CN109323013B - 高效率低噪音旋转阀及其制氧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转阀技术领域，尤其是一种高效率低噪音旋转阀及其制氧机，该旋转阀包括阀体总成、凸轮结构、转动设置在阀体总成内的动阀片及用于驱使动阀片进行转动的动力装置，阀体总成上具有进气口、第一排气口、第二排气口及第三排气口；动阀片上贯穿有分气槽，通过动阀片的转动可使分气槽将进气口与第二排气口或/和第三排气口连通，本发明第一排气口采用独立的通道分别与第二排气口和第三排气口连通，以此避开动阀片，从而降低密封难度及加工难度，缩减加工成本；并利用凸轮结构实现推杆与动阀片之间的联动设计，从而自动控制第一排气口与第二排气口及第三排气口之间的通断，进而实现随阀片的转动可直接在三种工作模式之间自动切换。

Description

高效率低噪音旋转阀及其制氧机

技术领域

本发明涉及旋转阀技术领域，尤其是一种高效率低噪音旋转阀及其制氧机。

背景技术

目前主流的制氧机一般为双吸附塔式，其两个吸附塔为交替式工作，即两个吸附塔交替进行氮氧分离，由于该制氧机需要在其中一个吸附塔进气时，另一个吸附塔进行废气排放，因此需要用到旋转阀(又叫分气阀)，现有技术中的旋转阀其具有两个排气管，两个排气管分别与制氧机的两个吸附塔连通，并利用旋转阀控制两个排气管的交替进气与排气，从而实现两个吸附塔的交替工作，然而现有的旋转阀结构复杂，加工难度大，且动阀片与阀座之间需整面密封，密封面的跨距尺寸大，尺寸的精度要求很高，导致密封难度大，成本高，并容易产生漏气的现象，影响制氧机的效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有技术中旋转阀结构复杂，加工困难，密封难度大的问题，现提供一种高效率低噪音旋转阀及其制氧机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效率低噪音旋转阀，包括阀体总成、凸轮结构、转动设置在阀体总成内的动阀片及用于驱使动阀片进行转动的动力装置，所述阀体总成上具有进气口、第一排气口、第二排气口及第三排气口；

所述动阀片上贯穿有分气槽，通过动阀片的转动可使分气槽将进气口与第二排气口或/和第三排气口连通，所述第二排气口和第三排气口其各自通过一通道与第一排气口连通，所述通道内均堵设有推杆，所述动阀片转动时可为凸轮结构提供驱动推杆移动的动力，使推杆打开其所在的通道。

本方案中采用将第一排气口设计成与第二排气口或第三排气口连通时不经过动阀片，而是采用独立的通道进行连通，从而只需利用推杆控制通道的通断，即可实现第一排气口与第二排气口或第三排气口的连通或断开，以此降低动阀片的密封难度及加工难度；

且采用了联动设计，随动阀片的转动可自动实现三种工作模式的切换：

其一为：动阀片转动至其上的分气槽与第二排气口连通时，动阀片通过凸轮结构对应使第三排气口所在通道中的推杆下移，从而实现进气口与第二排气口连通的同时，第一排气口与第三排气口连通；

其二为：动阀片转动至其上的分气槽一并与第二排气及第三排气口连通时，动阀片经凸轮结构使推杆均处于封堵通道的状态，从而实现进气口与第二排气口及第三排气口一并连通的同时，使第一排气口与第二排气口之间，及第一排气口与第三排气口之间均断开；

其三为：动阀片转动至其上的分气槽与第三排气口连通时，动阀片通过凸轮结构对应使第二排气口所在通道中的推杆下移，从而实现进气口与第三排气口连通的同时，第一排气口与第二排气口连通。

