CN113653832B - 一种废油综合利用专用三通阀 - Google Patents

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Abstract

一种废油综合利用专用三通阀，包括电动执行机构、阀芯驱动机构、三通阀；阀芯驱动机构上端与电动执行机构传动连接，下端与三通阀传动连接；通过阀芯驱动机构将电动执行机构的旋转运动转换为三通阀阀芯的提升、旋转、下压复合运动，通过提升阀芯使阀芯在旋转前先与阀座脱离，防止阀芯与阀座之间在旋转开关动作过程产生摩擦，因此彻底解决了阀芯与阀座间的磨损问题，极大提高了阀门的使用寿命。

Description

一种废油综合利用专用三通阀
技术领域
本发明涉及石化行业废油综合利用装置的阀门技术领域，具体涉及一种废油综合利用专用三通阀。
背景技术
废油综合利用在裂解加工中，需添加大量的催化剂颗粒，催化剂颗粒硬度高，对管道及阀门具有磨蚀作用，特别是普通阀门装在此工作介质的管道上时，阀门的阀芯在旋转开关动作过程中，阀芯与阀座之间存在严重摩擦，造成阀芯与阀座在短时间内磨损，使阀门产生密封不严、内漏等情况，因此普通阀门应用在废油综合利用装置上时，存在使用寿命短的问题。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种废油综合利用专用三通阀，包括电动执行机构、阀芯驱动机构、三通阀；阀芯驱动机构上端与电动执行机构传动连接，下端与三通阀传动连接；通过阀芯驱动机构将电动执行机构的旋转运动转换为三通阀阀芯的提升、旋转、下压复合运动，通过提升阀芯使阀芯在旋转前先与阀座脱离，防止阀芯在旋转开关动作过程产生摩擦。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种废油综合利用专用三通阀，包括电动执行机构、阀芯驱动机构、三通阀；阀芯驱动机构上端与电动执行机构传动连接，下端与三通阀传动连接；其中阀芯驱动机构将电动执行机构的旋转运动转换为三通阀阀芯的提升、旋转、下压复合运动，通过提升阀芯使阀芯在旋转前先与阀座脱离，防止阀芯在旋转开关动作过程中与阀座之间产生摩擦；阀芯驱动机构包括驱动机构壳体，驱动机构壳体为台阶管状，上部为驱动机构壳体颈部，下部为驱动机构壳身，驱动机构壳体上下两端设有法兰，上端法兰与电动执行机构固定连接，下端法兰与三通阀固定连接，驱动机构壳体下部设有轴线对称的销轴槽，销轴槽与连接下螺母、阀芯杆的销轴配合，限制定位阀芯的旋转角度；驱动机构壳体上部内侧通过推力轴承转动设置有由电动执行机构驱动旋转的上螺母，上螺母可顺时针或逆时针两个方向旋转，上螺母转动连接有双头丝杆；双头丝杆为短轴状，中间设有轴肩，轴肩两侧对称设有上蝶形弹簧轴颈和下蝶形弹簧轴颈、上摩擦盘轴颈和下摩擦盘轴颈、上丝杠头和下丝杠头，上丝杠头和下丝杠头上均设有梯形螺纹，上丝杠头和下丝杠头的梯形螺纹旋向相反；上丝杠头与上螺母转动连接，下丝杠头转动连接有下螺母；上摩擦盘轴颈处设置有上摩擦盘，上蝶形弹簧轴颈处设置有上蝶形弹簧，上螺母、上摩擦盘、上蝶形弹簧、轴肩上端面依序抵触；下蝶形弹簧轴颈处设置有下蝶形弹簧，下摩擦盘轴颈处设置有下摩擦盘；轴肩下端面、下蝶形弹簧、下摩擦盘、下螺母依序抵触；下螺母下端设有螺母销轴孔。
