CN109469767A - 比压调节补偿密封三通旋转阀 - Google Patents
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Abstract
比压调节补偿密封三通旋转阀,在轴(4)和转子(2)之间安装有密封面减压调节螺栓(7)和增压调节螺栓(9)，密封面减压调节螺栓(7)和增压调节螺栓(9)分别由外向内径向穿过转子(2)中孔壁后固定在轴(4)上，在密封面减压调节螺栓(7)和封面增压调节螺栓(9)外端内侧上分别套装减压锁紧螺母(8)和增压锁紧螺母(10)。在转子(2)和主轴(4)安装结构之间设置有由密封面减压调节螺栓(7)、减压锁紧螺母(8)、封面增压调节螺栓(9)和增压锁紧螺母(10)构成的密封比压调节机构，拆卸维护和调节该密封比压调节机构，以补偿密封面的磨损间隙，提高阀门的密封性能，有效地延长三通旋转阀的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及IPC分类F16K旋转阀设备结构改进技术，尤其是比压调节补偿密封三通旋转阀。
背景技术
三通旋转阀是一种可以改变流体的流向的阀门，三通旋转阀是关闭件或柱塞形的旋转阀，通过旋转90°使阀塞上的通道口与阀体上的通道口相同或分开，实现开启或关闭的一种阀门。旋转阀的阀塞的形状可成圆柱形或圆锥形。在圆柱形阀塞中，通道一般成矩形；而在锥形阀塞中，通道成梯形。这些形状使旋转阀的结构变得轻巧，但同时也产生了一定的损失。旋转阀最适于作为切断和接通介质以及分流适用，但是依据适用的性质和密封面的耐冲蚀性，有时也可用于节流。由于旋转阀密封面之间运动带有擦拭作用，而在全开时可完全防止与流动介质的接触，故它通常也能用于带悬浮颗粒的介质。旋转阀的另一个重要特性时它易于适应多通道结构，以致一个阀可以获得两个、三个，甚至四个不同的流道。这样可以简化管道系统的设计、减少阀门用量以及设备中需要的一些连接配件。
目前的三通旋转阀的密封结构，均为轴旋转带动转子作90°部分回转，以达到改变流体的流向和转子与阀体之间的密封，这种结构型式的弊端是：转子和阀体之间的密封面在制造厂家出厂时密封性能能够达到技术要求，可是随着使用时间和使用次数的增加，其密封面的磨损是不可避免，所以容易造成三通旋转阀泄漏，直接影响阀门的密封性能和使用寿命。
已公开的相关改进技术专利申请较少。
中国专利申请201610215666.8涉及一种密封比压可调式旋转阀的装配方法，包括阀体、阀塞和手柄，其特征在于：阀塞上端设有U型内腔，在该U型内腔壁处设有导向槽，阀体上端设阀盖，以阀盖轴心为中心线，设有可调节密封比压的调节装置，该调节装置包括：定位套、调节杆和螺旋装置，定位套下端设有伸入U型内腔的笼式结构定位台，定位台下端设有横向定位孔，调节杆安装在定位套内腔，调节杆上端设有固定机构，调节杆下端为外螺纹式结构，并伸入到定位台内腔，螺旋装置整体为螺旋式结构，该螺旋装置中部设有与导向槽相配合的导轨，该导轨成螺旋式盘绕在所述定位台外圆处，同时利用可靠的装配方法，具有阀塞磨损后可以对密封比压进行调节补偿。
在实验研研究中发现，相对繁杂的密封压比调节机构不但会造成调节机构易于失灵和损坏，也会导致因较高的造价和稳定性下降而影响品质。
发明内容
本发明的目的是提供比压调节补偿密封三通旋转阀，能够克服现有技术不足，补偿密封之间的磨损间隙，达到延长三通旋转阀的使用维修期的目的。
本发明的目的将通过以下技术措施来实现：包括阀体、转子、阀盖、轴、支承架、执行器、密封面减压调节螺栓、减压锁紧螺母、封面增压调节螺栓和增压锁紧螺母；在平置的阀体内部的阀腔中，通过轴竖立安装旋转式的转子，所述阀腔在阀体顶部的开口上安装阀盖，在阀盖上侧通过支承架固定安装执行器；在轴和转子之间安装有密封面减压调节螺栓和增压调节螺栓，密封面减压调节螺栓和增压调节螺栓分别由外向内径向穿过转子中孔壁后固定在轴上，在密封面减压调节螺栓和封面增压调节螺栓外端内侧上分别套装减压锁紧螺母和增压锁紧螺母。
尤其是，在转子的外端密封面或对应的流体通道口沿阀腔内壁上设置密封圈，密封圈嵌装在转子2有效密封轨迹上。
尤其是，转子具有偏心的内腔结构，该内腔在转子突出部一端封闭形成密封面，同时，在转子中孔一侧的内腔具有开放口，在该开放口的上下部分别竖向贯穿中孔，轴竖向穿接在该对中孔中；在该上、下部的中孔朝向密封面一侧的壁上分别径向开孔安装密封面增压调节螺栓，在该上、下部的中孔朝向开口一侧的外壁上分别径向开孔安装密封面减压调节螺栓。