进一步地，所述凸轮结构包括设置在动阀片上的环形凸轮部，所述推杆的下端均设置有第一弹簧，所述推杆的上端与环形凸轮部接触，所述环形凸轮部上具有低段和高段，所述推杆在第一弹簧的作用下抵在环形凸轮部上，当动阀片转动至推杆与低段接触时，推杆将其所在的通道堵住，当动阀片转动至推杆与高段接触时，推杆下移将其所在的通道打开；利用将推杆设置在环形凸轮部随动阀片的转动路径上，从而实现推杆可交替与环形凸轮部的低段与高段配合，进而实现推杆的下移或复位，推杆下移时，通道打开，推杆复位时，通道被推杆堵住。

进一步地，所述推杆上具有细段和粗段，所述细段位于通道内，且与环形凸轮部接触，所述粗段上具有台阶面，所述台阶面与通道的底端端部接触，利用推杆上的台阶面与通道的底端端部接触实现推杆将通道堵住，反之，在推杆下移时，推杆的台阶面与通道的底端端部分离实现将通道打开。

为了便于密封，进一步地，所述阀体总成包括阀体、固定盘及底座，所述固定盘固定在阀体的底部与底座之间，所述动阀片设置在阀体的内腔中，所述进气口与阀体的内腔连通，所述固定盘中安装有两个导通管，所述底座上开设有两个分别与导通管连通的连通孔，所述连通孔与导通管一一对应，两个所述连通孔分别与第二排气口和第三排气口连通，所述导通管的上端面与动阀片的下表面接触，所述导通管经分气槽与阀体的内腔连通，所述导通管的上端面突出于固定盘的上表面；第二排气口和第三排气口均通过导通管经动阀片上的分气槽连通，以此减少动阀片与导通管之间需要密封的面积，降低漏点，减少漏气的机率，实现只需精加工动阀片下表面中的一部分及导通管的上端面即可，从而大幅度的降低动阀片处因密封所需精加工的面积，进而降低密封难度。

为了提高密封效果，进一步地，所述连通孔内均设置有第二弹簧，所述第二弹簧的一端抵在连通孔的孔底，另一端抵在导通管的底部，利用第二弹簧的弹力使导通管始终抵在动阀片的下表面，从而提高动阀片与导通管之间的密封效果。

从便于生产加工的角度考虑，进一步地，所述固定盘上具有开口向下的排气腔，所述排气腔与第一排气口连通，所述排气腔的开口处固定有盖板，所述通道开设在盖板上，所述固定盘上具有两个与排气腔连通的导向孔，所述导向孔与推杆一一对应，所述推杆依次穿过盖板的通道、排气腔及导向孔，所述推杆的细段与导向孔相配合，所述推杆的台阶面与盖板的下表面接触，所述第二排气口和第三排气口均经通道与排气腔连通；

在推杆与环形凸轮部的低段接触时，推杆上的台阶面与盖板的下表面接触实现推杆将通道堵住；在推杆与环形凸轮部的高段接触时，推杆的台阶面与盖板的下表面分离实现将通道打开。

进一步地，所述底座上开设有两个排气孔，所述排气孔通过通道与排气腔连通，两个所述排气孔分别与第二排气口和第三排气口连通，所述排气孔与盖板上的通道一一对应，所述推杆的粗段位于排气孔内，所述第一弹簧位于排气孔内，所述第一弹簧的一端抵在排气孔的孔底，另一端抵在推杆的底部。

进一步地，所述动力装置包括电机，所述电机的输出端与动阀片传动连接。

本发明还提供一种制氧机，包括上述的高效率低噪音旋转阀。

本发明的有益效果是：本发明的高效率低噪音旋转阀其第一排气口采用独立的通道分别与第二排气口和第三排气口连通，以此避开动阀片，从而降低密封难度及加工难度，缩减加工成本；并利用凸轮结构实现推杆与动阀片之间的联动设计，从而自动控制第一排气口与第二排气口及第三排气口之间的通断，进而实现随阀片的转动可直接在三种工作模式之间自动切换。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明高效率低噪音旋转阀的三维示意图；