进一步的，三通阀包括阀体、进料管组合、出料管组合A、出料管组合B、阀芯组合、阀盖；阀体内部设有空腔；进料管组合固定设置在阀体下端，出料管组合A、出料管组合B固定设置在阀体相邻侧面；进料管组合、出料管组合A、出料管组合B中间均设有通孔，通孔与阀体的空腔连通；阀盖上设有通孔，阀盖固定设置在阀体的上端面；
阀芯组合包括阀芯、阀杆，阀杆固定设置在阀芯上端，阀杆上部设有阀杆销轴孔；阀杆穿过阀盖上的通孔，阀芯活动设置在阀体的空腔中；
三通阀固定设置在驱动机构壳体下端，阀杆上部的阀杆销轴孔与螺母销轴孔配合，通过销轴将阀杆与下螺母固定连接。
进一步的，阀芯为倒置圆锥状，当阀芯向上提升时，阀芯与阀座之间分离，产生间隙，防止阀芯旋转时阀芯与阀座之间产生摩擦；阀芯底部设有阀芯进料口，侧面设有阀芯出料口，阀芯进料口与阀芯出料口连通；出料管组合A包括出料管A，出料管组合B包括出料管B，出料管A、出料管B一端延伸设置在阀体的空腔中，延伸至阀体空腔的端面设有与阀芯外形配合的阀座；阀芯与阀座配合，当出料口与出料管组合A对应时，工作介质从进料管组合进入阀门，从出料管组合A流出，当阀芯旋转90°，阀芯出料口与出料管组合B对应，工作介质从进料管组合进入阀门，从出料管组合B流出，实现工作介质流向的切换控制。
进一步的，进料管组合包括进料管，进料管顶部设有绕轴线均布设置的阀芯定位头；阀芯底部还设有四个绕轴线均布设置的阀芯定位槽；当阀芯在阀体的空腔中旋转时，阀芯定位槽与阀芯定位头配合，实现阀芯的旋转定位。
进一步的，电动执行机构设有扭矩控制系统，当进行阀门状态切换时，通过电动执行机构的扭矩控制系统判断控制阀芯是否运动到位。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种废油综合利用专用三通阀，包括电动执行机构、阀芯驱动机构、三通阀；阀芯驱动机构上端与电动执行机构传动连接，下端与三通阀传动连接；通过阀芯驱动机构将电动执行机构的旋转运动转换为三通阀阀芯的提升、旋转、下压复合运动，通过提升阀芯使阀芯在旋转前先与阀座脱离，防止阀芯与阀座之间在旋转开关动作过程产生摩擦，因此彻底解决了阀芯与阀座间的磨损问题，极大提高了阀门的使用寿命。
附图说明
图1为废油综合利用专用三通阀外观示意图；
图2为阀芯驱动机构剖面结构示意图；
图3为转盘组件剖面结构示意图；
图4为驱动机构壳体外观示意图；
图5为双头丝杆结构示意图；
图6为三通阀剖面结构示意图；
图7为阀体与各管件装配结构示意图；
图8为进料管组合外观示意图；
图9为阀芯组合外观示意图。
图中：1、电动执行机构；2、阀芯驱动机构；2.1、驱动机构壳体； 2.1.1、销轴槽；2.2、上螺母；2.3、双头丝杆；2.3.1、轴肩；2.3.2、上蝶形弹簧轴颈；2.3.3、上摩擦盘轴颈；2.3.4、上丝杠头；2.3.5、下蝶形弹簧轴颈；2.3.6、下摩擦盘轴颈；2.3.7、下丝杠头；2.4、下螺母；2.4.1、螺母销轴孔；2.5、上摩擦盘；2.6、上蝶形弹簧；2.7、下蝶形弹簧；2.8、下摩擦盘；3、三通阀；3.1、阀体；3.2、进料管组合；3.2.1、进料管；3.2.1.1、阀芯定位头；3.3、出料管组合A；3.4、出料管组合B；3.5、阀芯组合；3.5.1、阀芯；3.5.1.1、阀芯进料口；3.5.1.2、阀芯出料口；3.5.1.3、阀芯定位槽；3.5.2、阀杆；3.5.2.1、阀杆销轴孔；3.6、阀盖；4、销轴。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种废油综合利用专用三通阀，包括电动执行机构1、阀芯驱动机构2、三通阀3，电动执行机构1设有扭矩控制系统；
