阀芯孔口1-2-2和第三浓盐水阀芯孔口1-2-3重叠，所述浓盐水凹槽1-3的形状可设置为左右两端为半圆形，中部为长方形。

所述三通阀转芯1外套设有外筒体3，所述外筒体3作为本发明的支撑单元和连接单元。所述外筒体3与三通阀转芯1之间形成浓盐水槽形通道(外筒体3内壁和浓盐水凹槽1-3之间形成的空间)，所述外筒体3设置有与所述T型海水通道1-1处于同径向切面的第一海水阀体通孔3-1、第二海水阀体通孔3-2和第三海水阀体通孔3-3，所述第一海水阀体通孔3-1和第二海水阀体通孔3-2之间的夹角设置为90°，所述第二海水阀体通孔3-2和第三海水阀体通孔3-3之间的夹角设置为90°。所述外筒体3设置有与所述T型浓盐水通道1-2处于同径向切面的第一浓盐水阀体通孔3-4和第二浓盐水阀体通孔3-5，所述第一浓盐水阀体通孔3-4和第一海水阀体通孔3-1设置于同一条轴向直线上，所述第二浓盐水阀体通孔3-5和第二海水阀体通孔3-2设置于同一条轴向直线上。所述外筒体3的通孔(第一海水阀体通孔3-1、第二海水阀体通孔3-2、第三海水阀体通孔3-3、第一浓盐水阀体通孔3-4和第二浓盐水阀体通孔3-5)和三通阀转芯1的孔口(第一海水阀芯孔口1-1-1、第二海水阀芯孔口1-1-2、第三海水阀芯孔口1-1-3、第一浓盐水阀芯孔口1-2-1、第二浓盐水阀芯孔口1-2-2和第三浓盐水阀芯孔口1-2-3)的配合关系决定了本发明的启闭状态。

所述芯轴2由内而外套设有调压阀转芯7和右端盖6，所述调压阀转芯7和芯轴2同心配合，所述调压阀转芯7的轴向长度大于右端盖6的轴向长度，所述调压阀转芯7左端面设置为环形坡面，所述调压阀转芯7和右端盖6的接触面设置为螺纹连接，而调压阀转芯7和芯轴2之间设置为面接触，所述调压阀转芯7的左右两端分别位于右端盖6的左右两侧外部，所述调压阀转芯7右端设置有方槽7-1，便于旋转调压阀转芯7。

所述右端盖6左端面设置有与其一体结构的环形凸台，所述环形凸台套设有调压阀底座5，所述调压阀底座5的左部分外径小于其右部分外径，所述调压阀底座5内部形成环形二级台阶结构，且所述调压阀底座5右端内径大于其左端内径。所述调压阀底座5左部分位于三通阀转芯1右侧面的凹槽内，即所述调压阀底座5左部分套设于三通阀转芯1和芯轴2之间，所述调压阀底座5的左部分和芯轴2之间形成浓盐水环形通道9，所述调压阀底座5的右部分和调压阀转芯7之间形成浓盐水环形水腔8，所述调压阀底座5右部分设置有与浓盐水环形水腔8相连通的径向浓盐水接口5-1，所述调压阀底座5左部分设置有与浓盐水凹槽1-3和浓盐水环形通道9相连通的径向连通孔5-2。通过旋转调压阀转芯7可实现浓盐水环形通道9和浓盐水环形水腔8的连通，进而以槽孔配合的方式实现浓盐水接口5-1和第一浓盐水阀体通孔3-4、浓盐水接口5-1和第二浓盐水阀体通孔3-5的连通。

所述外筒体3的左端面设置有左端盖4，所述左端盖4、外筒体3、调压阀底座5和右端盖6之间通过螺栓进行轴向紧固连接，所述左端盖4、外筒体3、调压阀底座5和右端盖6的外径均可设置为相等。另外根据实际需要，所述调压阀转芯7和芯轴2之间、调压阀转芯7和右端盖6之间、调压阀底座5和芯轴2之间均可设置密封圈进行密封。