图2是本发明高效率低噪音旋转阀的俯视示意图；

图3是图2中A-A向剖视示意图；

图4是图2中B-B向剖视示意图；

图5是本发明高效率低噪音旋转阀中动阀片的三维示意图；

图6是本发明高效率低噪音旋转阀中动阀片的仰视示意图；

图7是本发明高效率低噪音旋转阀中固定盘的示意图；

图8是本发明高效率低噪音旋转阀中底座的示意图；

图9是本发明高效率低噪音旋转阀中推杆的示意图；

图10是本发明第一种工作模式的原理示意图；

图11是本发明第二种工作模式的原理示意图；

图12是本发明第三种工作模式的原理示意图。

图中：1、第一排气口，2、第二排气口，3、第三排气口，4、进气口，5、阀体，5-1、内腔，6、固定盘，6-1、排气腔，6-2、导向孔，7、底座，7-1、连通孔，7-2、排气孔，8、动力装置，9、动阀片，9-1、分气槽，9-2、加强筋，9-3、环形凸轮部，9-31、低段，9-32、高段，10、导通管，11、推杆，11-1、细段，11-2、粗段，11-3、台阶面，12、第一弹簧，13、第二弹簧，14、盖板，15、通道。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例1

如图1-4所示，一种高效率低噪音旋转阀，包括阀体总成、凸轮结构、转动设置在阀体总成内的动阀片9及用于驱使动阀片9进行转动的动力装置8，所述阀体总成上具有进气口4、第一排气口1、第二排气口2及第三排气口3；

所述动阀片9上贯穿有分气槽9-1，分气槽9-1中可设置加强筋9-2，以提高动阀片9上位于分气槽9-1附近的结构强度，通过动阀片9的转动可使分气槽9-1将进气口4与第二排气口2或/和第三排气口3连通，所述第二排气口2和第三排气口3其各自通过一通道15与第一排气口1连通，所述通道15内均堵设有推杆11，所述动阀片9转动时可为凸轮结构提供驱动推杆11移动的动力，使推杆11打开其所在的通道15。

如图5和6所示，所述凸轮结构包括设置在动阀片9上的环形凸轮部9-3，所述推杆11的下端均设置有第一弹簧12，所述推杆11的上端与环形凸轮部9-3接触，所述环形凸轮部9-3上具有低段9-31和高段9-32，所述推杆11在第一弹簧12的作用下抵在环形凸轮部9-3上，当动阀片9转动至推杆11与低段9-31接触时，推杆11将其所在的通道15堵住，当动阀片9转动至推杆11与高段9-32接触时，推杆11下移将其所在的通道15打开；利用将推杆11设置在环形凸轮部9-3随动阀片9的转动路径上，从而实现推杆11可交替与环形凸轮部9-3的低段9-31与高段9-32配合，进而实现推杆11的下移或复位，推杆11下移时，通道15打开，推杆11复位时，通道15被推杆11堵住。

本实施例中环形凸轮部9-3的低段9-31与高段9-32之间平缓过渡，低段9-31与高段9-32均呈圆弧型，低段9-31所在的圆弧为优弧，高段9-32所在的圆弧为劣弧。

如图9所示，所述推杆11上具有细段11-1和粗段11-2，所述细段11-1位于通道15内，且与环形凸轮部9-3接触，所述粗段11-2上具有台阶面11-3，所述台阶面11-3与通道15的底端端部接触，利用推杆11上的台阶面11-3与通道15的底端端部接触实现推杆11将通道15堵住，反之，在推杆11下移时，推杆11的台阶面11-3与通道15的底端端部分离实现将通道15打开。

