CN110274039B - 一种防溅射防滴漏流量可调式配料阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，包括阀体组件、动力组件和阀芯组件；阀体组件包括上阀体(26)及与该上阀体(26)连接的下阀体(30)；动力组件包括设于所述上阀体(26)顶部的气缸(9)以及设于该气缸(9)顶部的电缸(23)；所述阀芯组件包括阀芯模块和定位密封模块，所述阀芯模块包括设于所述上阀体(26)和下阀体(30)内部的阀芯(32)和中间阀芯(33)，所述定位密封模块包括设于所述阀芯(32)和上阀体(26)之间的导向环(25)，设于所述中间阀体(33)和下阀体(30)之间的导向套(31)。本发明的配料阀，大大降低配料阀阀芯切换时出口处的流量和压力，防止出口原料发生散射和飞溅，同时可实现流量的无极调节。

Description

一种防溅射防滴漏流量可调式配料阀

技术领域

本发明属于高精度配料阀领域，更具体地，涉及一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀。

背景技术

在香精香料、精细化工(如油漆、油墨)、药物制备、日化、饮料等行业里，无论是在实验研究还是在批量生产中，经常需要将多种液体(或粉体、颗粒)原料按配方进行配比计量、混合，这一过程就是配料过程。

目前，在香精香料行业、卷烟厂使用的配料阀主要采用如下两种类型：一是采用如专利文献CN102758923B公开的一体化防滴漏式配料阀，如图1所示，其为两位气缸+两级锥形的开关阀，主要通过气缸的三个位置来控制两级锥形阀的开闭，控制精度时气缸移动到第一个位置，抬升第一级阀，控制大流量时气缸移动到第二个位置，将第二级抬起，此种方法由于阀嘴形状是锥形，当在配制大流量时，尤其是一二级阀芯切换处，由于发散角相交，液体会发生碰撞，导致液体向周围飞溅。

另一种是专利文献CN203926846U公开的防滴漏流量控制阀，如图2所示，其为两位气缸+两级直口开关阀，同图1方案相似，通过控制气缸的三个位置来抬升两级阀，从而实现小流量与大流量的控制，此种方法在一定程度上降低了液体的飞溅问题，但由于前端伸出过长的导向，导致会有大量的液滴残留。以上两种方法都存在一定的问题，使用两位气缸只能控制两级流量，不能在一个范围内随意调控，同时无法解决液体溅射以及残留的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，在切换溅射工作段，将导向套与中间阀芯的配合面形成部分重叠，原料只能通过导向套的开口流向出口，大大降低配料阀出口处的流量和压力，减小雷诺数，从而防止出口原料发生散射和飞溅。

为了实现上述目的，本发明提供一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，包括阀体组件、动力组件和阀芯组件；其中，

所述阀体组件包括上阀体及与该上阀体连接的下阀体；

所述动力组件包括设于所述上阀体顶部的气缸以及设于该气缸顶部的电缸；

所述阀芯组件包括阀芯模块和定位密封模块，所述阀芯模块包括设于所述上阀体和下阀体内部的阀芯，所述阀芯顶部与所述气缸的连接，以及设于该阀芯底部的中间阀芯，所述定位密封模块包括设于所述阀芯和上阀体之间的导向环，以及设于所述中间阀体和下阀体之间的导向套，且所述导向套与中间阀芯的配合面形成部分重叠，所述阀芯在电缸和气缸的驱动作用下升降运动，通过所述导向环导向，并与所述导向套由接触到分离逐级过渡，实现流量的无极调节。