阀芯驱动机构2包括驱动机构壳体2.1，驱动机构壳体2.1为台阶管状，上下两端设有法兰，上端法兰与电动执行机构1固定连接，下部设有轴线对称的销轴槽2.1.1；驱动机构壳体2.1上部内侧通过推力轴承转动设置有由电动执行机构1驱动旋转的上螺母2.2，上螺母2.2转动连接有双头丝杆2.3；双头丝杆2.3为短轴状，中间设有轴肩2.3.1，轴肩2.3.1两侧对称设有上蝶形弹簧轴颈2.3.2和下蝶形弹簧轴颈2.3.5、上摩擦盘轴颈2.3.3和下摩擦盘轴颈2.3.6、上丝杠头2.3.4和下丝杠头2.3.7，上丝杠头2.3.4设有顺时针旋向的梯形螺纹，下丝杠头2.3.7设有逆时针旋向的梯形螺纹；上丝杠头2.3.4与上螺母2.2转动连接，下丝杠头2.3.7转动连接有下螺母2.4，上摩擦盘轴颈2.3.3处设置有上摩擦盘2.5，上蝶形弹簧轴颈2.3.2处设置有上蝶形弹簧2.6，下蝶形弹簧轴颈2.3.5处设置有下蝶形弹簧2.7，下摩擦盘轴颈2.3.6处设置有下摩擦盘2.8，下丝杠头2.3.7转动连接有下螺母2.4，下螺母2.4下端设有销轴孔2.4.1；
三通阀3包括阀体3.1、进料管组合3.2、出料管组合A3.3、出料管组合B3.4、阀芯组合3.5、阀盖3.6，进料管组合3.2包括进料管3.2.1，进料管3.2.1顶部设有对称的阀芯定位头3.2.1.1；阀体3.1内部设有空腔；进料管组合3.2固定设置在阀体3.1下端，出料管组合A3.3、出料管组合B3.4固定设置在阀体3.1相邻侧面；进料管组合3.2、出料管组合A3.3、出料管组合B3.4中间均设有通孔，通孔与阀体3.1的空腔连通；阀盖3.6上设有通孔，阀盖3.6固定设置在阀体3.1的上端面；
阀芯组合3.5包括阀芯3.5.1、阀杆3.5.2，阀杆3.5.2上部设有阀杆销轴孔3.5.2.1，阀杆3.5.2固定设置在阀芯3.5.1上端；阀杆3.5.2穿过阀盖3.6上的通孔，阀芯3.5.1活动设置在阀体3.1的空腔中；阀芯3.5.1底部设有阀芯进料口3.5.1.1，侧面设有阀芯出料口3.5.1.2，阀芯进料口3.5.1.1与阀芯出料口3.5.1.2连通；阀芯底部还设有四个绕轴线均布设置的阀芯定位槽3.5.1.3；出料管组合A3.3包括出料管A，出料管组合B3.4包括出料管B，出料管A、出料管B一端设置在阀体3.1的空腔中，端面设有与阀芯3.5.1外形配合的阀座；
三通阀3固定设置在驱动机构壳体2.1下端，阀杆3.5.2与下螺母2.4通过销轴4固定连接。
以下详述废油综合利用专用三通阀的工作过程：
三通阀初始状态：阀芯3.5.1与阀座抵触，阀芯定位头3.2.1.1卡在阀芯定位槽3.5.1.3中，阀芯出料口3.5.1.2与出料管组合A3.3相对应；上蝶形弹簧2.6处于压缩状态，下蝶形弹簧2.7处于放松状态；