如图1、4及8所示，所述阀体总成包括阀体5、固定盘6及底座7，所述固定盘6固定在阀体5的底部与底座7之间，所述动阀片9设置在阀体5的内腔5-1中，所述进气口4与阀体5的内腔5-1连通，所述固定盘6中安装有两个导通管10，所述底座7上开设有两个分别与导通管10连通的连通孔7-1，所述连通孔7-1与导通管10一一对应，两个所述连通孔7-1分别与第二排气口2和第三排气口3连通，所述导通管10的上端面与动阀片9的下表面接触，所述导通管10经分气槽9-1与阀体5的内腔5-1连通，所述导通管10的上端面突出于固定盘6的上表面；第二排气口2和第三排气口3均通过导通管10经动阀片9上的分气槽9-1连通，以此减少动阀片9与导通管10之间需要密封的面积，降低漏点，减少漏气的机率，实现只需精加工动阀片9下表面中的一部分(其相对导通管10的回转路径所在部位处)，及导通管10的上端面即可，从而大幅度的降低动阀片9处因密封所需精加工的面积，进而降低密封难度。

本实施中导通管10的外周面与固定盘6之间设有密封圈，也可以将导通管10与固定盘6一体成型。

所述连通孔7-1内均设置有第二弹簧13，所述第二弹簧13的一端抵在连通孔7-1的孔底，另一端抵在导通管10的底部，利用第二弹簧13的弹力使导通管10始终抵在动阀片9的下表面，从而提高动阀片9与导通管10之间的密封效果。

如图7所示，所述固定盘6上具有开口向下的排气腔6-1，所述排气腔6-1与第一排气口1连通，所述排气腔6-1的开口处固定有盖板14，所述通道15开设在盖板14上，所述固定盘6上具有两个与排气腔6-1连通的导向孔6-2，所述导向孔6-2与推杆11一一对应，所述推杆11依次穿过盖板14的通道15、排气腔6-1及导向孔6-2，所述推杆11的细段11-1与导向孔6-2相配合，所述推杆11的台阶面11-3与盖板14的下表面接触，所述第二排气口2和第三排气口3均经通道15与排气腔6-1连通；

在推杆11与环形凸轮部9-3的低段9-31接触时，推杆11上的台阶面11-3与盖板14的下表面接触实现推杆11将通道15堵住；在推杆11与环形凸轮部9-3的高段9-32接触时，推杆11的台阶面11-3与盖板14的下表面分离实现将通道15打开。

所述底座7上开设有两个排气孔7-2，所述排气孔7-2通过通道15与排气腔6-1连通，两个所述排气孔7-2分别与第二排气口2和第三排气口3连通，所述排气孔7-2与盖板4上的通道15一一对应，所述推杆11的粗段11-2位于排气孔7-2内，所述第一弹簧12位于排气孔7-2内，所述第一弹簧12的一端抵在排气孔7-2的孔底，另一端抵在推杆(11)的底部。

其中，分气槽9-1可设计成圆弧形，两个导通管10分别位于动阀片9下表面的两侧。

所述动力装置8包括电机，电机具体可采用步进电机，所述电机的输出端与动阀片9传动连接。

本实施例中的旋转阀可实现三种工作模式：

如图10所示，第一种为(进气口4与第二排气口2连通，第一排气口1与第三排气口3连通)：通过电机带动动阀片9使其转动至分气槽9-1仅与第二排气口2所在的导通管10连通时，动阀片9上环形凸轮部9-3的高段9-32也一并与第三排气口3所在通道15中的推杆11接触，使该推杆11的台阶面11-3下移至与盖板14的下表面分离，实现将该通道15打开，从而实现进气口4与第二排气口2连通的同时，第一排气口1与第三排气口3连通；与之对应的是，此时，第三排气口3所在的导通管10被动阀片9堵住，而第二排气口2所在通道15中的推杆11与动阀片9上环形凸轮部9-3的低段9-31接触，使推杆11上的台阶面11-3抵在盖板14的下表面，实现该推杆11将第二排气口2所在的通道15堵住；