尤其是，密封面增压调节螺栓和密封面减压调节螺栓的端部呈圆柱状，分别和轴上对应孔相配合。
尤其是，密封面增压调节螺栓和密封面减压调节螺栓成对设置于轴对称两侧，并且其中轴线同时垂直穿过轴中轴线，且垂直于转子的密封面。密封面增压调节螺栓和密封面减压调节螺栓中轴线重合，或者错开。
尤其是，在转子的上、下中孔部位安装的二对密封面减压调节螺栓和封面增压调节螺栓的位置，以转子的穿过轴中轴线并垂直于密封面的中线完全对称。
尤其是，密封面增压调节螺栓和密封面减压调节螺栓的端部呈圆柱状，并分别卡进轴外壁固定。
尤其是，减压锁紧螺母和增压锁紧螺母调节距离小于密封圈厚度。
尤其是，密封面增压调节螺栓和密封面减压调节螺栓外端内侧到转子的上、下中孔外壁的间隙距离为减压锁紧螺母和增压锁紧螺母厚度的1.5-2,5倍。
本发明的优点和效果：在转子和主轴安装结构之间设置有由密封面减压调节螺栓、减压锁紧螺母、封面增压调节螺栓和增压锁紧螺母构成的密封比压调节机构，拆卸维护和调节该密封比压调节机构，以补偿密封面的磨损间隙，提高阀门的密封性能，有效地延长三通旋转阀的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1结构示意图。
图2为图1局部结构放大示意图。
附图标记包括：
阀体1、转子2、阀盖3、轴4、支撑架5、执行器6、密封面减压调节螺栓7、减压锁紧螺母8、封面增压调节螺栓9、增压锁紧螺母10、密封圈11。
具体实施方式
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向，并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。气动控制阀的结构可分解成包含阀座和阀孔等的阀体和阀心两部分，根据两者的相对位置，有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为：截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
气动控制阀和液压阀的比较：
(一)使用的能源不同；
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法，根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路，便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二)对泄漏的要求不同；
液压阀对向外的泄漏要求严格，而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说，除间隙密封的阀外，原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说，允许有少许泄漏；而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三)对润滑的要求不同；
液压系统的工作介质为液压油，液压阀不存在对润滑的要求；气动系统的工作介质为空气，空气无润滑性，因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料，或者采取必要的防锈措施。
(四)压力范围不同；
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内，少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高，通常在50Mpa以内。若气动阀在超过最高容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五)使用特点不同；
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻，易于集成安装，阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展，已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接，也可与电子器件一起安装在印刷线路板上，通过标准板接通气电回路，省却了大量配线，适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