进一步地，所述中间阀芯底部为圆锥状结构，并与所述下阀体内部的锥面配合，垂直于该圆锥状结构的轴向设有圆柱销，且该圆柱销位于中间阀芯上开的通孔中。

进一步地，所述阀芯中部为阶梯状结构，该阶梯状结构的直径大于阀芯其他位置的直径，且与所述导向套配合接触连接。

进一步地，所述阀导向套自上而下设有贯穿该导向套的小孔。

进一步地，所述定位密封模块包括第二密封圈、第三密封圈以及第四密封圈；其中，

所述第二密封圈设于所述阀芯与所述上阀体的连接处实现二者密封；

所述第三密封圈设于所述中间阀芯底部与下阀体底部的锥面对接处实现二者密封；

所述第四密封圈设于所述中间阀芯与所述下阀体的对接端面处实现二者密封。

进一步地，所述定位密封模块包括套设于所述阀芯上的大弹簧，以及套设于所述中间阀芯上的小弹簧，且所述大弹簧的弹力大于所述小弹簧的弹力。

进一步地，所述定位密封模块包括设于所述大弹簧内的挡块，该挡块为L形结构，其一边与所述阀芯接触连接，另一边与所述上阀体的端部连接。

进一步地，所述定位密封模块包括设于所述阀芯顶部的防尘圈。

进一步地，所述阀体组件包括设于所述下阀体一侧的进料口，该进料口为圆柱结构。

进一步地，所述阀体组件包括第一密封圈，该第一密封圈设于所述上阀体与下阀体连接端面处实现二者密封。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明的配料阀，在切换溅射工作段，将导向套与中间阀芯的配合面形成部分重叠，原料只能通过导向套的开口流向出口，大大降低配料阀阀芯切换时出口处的流量和压力，减小雷诺数，从而防止出口原料发生散射和飞溅。

2.本发明的配料阀，电缸位于气缸的上部，电缸的轴与气缸上部连接，同时，气缸的轴与阀芯通过螺栓紧固连接，通过电缸与气缸同时控制实现该配料阀的流量可无极调节和配制精度高的优点。

3.本发明的配料阀，阀芯最下端与中间阀芯形成锥形面配合，在进行一级小流量工作状态时，通过对阀芯的上升高度的控制来控制配料口直径，进一步，到达一级小流量的高精度配料与流量可无极调节的优点。

4.本发明的配料阀，当配料阀处于二级大流量工作状态时，在阀芯模块上升较高高度时能够保证中间阀芯能够与阀芯一起上升，增大配料口的直径，提高配料效率，从而实现大流量配料。

5.本发明的配料阀，两密封圈安装位置都尽量靠近出口底端，一方面保证正常工作时原料不会从下端配合面流出，另一反面能够有效的减少内壁液体大量汇集，有效防止滴漏，从而达到防止配料结束后滴漏的特点。

6.本发明的配料阀，配合面的上下端配置导向环，一方面该导向环起支撑作用，另一方面，防止阀芯在运动过程中与上阀体发生直接接触摩擦，起保护阀体与阀芯不被破坏的作用，提高了该配料阀的可靠性。

附图说明

图1是现有技术中一体化防滴漏式配料阀结构的剖视图；

图2是现有技术中提出的防滴漏流量控制阀结构的剖视图；

图3是本发明实施例的防溅射高精度配料阀出料口完全关闭状态下的结构示意图；

图4是本发明实施例的防溅射防滴漏流量可调式配料阀仅开启一级阀芯状态下的结构示意图；

图5是本发明实施例的防溅射防滴漏流量可调式配料阀一二级阀芯完全开启状态下的结构示意图；

图6是本发明实施例的防溅射防滴漏流量可调式配料阀由一级小流量工作模式刚开始到二级大流量工作模式切换示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-活塞杆、2-锥形堵头、3-压头、4-锥形槽、5-O型圈、6-锥体、7-阀体、8-法兰、9-气缸、10-端盖、11-大弹簧、12-压板、13-小弹簧、14-第一密封垫、15-第二密封垫、16-第一压圈、17-第二压圈、18-延伸部、19-球形突起、20-O型密封圈、21-进料口、22-连接体、23-电缸、24-防尘圈、25-导向环、26-上阀体、27-第一密封圈、28-第二密封圈、29-挡块、30-下阀体、31-导向套、32-阀芯、33-中间阀芯、34-圆柱销、35-第三密封圈、36-第四密封圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图3是本发明的防溅射高精度配料阀出料口完全关闭状态下的结构示意图；如图3所示，该配料阀包括阀体组件、动力组件和阀芯组件。其中阀体组件包括上阀体26、下阀体30、第一密封圈27与进料口21。上阀体26与下阀体30连接组成整个阀体，第一密封圈27位于上阀体26与下阀体30之间，保证配料阀正常工作时不会发生原料从上端连接处泄漏，提高该配料阀的安全性和可靠性。在下阀体30的阀体上开有一个进料口21，该进料口21位于上阀体26下端面与导向套31中间偏上位置。动力组件包括电缸23与气缸9为阀芯组件的运动提供所需的动力，电缸23位于气缸9的上部，电缸23的轴与气缸9上部连接，同时，气缸9的轴与阀芯32通过螺栓紧固连接，通过电缸23与气缸9同时控制实现该配料阀的流量可无极调节和配制精度高的优点。