具体的两路流向如下：进气线路，气体从进气口4依次经阀体5的内腔5-1、分气槽9-1、第二排气口2所在的导通管10及第二排气口2所在的连通孔7-1，最终到达第二排气口2；排气线路，废气从第三排气口3依次经第三排气口3所在的排气孔7-2、第三排气口3所在的通道15及排气腔6-1，最终到达第一排气口1；

如图11所示，第二种为(进气口4同时与第二排气口2及第三排气口3连通)：通过电机带动动阀片9使其转动至分气槽9-1同时与第二排气口2及第三排气口3所在的导通管10连通时，动阀片9上环形凸轮部9-3的低段9-31也一并与第二排气口2及第三排气口3所在通道15中的推杆11接触，使推杆11上的台阶面11-3抵在盖板14的下表面，实现两个推杆11分别将第二排气口2及第三排气口3所在的通道15堵住，使第一排气口1与第二排气口2之间，及第一排气口1与第三排气口3之间均断开；

具体流路如下：进气线路，气体从进气口4依次经阀体5的内腔5-1及分气槽9-1，到达第二排气口2及第三排气口3所在的导通管10，随后经第二排气口2所在的连通孔7-1及第三排气口3所在的连通孔7-1，最终分别到达第二排气口2和第三排气口3；

如图12所示，第三种为：(进气口4与第三排气口3连通，第一排气口1与第二排气口2连通)：通过电机带动动阀片9使其转动至分气槽9-1仅与第三排气口3所在的导通管10连通时，动阀片9上环形凸轮部9-3的高段9-32也一并与第二排气口2所在通道15中的推杆11接触，使该推杆11的台阶面11-3下移至与盖板14的下表面分离，实现将该通道15打开，从而实现进气口4与第三排气口3连通的同时，第一排气口1与第二排气口2连通；与之对应的是，此时，第二排气口2所在的导通管10被动阀片9堵住，而第三排气口3所在通道15中的推杆11与动阀片9上环形凸轮部9-3的低段9-31接触，使推杆11上的台阶面11-3抵住盖板14的下表面，实现该推杆11将第三排气口3所在的通道15堵住；

具体的两路流向如下：进气线路，气体从进气口4依次经阀体5的内腔5-1、分气槽9-1、第三排气口3所在的导通管10及第三排气口3所在的连通孔7-1，最终到达第三排气口3；排气线路，废气从第二排气口2依次经第二排气口2所在的排气孔7-2、第二排气口2所在的通道15及排气腔6-1，最终到达第一排气口1。

本发明还提供一种制氧机，包括上述的高效率低噪音旋转阀，制氧机具有第一吸附塔和第二吸附塔，使用时，旋转阀的第二排气口2与第一吸附塔连通，第三排气口3与第二吸附塔连通；

当旋转阀的进气口4与第二排气口2连通，第一排气口1与第三排气口3连通时，第一吸附塔进气，第二吸附塔排气；

当旋转阀的进气口4同时与第二排气口2及第三排气口3连通时，用于恢复第二排气口2和第三排气口3的压力平衡；

当旋转阀的进气口4与第三排气口3连通，第一排气口1与第二排气口2连通时，第一吸附塔排气，第二吸附塔进气。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种高效率低噪音旋转阀，其特征在于：包括阀体总成、凸轮结构、转动设置在阀体总成内的动阀片（9）及用于驱使动阀片（9）进行转动的动力装置（8），所述阀体总成上具有进气口（4）、第一排气口（1）、第二排气口（2）及第三排气口（3）；

