CN112610559A - 一种空压机用气控排污阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空压机用气控排污阀，属于空气压缩设备技术领域。包括运动机构、密封机构和气源控制机构；运动机构包括活塞和气缸，活塞安装在气缸内，气缸上设有气腔；密封机构包括连接套、活塞杆和阀体，连接套装配于气缸与阀体之间，活塞杆贯穿连接套；阀体上设有排污进口和排污出口，活塞杆可密封排污进口；气腔连接气源控制机构，气源控制机构控制气腔内的空气充放，从而控制活塞和活塞杆的上下移动；活塞杆上设有弹性复位机构，弹性复位机构可带动活塞杆复位。电磁阀不再作为排污阀用，改为控制排污阀动作的控制元件，拓展了电磁阀的功能，与运动机构、密封机构相配合，当空压机用气控排污阀出现泄漏，仅需拆卸气缸，更换新的活塞杆，拆卸方便，维护简单。

Description

一种空压机用气控排污阀

技术领域

本发明涉及一种排污阀，具体讲是一种空压机用气控排污阀，属于空气压缩设备技术领域。

背景技术

空气中不是绝对干燥的，含有部分水蒸气，天气预报里提到的湿度等级就是水蒸气含量的多少。

空气压缩机工作时会产生热量，吸入的空气的体积被压缩后温度会上升，这时空气中含有的水蒸气中所含的微小水滴就会在压力下被迫发生碰撞，就像玻璃上的雨滴一样，越碰越大，彼此吸附融合，小水滴融汇成大水滴，体积大到一定程度后，无法维持在空气中的悬浮状态，就会吸附在压缩机及管道内的任何表面，然后随流动的空气进入气水分离器、储气罐等容器中并积聚，通过排污系统将水排出，防止水汽进入用气设备。

空气压缩机的活塞环和气缸是摩擦运动，使用过程中会有零件的磨损，吸入的空气也有灰尘颗粒，这些污物会和水滴结合，进入气水分离器、储气罐等容器中并积聚，通过排污系统排出。

空气压缩机的排污系统大多使用电动排污阀和手动排污阀，如电子定时排污阀和球阀，液动排污阀因价格昂贵，使用较少；而市面上的气动排污阀往往均为法兰式的，通径很大，不适用于空气压缩机的排污系统。手动排污阀因结构简单，使用方便，被广泛使用；但其不适用于自动化的排污系统。而电子定时排污阀结构简单，价格便宜，通用性广，维护方便，被广泛使用；但其通径小，易堵塞，故障率高，一般被定为易损件。

排污阀按驱动方式不同分为手动排污阀、电动排污阀、液动排污阀、气动排污阀。手动排污阀为借助手轮、手柄等工具人力驱动的，如球阀、闸阀；电动排污阀为借助电机或其他电气装置来驱动的，如电子定时排污阀；液动排污阀为借助液体(水、油)来驱动的，如液位控制排污阀；气动是借助压缩空气来驱动，如气动球阀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于替换市场上常规的产品，提供一种结构简单、维修方便、成本低，尤其适用于空气压缩机的排污阀。

为了解决上述技术问题，本发明提供的空压机用气控排污阀包括运动机构、密封机构和气源控制机构；所述运动机构包括活塞和气缸，活塞安装在气缸内，气缸上设有气腔；所述密封机构包括连接套、活塞杆和阀体，连接套装配于气缸与阀体之间，活塞杆贯穿连接套；所述阀体上设有排污进口和排污出口，所述活塞杆可密封排污进口；所述气腔连接气源控制机构，气源控制机构控制所述气腔内的空气充放，从而控制活塞和活塞杆的上下移动；所述活塞杆上设有弹性复位机构，弹性复位机构可带动活塞杆复位。