本发明中，所述左端盖4、外筒体3、调压阀底座5和右端盖6作为定子，所述三通阀转芯1、芯轴2和调压阀转芯7作为转子。旋转调压阀转芯7，调压阀转芯7左侧环形坡面与调压阀底座5内的台阶之间是否存在缝隙决定阀门是否开启，通过缝隙的大小，实现流量的控制。通过转动芯轴2进而带动三通阀转芯1转动，改变三通阀转芯1上孔口(第一海水阀芯孔口1-1-1、第二海水阀芯孔口1-1-2、第三海水阀芯孔口1-1-3、第一浓盐水阀芯孔口1-2-1、第二浓盐水阀芯孔口1-2-2和第三浓盐水阀芯孔口1-2-3)、调压阀底座5上孔口(连通孔5-2)和外筒体3上通孔(第一海水阀体通孔3-1、第二海水阀体通孔3-2、第三海水阀体通孔3-3、第一浓盐水阀体通孔3-4和第二浓盐水阀体通孔3-5)之间的配合关系，实现三通阀门的启闭与流量控制。

图11是现有的反渗透海水淡化系统示意图，图12所示的是包含本发明一体化六通阀的新型反渗透海水淡化系统，包括设置于水箱15内的膜组件16，所述膜组件16连接有产品水输出管线17，所述产品水输出管线17连通有带产品水循环阀19的产品水循环管线18，所述产品水循环管线18与水箱15连通，打开产品水循环阀19后，产品水会回流至水箱15内。所述膜组件16的海水输入口沿液体流动方向通过管线依次串联有低压泵12、过滤器13和高压泵14，所述低压泵12输入口与所述一体化六通阀的第三海水阀体通孔3-3相连通，相当于图11中海水三通阀11中的阀门C；所述一体化六通阀的第二海水阀体通孔3-2与所述水箱15相连通，相当于图11中海水三通阀11中的阀门B；所述一体化六通阀的第一海水阀体通孔3-1连接有海水输入管线10，相当于图11中海水三通阀11中的阀门A。所述膜组件16的浓盐水排出口连接所述一体化六通阀的浓盐水接口5-1，相当于图11中调压阀20的进口；所述一体化六通阀的第一浓盐水阀体通孔3-4连接有浓盐水排出管线22，相当于图11中浓盐水三通阀21的阀门D；所述一体化六通阀的第二浓盐水阀体通孔3-5与所述水箱15相连通,相当于图11中浓盐水三通阀21的阀门F。

上述包含一体化六通阀的新型反渗透海水淡化系统的控制方法：

当系统为产水工作模式时，旋转所述芯轴2至第一海水阀芯孔口1-1-1、第三海水阀芯孔口1-1-3、第一海水阀体通孔3-1和第三海水阀体通孔3-3处于一条直线相连通，所述第二海水阀芯孔口1-1-2被外筒体3筒壁遮掩，海水无法流出，相当于图11中海水三通阀11的阀门A和C打开，阀门B关闭。同时，所述第一浓盐水阀体通孔3-4和第一浓盐水阀芯孔口1-2-1同心，第二浓盐水阀体通孔3-5被三通阀转芯1掩盖，无浓盐水流出，相当于图11中浓盐水三通阀21的阀门D和E打开，阀门F关闭。

预处理后的海水依次经海水输入管线10和第一海水阀体通孔3-1流入T型海水通道1-1中，再由第三海水阀体通孔3-3流出，进入低压泵12。海水经低压泵12增压后进入过滤器13，已过滤的海水由高压泵14再次增压后泵入膜组件16进行淡化处理，一路为产品水，通过产品水输出管线17排出至产品水水柜，另一路为浓盐水，浓盐水由浓盐水接口5-1进入浓盐水环形水腔8。旋转所述调压阀转芯7，使其沿轴向向右进行移动，当调压阀转芯7左侧环形坡面与调压阀底座5内台阶结构未接触时(调压阀转芯7左侧环形坡面与调压阀底座5内台阶结构之间的间隙大小可根据实际流量需要进行调节)，浓盐水环形水腔8和浓盐水环形通道9连通，此时调压阀底座5上的连通孔5-2和调压阀转芯7上的浓盐水凹槽1-3相连通，浓盐水经浓盐水环形水腔8、浓盐水环形通道9、连通孔5-2和浓盐水凹槽1-3流入T型浓盐水通道1-2中，再由第一浓盐水阀体通孔3-4流出，经浓盐水排出管线进行排放、收集。