此外，阀芯组件包括阀芯模块与定位密封模块。阀芯模块包括阀芯32、中间阀芯33和圆柱销34。定位密封模块包括大弹簧11、小弹簧13、防尘圈24、导向环25、第二密封圈28、挡块29、导向套31、第三密封圈35和第四密封圈36。阀芯32上端位置设置有螺栓孔，用于和气缸9下轴连接，中间靠下端位置为二级阶梯状结构，最下端为锥形。阀芯32最下端与中间阀芯33形成锥形面配合，在进行一级小流量工作状态时，通过对阀芯32的上升高度的控制来控制配料口直径，进一步，到达一级小流量的高精度配料与流量可无极调节的优点。阀芯32下端装有一根圆柱销34，优选地，该圆柱销直径与中间阀芯33的上端直径相同，且该圆柱销34位于中间阀芯33上开的通孔中，起连接阀芯32与中间阀芯33的作用，中间阀芯33位于整个阀芯模块的最下端，与下阀体30形成锥面配合，当配料阀处于二级大流量工作状态时，在阀芯模块上升较高高度时能够保证中间阀芯33能够与阀芯32一起上升，增大配料口的直径，提高配料效率，从而实现大流量配料。此外，第三密封圈35位于阀芯与中间阀芯33的锥形配合面上，第四密封圈36位于中间阀芯33与下阀体30的锥形配合面上，且两密封圈安装位置都尽量靠近出口底端，一方面保证正常工作时原料不会从下端配合面流出，另一反面能够有效的减少内壁液体大量汇集，有效防止滴漏，从而达到防止配料结束后滴漏的特点。

同时，阀芯32位于整个配料阀中间轴的位置，与上阀体26配合的最上端配置有防尘环24，防止外部粉尘进入配料阀内导致原料的污染。在该配合面的上下端配置导向环23，一方面该导向环23起支撑作用，另一方面，防止阀芯32在运动过程中与上阀体26发生直接接触摩擦，起保护阀体与阀芯不被破坏的作用，提高了该配料阀的可靠性。导向套31通过过盈配合装配在下阀体30的下端，优选地，该导向套31与阀芯32的第二级阶梯形成部分重叠配合，且阀导向套31上设置有自上而下贯穿导向套31的小孔。当配料阀处于一级小流量工作状态，动力组件将阀芯32提升较小高度，使阀芯32与中间阀芯33在第三密封圈35处的锥面分离。此时，原料通过进料口9进入阀体内部，原料依次流经导向套31上的开口和中间阀芯33上的开口，最后从阀芯32与中间阀芯33之间形成的缝隙流出。挡块29上端面与上阀体30的下端面配合，在该配合面上装有第二密封圈28，同时，大弹簧11的上端连接挡块29下端面，大弹簧11的下端连接阀芯32第二级阶梯上端面；小弹簧13上端连接阀芯32的下端面，小弹簧13下端连接中间阀芯33的外凸圆台。图3所示，配料阀处于完全关闭状态，密封圈用于配料阀各分离部件的可靠密封，其中小弹簧13和大弹簧11分别提供第三密封圈35和第四密封圈36的密封变形力。

如图6所示，一级小流量工作模式刚开始向二级大流量工作模式切换时，中间阀芯33与下阀体30之间形成的锥面间隙很小。在此状态下配料时，雷诺数很大，配料阀出口原料极易发生散射和飞溅，即切换溅射。本发明中，在切换溅射工作段，将导向套31与中间阀芯33的配合面形成部分重叠，原料只能通过导向套31的开口流向出口，大大降低配料阀出口处的流量和压力，减小雷诺数，从而防止出口原料发生散射和飞溅。