三通阀状态切换：电动执行机构1驱动上螺母2.2逆时针旋转，此时上蝶形弹簧2.6处于压缩状态，而下蝶形弹簧2.7处于放松状态，因此上摩擦盘2.5与上螺母2.2之间摩擦大于下摩擦盘2.8与下螺母2.4之间的摩擦，双头丝杆2.3随上螺母2.2一起做逆时针旋转；此时阀芯定位头3.2.1.1卡在阀芯定位槽3.5.1.3中，阀芯3.5.1无法旋转，因此与阀杆3.5.2固定连接的下螺母2.4也无法旋转，下螺母2.4在双头丝杆2.3逆时针旋转作用下做向上运动，带动阀芯3.5.1向上运动，阀芯3.5.1与阀座脱离，同时使下蝶形弹簧2.7压缩；随着下蝶形弹簧2.7压缩量的增加，下摩擦盘2.8与下螺母2.4之间的摩擦增加，当两者之间的摩擦增大到一定程度时，下螺母2.4随双头丝杆2.3一起逆时针旋转，带动阀芯3.5.1做逆时针旋转；当销轴4与销轴槽2.1.1一侧侧壁接触时，阀芯3.5.1和下螺母2.4停止旋转，随着上螺母2.2和双头丝杆2.3继续逆时针旋转，下螺母2.4向上运动，继续压缩下蝶形弹簧2.7；随着下蝶形弹簧2.7压缩量持续增加，下摩擦盘2.8与下螺母2.4之间的摩擦持续增大，直至下摩擦盘2.8与下螺母2.4之间的摩擦大于上摩擦盘2.5与上螺母2.2之间的摩擦，双头丝杆2.3无法继续随上螺母2.2一起旋转，双头丝杆2.3开始做向下运动，带动阀杆3.5.2和阀芯3.5.1向下运动，阀芯定位头3.2.1.1卡在阀芯定位槽3.5.1.3中，阀芯3.5.1与阀座抵触，此时上蝶形弹簧2.6处于放松状态，下蝶形弹簧2.7处于压缩状态；当阀芯3.5.1与阀座抵触后，电动执行机构1的输出扭矩上升，当扭矩控制系统检测到电动执行机构1的输出扭矩上升到设定值时，控制电动执行机构1停止旋转；三通阀状态切换完成；
三通阀状态的再切换：电动执行机构1驱动上螺母2.2顺时针旋转，此时上蝶形弹簧2.6处于放松状态，而下蝶形弹簧2.7处于压缩状态，因此上摩擦盘2.5与上螺母2.2之间摩擦小于下摩擦盘2.8与下螺母2.4之间的摩擦，双头丝杆2.3随下螺母2.4保持非旋转状态，双头丝杆2.3在上螺母2.2顺时针旋转作用下做上升运动，带动阀芯3.5.1向上运动，阀芯3.5.1与阀座脱离，同时使上蝶形弹簧2.6压缩；随着上蝶形弹簧2.6压缩量的增加，上摩擦盘2.5与上螺母2.2之间的摩擦增加，当两者之间的摩擦增大到一定程度时，上螺母2.2随双头丝杆2.3一起顺时针旋转，带动阀芯3.5.1做顺时针旋转；当销轴4与销轴槽2.1.1另一侧侧壁接触时，阀芯3.5.1和下螺母2.4停止顺时针旋转，随着上螺母2.2和双头丝杆2.3继续顺时针旋转，双头丝杆2.3继续向上运动，继续压缩上蝶形弹簧2.6；随着上蝶形弹簧2.6压缩量持续增加，上摩擦盘2.5与上螺母2.2之间的摩擦持续增大，直至上摩擦盘2.5与上螺母2.2之间的摩擦大于下摩擦盘2.8与下螺母2.4之间的摩擦，下螺母2.4无法继续随双头丝杆2.3一起旋转，下螺母2.4开始做向下运动，带动阀杆3.5.2和阀芯3.5.1向下运动，阀芯定位头3.2.1.1卡在阀芯定位槽3.5.1.3中，阀芯3.5.1与阀座抵触；当阀芯3.5.1与阀座抵触后，电动执行机构1的输出扭矩上升，当扭矩控制系统检测到电动执行机构1的输出扭矩上升到设定值时，控制电动执行机构1停止旋转，此时三通阀恢复至初始状态，三通阀状态再切换完成。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (1)