进一步的，所述气源控制机构为两位三通电磁阀。

进一步的，所述活塞杆下端设有密封球，所述密封球与所述阀体接触并挤压实现密封。

进一步的，所述密封球材质为铜，所述阀体的材质为不锈钢。

进一步的，所述阀体上与所述密封球接触的部分为第一斜面。

进一步的，所述密封球被挤压后，与所述阀体接触的部分形成与所述第一斜面倾斜角度相同的第二斜面。

进一步的，所述气缸内部顶面设有一凹槽。

进一步的，所述活塞上设有内孔，所述内孔高度大于所述活塞高度的一半。

进一步的，所述气缸包括下腔，所述下腔上设有通气孔。

进一步的，所述活塞外表面设有O型密封圈，所述活塞杆与连接套的接触处设有O型密封圈。

本发明的有益效果在于：(1)电磁阀不再作为排污阀用，改为控制排污阀动作的控制元件，拓展了电磁阀的功能，与运动机构、密封机构相配合，当空压机用气控排污阀出现泄漏，仅需拆卸气缸，更换新的活塞杆，对零件的精度要求不高，拆卸方便，维护简单；(2)活塞与气缸仅作为运动机构，带动活塞杆向下移动；弹簧推动活塞杆复位，向上移动；连接套、活塞杆和阀体作为密封机构，不再受运动机构的精度影响，降低了零件的精度要求；减少空压机用气控排污阀运动部件与密封部件关联，运动部件的精度不影响密封部件的密封效果；(3)利用密封球和阀体的挤压变形实现密封，能根据接触形状自动矫正，密封效果良好，不需再使用密封圈垫等零件，有效解决了零件间结合不紧密或老化产生渗漏的问题。本发明的排污阀磨损少，寿命长，能在恶劣环境中使用；(4)内孔高度大于所述活塞高度的一半，当活塞杆顶活塞时，其受力点在活塞的内孔底部，减少活塞移动时向一边倾斜，导致活塞边角与气缸壁接触，降低损伤气缸和活塞的可能；(5)气缸下腔上设有通气孔，可使气缸下腔与大气相通，这样可以消除活塞下移时的气阻，使得活塞的运动更加顺畅；并可以减少与气缸的磨损，延长活塞和气缸的使用寿命；(6)气缸内部顶面设有一凹槽，便于气体推进活塞下行；(7)活塞外表面设有O型密封圈，可以提高气体推进活塞运动的效率；活塞杆与的连接套接触处设有O型密封圈，可以防止阀体底部的污水进入气缸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明空压机用气控排污阀的结构示意图；

图2为图1实施例中活塞结构示意图；

图3为图1实施例中活塞杆结构示意图；

图4为密封球被挤压前阀体与密封球密封原理图；

图5为图4实施例中密封球被挤压后阀体与密封球密封原理图；

附图标记说明：

1—气缸、11—控制气源进口、12—凹槽、13—气缸上腔、14—气缸下腔、15—通气孔、2—连接套、21—第一密封圈、3—阀体、31—排污进口、32—排污出口、33—第一斜面、4—活塞、41—第二密封圈、42—O型圈槽、5—活塞杆、51—复位弹簧,52—密封球、53—第三密封圈。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本实施例提供的一种空压机用气控排污阀，主要用于空气压缩机。包括气缸1、连接套2、阀体3、活塞4、活塞杆5。活塞4装配在气缸1内。连接套2的上部与气缸1螺纹连接，连接套2的下部与阀体3为螺纹连接。活塞杆5一端插入活塞4内，另一端贯穿阀体3。阀体3的底部设有排污进口31，侧面设有排污出口32。

气缸1内部的顶面设有凹槽12。当活塞4与气缸1顶部接触后，活塞4的受力面积变为凹槽12的面积。如果不增加凹槽12，当活塞4与气缸1顶部接触后，活塞4的受力面积仅为气源进口螺纹的底孔面积，气源压力无法顶开活塞，进而无法带动活塞杆5运动。

在本实施例中，凹槽12深度为0.5mm。作为本领域技术人员，凹槽12深度可以根据实际需要进行微调。

气缸1下腔上设有通气孔15，通气孔15使气缸下腔14与大气相通，这样可以消除活塞4下移时的气阻，使得活塞4的运动更加顺畅；并可以减少与气缸1的磨损，延长活塞4和气缸1的使用寿命。通气孔15直径根据排污阀的尺寸可选，本实施例中通气孔15的孔径为2mm。

气缸1顶部设有气源进口11，气源进口11连接两位三通电磁阀(图中未显示)，通过两位三通电磁阀的通断控制向气缸上腔13内充放空气，从而控制活塞2和活塞杆5的上下运动。本发明将电磁阀不再作为现有技术中的排污阀用，改为控制排污阀动作的控制元件。

在实际使用过程中，控制气源应使用干净的压缩空气，以消除两位三通电磁阀卡顿的隐患。同时，也能降低空压机用气控排污阀运动部件与密封部件关联，运动部件的精度不影响密封部件的密封效果。

如图1和2所示，活塞4的两端各开一个O型圈槽42，O型圈槽42内安装第二密封圈41。在本实施例中，活塞4的内孔的高度H2超过活塞长度H1的一半。当活塞杆5顶活塞4时，其受力点在活塞4的内孔底部，减少活塞4移动时向一边倾斜，导致活塞4边角与气缸壁接触，降低损伤气缸1和活塞4的可能。同时，O型圈同时起到密封气体的作用。

活塞4的下部设有活塞内孔，活塞杆5头部的直径比活塞内孔的直径小1mm，活塞杆头部插入活塞内孔内。

活塞杆5贯穿连接套2，活塞杆5与连接套2为间隙配合，活塞杆5上安装了两个第三密封圈43，第三密封圈43为O型圈。第三密封圈43可以防止阀体3底部的污水进入气缸1内。

如图1、3至5所示，活塞杆5头部设有一台阶，连接套2的顶面设有一凹槽。复位弹簧51套在活塞杆5上，复位弹簧51的上端抵在活塞杆5头部的台阶上，复位弹簧51的底部沉入连接套2顶面的凹槽内，进而限制复位弹簧51的移动位置，以防刮伤活塞杆5。通过复位弹簧51的伸展实现活塞4和活塞杆5的向上复位。