所述动阀片（9）上贯穿有分气槽（9-1），通过动阀片（9）的转动可使分气槽（9-1）将进气口（4）与第二排气口（2）或/和第三排气口（3）连通，所述第二排气口（2）和第三排气口（3）其各自通过一通道（15）与第一排气口（1）连通，所述通道（15）内均堵设有推杆（11），所述动阀片（9）转动时可为凸轮结构提供驱动推杆（11）移动的动力，使推杆（11）打开其所在的通道（15），所述凸轮结构包括设置在动阀片（9）上的环形凸轮部（9-3），所述推杆（11）的下端均设置有第一弹簧（12），所述推杆（11）的上端与环形凸轮部（9-3）接触，所述环形凸轮部（9-3）上具有低段（9-31）和高段（9-32），所述环形凸轮部（9-3）的低段（9-31）与高段（9-32）之间平缓过渡，所述推杆（11）在第一弹簧（12）的作用下抵在环形凸轮部（9-3）上，当动阀片（9）转动至推杆（11）与低段（9-31）接触时，推杆（11）将其所在的通道（15）堵住，当动阀片（9）转动至推杆（11）与高段（9-32）接触时，推杆（11）下移将其所在的通道（15）打开。

2.根据权利要求1所述的高效率低噪音旋转阀，其特征在于：所述推杆（11）上具有细段（11-1）和粗段（11-2），所述细段（11-1）位于通道（15）内，且与环形凸轮部（9-3）接触，所述粗段（11-2）上具有台阶面（11-3），所述台阶面（11-3）与通道（15）的底端端部接触。

3.根据权利要求1所述的高效率低噪音旋转阀，其特征在于：所述阀体总成包括阀体（5）、固定盘（6）及底座（7），所述固定盘（6）固定在阀体（5）的底部与底座（7）之间，所述动阀片（9）设置在阀体（5）的内腔（5-1）中，所述进气口（4）与阀体（5）的内腔（5-1）连通，所述固定盘（6）中安装有两个导通管（10），所述底座（7）上开设有两个分别与导通管（10）连通的连通孔（7-1），所述连通孔（7-1）与导通管（10）一一对应，两个所述连通孔（7-1）分别与第二排气口（2）和第三排气口（3）连通，所述导通管（10）的上端面与动阀片（9）的下表面接触，所述导通管（10）经分气槽（9-1）与阀体（5）的内腔（5-1）连通，所述导通管（10）的上端面突出于固定盘（6）的上表面。

4.根据权利要求3所述的高效率低噪音旋转阀，其特征在于：所述连通孔（7-1）内均设置有第二弹簧（13），所述第二弹簧（13）的一端抵在连通孔（7-1）的孔底，另一端抵在导通管（10）的底部。

5.根据权利要求3所述的高效率低噪音旋转阀，其特征在于：所述固定盘（6）上具有开口向下的排气腔（6-1），所述排气腔（6-1）与第一排气口（1）连通，所述排气腔（6-1）的开口处固定有盖板（14），所述通道（15）开设在盖板（14）上，所述固定盘（6）上具有两个与排气腔（6-1）连通的导向孔（6-2），所述导向孔（6-2）与推杆（11）一一对应，所述推杆（11）依次穿过盖板（14）的通道（15）、排气腔（6-1）及导向孔（6-2），所述推杆（11）的细段（11-1）与导向孔（6-2）相配合，所述推杆（11）的台阶面（11-3）与盖板（14）的下表面接触，所述第二排气口（2）和第三排气口（3）均经通道（15）与排气腔（6-1）连通。

6.根据权利要求5所述的高效率低噪音旋转阀，其特征在于：所述底座（7）上开设有两个排气孔（7-2），所述排气孔（7-2）通过通道（15）与排气腔（6-1）连通，两个所述排气孔（7-2）分别与第二排气口（2）和第三排气口（3）连通，所述排气孔（7-2）与盖板（14）上的通道（15）一一对应，所述推杆（11）的粗段（11-2）位于排气孔（7-2）内，所述第一弹簧（12）位于排气孔（7-2）内，所述第一弹簧（12）的一端抵在排气孔（7-2）的孔底，另一端抵在推杆（11）的底部。

7.根据权利要求6所述的高效率低噪音旋转阀，其特征在于：所述动力装置（8）包括电机，所述电机的输出端与动阀片（9）传动连接。

8.一种制氧机，其特征在于：包括权利要求1-7任一项所述的高效率低噪音旋转阀。