本发明原理在于，比例流量阀由CP3旁通三通压力补偿阀，VP比例减压阀，REC流量调节阀和EV负载感应溢流阀组成，可实现流量0－100％的比例调节。其中，REC比例流量调速阀由VP先导比例减压阀驱动，将负载压力传至CP3负载腔即弹簧侧，提供负载所需的流量，高于负载压力的多余流量从CP3压力补偿阀的旁通口流回油箱。多路阀为中位时，VP减压阀为失电状态，泵流量压力经IN口直接作用于CP3压力补偿阀的底部,打开旁通口，泵流量仅以高于CP3负载腔的压力流回油箱。此时CP3等同于旁通阀，CP3负载腔的压力P仅为0.8－1.2Mpa，P＝弹簧侧压力+泄油背压。
本发明中在三通旋转阀的转子2和轴4之间设置有由密封面减压调节螺栓7、减压锁紧螺母8、密封面增压调节螺栓9和增压锁紧螺母10构成的密封比压调节装置。
本发明包括：阀体1、转子2、阀盖3、轴4、支承架5、执行器6、密封面减压调节螺栓7、减压锁紧螺母8、密封面增压调节螺栓9和增压锁紧螺母10。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：如附图1和图2所示，在平置的阀体1内部的阀腔中，通过轴4竖立安装旋转式的转子2，所述阀腔在阀体1顶部的开口上安装阀盖3，在阀盖3上侧通过支承架5固定安装执行器6；在轴4和转子2之间安装有密封面减压调节螺栓7和增压调节螺栓9，密封面减压调节螺栓7和增压调节螺栓9分别由外向内径向穿过转子2中孔壁后固定在轴4上，在密封面减压调节螺栓7和封面增压调节螺栓9外端内侧上分别套装减压锁紧螺母8和增压锁紧螺母10。
前述中，在转子2的外端密封面或对应的流体通道口沿阀腔内壁上设置密封圈11。密封圈11嵌装在转子2有效密封轨迹上，密封圈11为金属或高分子材料密封圈11，可以减少密封圈11和阀体1之间的密封接触面积，提高阀门的密封性能。
前述中，转子2具有偏心的内腔结构，该内腔在转子2突出部一端封闭形成密封面，同时，在转子2中孔一侧的内腔具有开放口，在该开放口的上下部分别竖向贯穿中孔，轴4竖向穿接在该对中孔中；在该上、下部的中孔朝向密封面一侧的壁上分别径向开孔安装密封面增压调节螺栓9，在该上、下部的中孔朝向开口一侧的外壁上分别径向开孔安装密封面减压调节螺栓7。
前述中，密封面增压调节螺栓9和密封面减压调节螺栓7的端部呈圆柱状，分别和轴4上对应孔相配合。
前述中，密封面增压调节螺栓9和密封面减压调节螺栓7成对设置于轴4对称两侧，并且其中轴线同时垂直穿过轴4中轴线，且垂直于转子2的密封面。密封面增压调节螺栓9和密封面减压调节螺栓7中轴线重合，或者错开。
前述中，在转子2的上、下中孔部位安装的二对密封面减压调节螺栓7和封面增压调节螺栓9的位置，以转子2的穿过轴5中轴线并垂直于密封面的中线完全对称。
前述中，密封面增压调节螺栓9和密封面减压调节螺栓7的端部呈圆柱状，并分别卡进轴4外壁固定。
前述中，减压锁紧螺母8和增压锁紧螺母10调节距离小于密封圈11厚度。
前述中，密封面增压调节螺栓9和密封面减压调节螺栓7外端内侧到转子2的上、下中孔外壁的间隙距离为减压锁紧螺母8和增压锁紧螺母10厚度的1.5-2,5倍。
本发明实施例中，轴4下端安装在阀体1内底部的轴座上，轴4上部穿过阀盖3的部位安装密封结构。
本发明实施例中，支撑架5为中空结构，支撑架5分别通过螺栓紧固件与阀盖3和执行器6固定连接。转子2的有效密封轨迹上嵌有金属或高分子材料密封圈11，以减少密封面的接触面积，提高阀门的密封性能。
本发明实施例中，执行器6是自动控制系统中必不可少的一个重要组成部分。它的作用是接受控制器送来的控制信号，改变被控介质的大小，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。执行器按其能源形式可分为气动、液动、电动三大类。气动执行器用压缩空气作为能源，其特点是结构简单、动作可靠、平稳、输出推力较大、维修方便、防火防爆，而且价格较低，因此广泛地应用于化工、造纸、炼油等生产过程中，它可以方便地与被动仪表配套使用。即使是使用电动仪表或计算机控制时，只要经过电-气转换器或电-气阀门定位器将电信号转换为20-100kPa的标准气压信号，仍然可用气动执行器。电动执行器的能源取用方便，信号传递迅速，但结构复杂、防爆性能差。液动执行器在化工、炼油等生产过程中基本上不使用，它的特点是输出推力很大。