活塞杆5头部的直径小于活塞4上内孔的直径，以便于活塞杆5快速插入活塞4的内孔。本实施例中，活塞杆5头部的直径比活塞4内孔直径小1mm。

活塞杆5的下端设有密封球52，密封球52与阀体3接触并挤压实现密封。当活塞杆5下移至活塞杆5的密封球52与阀体3接触，密封球52与阀体3的第一斜面33接触点形成一圈完整的密封线，密封效果良好。通过活塞杆5的上下运动，使密封球52和阀体3通过反复接触而产生挤压，使密封球52产生形变，从而适应阀体3的形状，自动实现密封。

具体的，要实现密封球52产生形变而阀体3的第一斜面33不产生形变，需要密封球52的硬度小于阀体3包括第一斜面33的硬度。如果接触的零件材质硬度相同甚至阀体3的硬度小于密封球52的硬度，则反复接触后阀体3磨损而密封球52不产生形变，甚至两者都有磨损，这样的情况下无法达到上述密封效果，因此必须使密封球52的硬度小于阀体3的硬度。在本实施方式中，密封球52的材质为铜，阀体3的材质为不锈钢。更具体的，密封球52的材质使用H62铜，其硬度约HB180左右。阀体3的材料选用2Cr13不锈钢，经调制处理，控制表面硬度在HB300左右。这样密封球52被挤压后，与阀体3接触的部分形成与第一斜面33倾斜角度相适配的第二斜面，使密封球52和阀体3的接触面积增大，形成密封环，达到更好的密封效果。

当拆卸后重新装配排污阀时，活塞杆5的密封球52与阀体3的斜面的相对位置发生了变化，此时很可能出现漏气的现象，因为密封面的圆度不可能没有误差；当多次动作后，密封面在新的位置重新跑合后，形成新的密封环，再次实现密封。此即为自动校正密封的功能。

可见，无论是密封球52与阀体3第一次接触还是反复接触后，以及拆卸后重新装配产生相对位置变化的情况，利用密封球52和阀体3硬度不同的原理，都可以自动适配实现密封，且密封效果良好。

在本实施例中，密封面(第一斜面和第二斜面)为相适配的锥面，在加工时仅需保证密封面和连接套2连接处的光圆的同轴度要求即可，对其余尺寸的要求大大降低。

在本实施例中，连接套2与气缸1、阀体3的装配过程时，螺纹前设有一段光圆，间隙配合，以确保连接套2的内孔与阀体3密封面的同轴度要求。连接套2与气缸1、阀体3之间均设有第一密封圈21。

在实际使用过程中，在两位三通电磁阀断电状态下，气缸上腔13内充气，压力上升，推动活塞4和活塞杆5下移，使活塞杆5与阀体3接触，形成密封环，从而关闭排污进口31。在两位三通电磁阀通电状态下，气缸上腔13的压缩空气卸放，气缸内的压力降低，复位弹簧51推动活塞杆5和活塞4上移，打开排污进口31，污水从排污出口32排出。

本发明的气控排污阀结构简单，对零件的精度要求不高，拆卸简单易懂，维修方便。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空压机用气控排污阀，其特征在于，包括运动机构、密封机构和气源控制机构；

所述运动机构包括活塞和气缸，活塞安装在气缸内，气缸上设有气腔；

所述密封机构包括连接套、活塞杆和阀体，连接套装配于气缸与阀体之间，活塞杆贯穿连接套；

所述阀体上设有排污进口和排污出口，所述活塞杆可密封排污进口；

所述气腔连接气源控制机构，气源控制机构控制所述气腔内的气体充放，从而控制活塞和活塞杆的上下移动；

所述活塞杆上设有弹性复位机构，弹性复位机构可带动活塞杆复位。

2.根据权利要求1所述的空压机用气控排污阀，其特征在于，所述气源控制机构为两位三通电磁阀。

3.根据权利要求1或2所述的空压机用气控排污阀，其特征在于，所述活塞杆下端设有密封球，所述密封球与所述阀体接触并挤压实现密封。

4.根据权利要求3所述的空压机用气控排污阀，其特征在于，所述密封球材质为铜，所述阀体的材质为不锈钢。

5.根据权利要求4所述的空压机用气控排污阀，其特征在于，所述阀体上与所述密封球接触的部分为第一斜面。

6.根据权利要求5所述的空压机用气控排污阀，其特征在于，所述密封球被挤压后，与所述阀体接触的部分形成与所述第一斜面倾斜角度相同的第二斜面。

7.根据权利要求1或2所述的空压机用气控排污阀，其特征在于，所述气缸内部顶面设有一凹槽。

8.根据权利要求1或2所述的空压机用气控排污阀，其特征在于，所述活塞上设有内孔，所述内孔高度大于所述活塞高度的一半。

9.根据权利要求1或2所述的空压机用气控排污阀，其特征在于，所述气缸包括下腔，所述下腔上设有通气孔。

10.根据权利要求1或2所述的空压机用气控排污阀，其特征在于，所述活塞外表面设有O型密封圈，所述活塞杆与连接套的接触处设有O型密封圈。

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