本发明的防溅射高精度配料阀，其一二级流量配料工作原理包括如下步骤：

如图4所示，配料阀处于一级小流量工作状态，动力组件将阀芯13提升较小高度，使阀芯32与中间阀芯33在第三密封圈35处的锥面分离。此时，原料通过进料口21进入阀体内部，原料依次流经导向套31上的开口和中间阀芯33上的开口，最后从阀芯32与中间阀芯33之间形成的缝隙流出。由于阀芯32和中间阀芯33出口处为锥面配合，通过控制阀芯32提升的高度可以改变缝隙的大小进而实现小流量的无极调节。导向套31限制阀芯32与中间阀芯33的同轴度，保证了出口原料射流不会发生偏斜。

如图5所示，配料阀处于二级大流量工作状态，动力组件将阀芯32提升较大高度，由于小弹簧13比大弹簧11弹力小，此时一级和二级阀芯均处于开启状态，即下阀体30与中间阀芯33、中间阀芯33与阀芯32的配合锥面均已分离。在此工作状态下，原料通过进料口11进入阀体内部，原料通过导向套31上的开口、阀芯32与导向套31形成的流道后，从下阀体30与中间阀芯33、中间阀芯33与阀芯32之间的缝隙流出。由于下阀体30和中间阀芯33出口处为锥面配合，通过控制阀芯32提升的高度可以改变缝隙的大小进而实现大流量的无极调节。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，其特征在于，包括阀体组件、动力组件和阀芯组件；其中，

所述阀体组件包括上阀体及与该上阀体连接的下阀体；

所述动力组件包括设于所述上阀体顶部的气缸以及设于该气缸顶部的电缸；

所述阀芯组件包括阀芯模块和定位密封模块；

所述阀芯模块包括设于所述上阀体和下阀体内部的阀芯，以及设于该阀芯底部的中间阀芯；所述阀芯顶部与所述气缸连接，并可在所述电缸和所述气缸的驱动作用下进行升降运动；

所述定位密封模块包括设于所述阀芯和上阀体之间的导向环，套设于所述阀芯上的第一弹簧，套设于所述中间阀芯上的第二弹簧，以及设于所述阀芯和下阀体之间的导向套；所述导向套上开设有其贯穿两端面的第一通孔和第二通孔；所述阀芯为阶梯轴结构，其中部形成有外径大于其两侧外径的凸环，所述凸环可在该配料阀处于小流量状态时匹配所述第一通孔并将该第一通孔堵塞，并在该配料阀处于大流量状态时解除与所述第一通孔的匹配；

所述中间阀芯设置在所述阀芯背离所述气缸的端部，其中部开设有第一锥形通孔，用于与所述阀芯的锥形端部匹配；且所述中间阀芯的端部为锥形结构，并对应其在所述下阀体背离所述上阀体的端部开设有第二锥形通孔，使得所述锥形结构可与该第二锥形通孔匹配；以及所述第二弹簧的一端连接在所述凸环的端部，其另一端连接在所述中间阀芯上；继而通过所述阀芯的运动，可以使得所述阀芯可在所述凸环不完全脱离所述第一通孔时解除与所述第一锥形通孔的匹配，且所述中间阀芯可在所述凸环完全脱离所述第一通孔时解除与所述第二锥形通孔的匹配。

2.根据权利要求1所述的一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，其特征在于，所述中间阀芯底部圆锥状结构的轴向设有圆柱销，且该圆柱销位于中间阀芯上开的通孔中。

3.根据权利要求1所述的一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，其特征在于，所述定位密封模块包括第二密封圈、第三密封圈以及第四密封圈；其中，

所述第二密封圈设于所述阀芯与所述上阀体的连接处实现二者密封；

所述第三密封圈设于所述中间阀芯底部与下阀体底部的锥面对接处实现二者密封；

所述第四密封圈设于所述中间阀芯与所述下阀体的对接端面处实现二者密封。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，其特征在于，所述第一弹簧的弹力大于所述第二弹簧的弹力。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，其特征在于，所述定位密封模块包括设于所述第一弹簧内的挡块，该挡块为L形结构，其一边与所述阀芯接触连接，另一边与所述上阀体的端部连接。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，其特征在于，所述定位密封模块包括设于所述阀芯顶部的防尘圈。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，其特征在于，所述阀体组件包括设于所述下阀体一侧的进料口，该进料口为圆柱结构。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的一种防溅射防滴漏的流量可调式配料阀，其特征在于，所述阀体组件包括第一密封圈，该第一密封圈设于所述上阀体与下阀体连接端面处实现二者密封。

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