本发明实施例中，转子2和轴4之间置安装有密封比压调节装置。转子2的上、下中孔和轴4的外圆之间分别安装有密封面增压调节螺栓9和密封面减压调节螺栓7。密封面增压调节螺栓9和密封面减压调节螺栓7的端部呈圆柱状和轴4上对应孔相配合。密封面增压调节螺栓9和密封面减压调节螺栓7上分别置有增压锁紧螺母10和减压锁紧螺母8。在安装时，减压锁紧螺母8和增压锁紧螺母10预先分别旋进在密封面减压调节螺栓7和封面增压调节螺栓9的外端内侧根部，在密封面减压调节螺栓7和封面增压调节螺栓9旋进到位将转子2与轴4装配在一起后，在根据密封面的工作状况调节减压锁紧螺母8和增压锁紧螺母10，在初装和后续的维护过程中，经济而有效的实现对旋转阀密封面的密封补偿比压调节。
本发明实施例中，当三通旋转阀产生泄漏时，其主要原因通常是由于密封圈11磨损所造成，此时首先分别松开置于密封面增压调节螺栓9和密封面减压调节螺栓7上增压锁紧螺母10和密封面减压锁紧螺母8，然后，松开密封面减压调节螺栓7并旋紧增压调节螺栓9，进行密封面密封比压的调整，调整完成后，分别重新旋紧增压锁紧螺母10和密封面减压锁紧螺母8，达到密封比压调节和定位的目的。
Claims (10)
1.比压调节补偿密封三通旋转阀,包括阀体(1)、转子(2)、阀盖(3)、轴(4)、支承架(5)、执行器(6)、密封面减压调节螺栓(7)、减压锁紧螺母(8)、封面增压调节螺栓(9)和增压锁紧螺母(10)；其特征在于，在平置的阀体(1)内部的阀腔中，通过轴(4)竖立安装旋转式的转子(2)，所述阀腔在阀体(1)顶部的开口上安装阀盖(3)，在阀盖(3)上侧通过支承架(5)固定安装执行器(6)；在轴(4)和转子(2)之间安装有密封面减压调节螺栓(7)和增压调节螺栓(9)，密封面减压调节螺栓(7)和增压调节螺栓(9)分别由外向内径向穿过转子(2)中孔壁后固定在轴(4)上，在密封面减压调节螺栓(7)和封面增压调节螺栓(9)外端内侧上分别套装减压锁紧螺母(8)和增压锁紧螺母(10)。
2.如权利要求1所述的比压调节补偿密封三通旋转阀，其特征在于，在转子(2)的外端密封面或对应的流体通道口沿阀腔内壁上设置密封圈(11)，密封圈(11)嵌装在转子(2)有效密封轨迹上。
3.如权利要求1所述的比压调节补偿密封三通旋转阀，其特征在于，转子(2)具有偏心的内腔结构，该内腔在转子(2)突出部一端封闭形成密封面，同时，在转子(2)中孔一侧的内腔具有开放口，在该开放口的上下部分别竖向贯穿中孔，轴(4)竖向穿接在该对中孔中；在该上、下部的中孔朝向密封面一侧的壁上分别径向开孔安装密封面增压调节螺栓(9)，在该上、下部的中孔朝向开口一侧的外壁上分别径向开孔安装密封面减压调节螺栓(7)。
4.如权利要求1所述的比压调节补偿密封三通旋转阀，其特征在于，密封面增压调节螺栓(9)和密封面减压调节螺栓(7)的端部呈圆柱状，分别和轴(4)上对应孔相配合。
5.如权利要求1所述的比压调节补偿密封三通旋转阀，其特征在于，密封面增压调节螺栓(9)和密封面减压调节螺栓(7)成对设置于轴(4)对称两侧，并且其中轴线同时垂直穿过轴(4)中轴线，且垂直于转子(2)的密封面。
6.如权利要求5所述的比压调节补偿密封三通旋转阀，其特征在于，密封面增压调节螺栓(9)和密封面减压调节螺栓(7)中轴线重合，或者错开。
7.如权利要求1所述的比压调节补偿密封三通旋转阀，其特征在于，在转子(2)的上、下中孔部位安装的二对密封面减压调节螺栓(7)和封面增压调节螺栓(9)的位置，以转子(2)的穿过轴(5)中轴线并垂直于密封面的中线完全对称。
8.如权利要求1所述的比压调节补偿密封三通旋转阀，其特征在于，密封面增压调节螺栓(9)和密封面减压调节螺栓(7)的端部呈圆柱状，并分别卡进轴(4)外壁固定。
9.如权利要求1所述的比压调节补偿密封三通旋转阀，其特征在于，减压锁紧螺母(8)和增压锁紧螺母(10)调节距离小于密封圈(11)厚度。
10.如权利要求1所述的比压调节补偿密封三通旋转阀，其特征在于，密封面增压调节螺栓(9)和密封面减压调节螺栓(7)外端内侧到转子(2)的上、下中孔外壁的间隙距离为减压锁紧螺母(8)和增压锁紧螺母(10)厚度的1.5-2,5倍。
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