当系统工作模式由产水模式转换为冲洗模式时，打开产品水循环阀19，产品水直接泄放至水箱15中，当水位满足冲洗需求时，从右视方向，所述三通阀转芯1沿逆时针方向旋转90°，此时第二海水阀体通孔3-2与第三海水阀芯孔口1-1-3同心，第三海水阀体通孔3-3与第二海水阀芯孔口1-1-2同心，第一海水阀体通孔3-1被三通阀转芯1掩盖，相当于图11中海水三通阀11的阀门B和C打开，阀门A关闭。同时第二浓盐水阀体通孔3-5和第三浓盐水阀芯孔口1-2-3同心，第一浓盐水阀体通孔3-4被三通阀转芯1掩盖，相当于图11中浓盐水三通阀21的阀门E和F打开，阀门D关闭。

水箱15中的产品水由第二海水阀体通孔3-2流入T型海水通道1-1，再由第三海水阀体通孔3-3流出，经低压泵12、过滤器13和高压泵14进入膜组件16中进行膜组件16的清洗，完成一次清洗的产品水经浓盐水接口5-1、浓盐水环形水腔8、浓盐水环形通道9、连通孔5-2和浓盐水凹槽1-3，流入T型浓盐水通道1-2，再由第二浓盐水阀体通孔3-5流出，排放至水箱15内，重复上述步骤，进行下一次清洗循环，直至膜组件达到最终的清洗要求。

Claims (6)

1.一体化六通阀，由阀本体构成，其特征在于，所述阀本体包括三通阀转芯，所述三通阀转芯右侧面设置有凹槽，所述凹槽内设置有与所述三通阀转芯一体结构的芯轴，所述三通阀转芯左端内部沿径向设置有与三通阀转芯外部相连通的T型海水通道，所述T型海水通道右侧平行设置有与三通阀转芯外部相连通的T型浓盐水通道，所述三通阀转芯外壁设置有两个浓盐水凹槽，所述浓盐水凹槽一端与T型浓盐水通道相连通，另一端与所述三通阀转芯右侧面的凹槽相连通；

所述三通阀转芯套设有外筒体，所述外筒体的左端面设置有左端盖，所述外筒体设置有与所述T型海水通道处于同径向切面的第一海水阀体通孔、第二海水阀体通孔和第三海水阀体通孔，所述外筒体设置有与所述T型浓盐水通道处于同径向切面的第一浓盐水阀体通孔和第二浓盐水阀体通孔；

所述芯轴由内而外套设有调压阀转芯和右端盖，所述右端盖左端面设置有与其一体结构的环形凸台，所述环形凸台套设有调压阀底座，所述调压阀底座左端套设于三通阀转芯和芯轴之间的凹槽，所述调压阀底座和芯轴之间形成浓盐水环形通道，所述调压阀底座和调压阀转芯之间形成浓盐水环形水腔，所述调压阀底座设置有与浓盐水环形水腔相连通的径向浓盐水接口，所述调压阀底座设置有与浓盐水凹槽和浓盐水环形通道相连通的径向连通孔。

2.根据权利要求1所述的一体化六通阀，其特征在于，所述三通阀转芯和芯轴均设置为同轴线的圆柱体，且所述芯轴的右端面设置于所述三通阀转芯右侧凹槽的外部。

3.根据权利要求1所述的一体化六通阀，其特征在于，所述第一海水阀体通孔和第二海水阀体通孔之间的夹角设置为90°，所述第二海水阀体通孔和第三海水阀体通孔之间的夹角设置为90°，所述第一浓盐水阀体通孔和第一海水阀体通孔设置于同一条轴向直线上，所述第二浓盐水阀体通孔和第二海水阀体通孔设置于同一条轴向直线上。

4.根据权利要求1所述的一体化六通阀，其特征在于，所述调压阀转芯的轴向长度大于右端盖的轴向长度，所述调压阀转芯左端面设置为环形坡面，所述调压阀转芯和右端盖的接触面分别设置有螺纹，所述调压阀转芯的右端位于右端盖的右侧外部，所述调压阀转芯右端设置有方槽。

5.根据权利要求1所述的一体化六通阀，其特征在于，所述芯轴右端设置有键槽。

6.根据权利要求1所述的一体化六通阀，其特征在于，所述左端盖、外筒体、调压阀底座和右端盖之间通过螺栓轴向固定连接。