1.一种废油综合利用专用三通阀，其特征是：包括电动执行机构（1）、阀芯驱动机构（2）、三通阀（3）；电动执行机构（1）固定设置在阀芯驱动机构（2）上部，阀芯驱动机构（2）下端与三通阀（3）传动连接；阀芯驱动机构（2）包括驱动机构壳体（2.1），驱动机构壳体（2.1）为台阶管状，上下两端设有法兰，下端法兰与三通阀（3）固定连接，驱动机构壳体（2.1）下部设有轴线对称的销轴槽（2.1.1）；驱动机构壳体（2.1）上部内侧通过推力轴承转动设置有上螺母（2.2），上螺母（2.2）转动连接有双头丝杆（2.3）；双头丝杆（2.3）为短轴状，中间设有轴肩（2.3.1），轴肩（2.3.1）两侧对称设有上蝶形弹簧轴颈（2.3.2）和下蝶形弹簧轴颈（2.3.5）、上摩擦盘轴颈（2.3.3）和下摩擦盘轴颈（2.3.6）、上丝杠头（2.3.4）和下丝杠头（2.3.7），上丝杠头（2.3.4）和下丝杠头（2.3.7）上设有旋向相反的梯形螺纹；上丝杠头（2.3.4）与上螺母（2.2）转动连接，上摩擦盘轴颈（2.3.3）处设置有上摩擦盘（2.5），上蝶形弹簧轴颈（2.3.2）处设置有上蝶形弹簧（2.6），下蝶形弹簧轴颈（2.3.5）处设置有下蝶形弹簧（2.7），下摩擦盘轴颈（2.3.6）处设置有下摩擦盘（2.8），下丝杠头（2.3.7）转动连接有下螺母（2.4），下螺母（2.4）下端设有螺母销轴孔（2.4.1）；电动执行机构（1）设有扭矩控制系统，电动执行机构（1）驱动连接上螺母（2.2）；
三通阀（3）包括阀体（3.1）、进料管组合（3.2）、出料管组合A（3.3）、出料管组合B（3.4）、阀芯组合（3.5）、阀盖（3.6）；阀体（3.1）内部设有空腔，进料管组合（3.2）固定设置在阀体（3.1）下端，出料管组合A（3.3）、出料管组合B（3.4）固定设置在阀体（3.1）相邻侧面；进料管组合（3.2）、出料管组合A（3.3）、出料管组合B（3.4）中间均设有通孔，通孔与阀体（3.1）的空腔连通；阀盖（3.6）上设有通孔，阀盖（3.6）固定设置在阀体（3.1）的上端面；阀芯组合（3.5）包括阀芯（3.5.1）、阀杆（3.5.2），阀杆（3.5.2）固定设置在阀芯（3.5.1）上端，阀杆（3.5.2）上部设有阀杆销轴孔（3.5.2.1）；阀杆（3.5.2）穿过阀盖（3.6）上的通孔，阀芯（3.5.1）活动设置在阀体（3.1）的空腔中；三通阀（3）固定设置在驱动机构壳体（2.1）下端，阀杆（3.5.2）、下螺母（2.4）通过销轴（4）固定连接；
阀芯（3.5.1）为倒置圆锥状，底部设有阀芯进料口（3.5.1.1），侧面设有阀芯出料口（3.5.1.2），阀芯进料口（3.5.1.1）与阀芯出料口（3.5.1.2）连通；出料管组合A（3.3）包括出料管A，出料管组合B（3.4）包括出料管B，出料管A、出料管B一端延伸设置在阀体（3.1）的空腔中，端面设有与阀芯（3.5.1）外形配合的阀座；当阀芯（3.5.1）在阀体（3.1）的空腔中旋转时，通过阀芯（3.5.1）与阀座配合，实现进料管组合（3.2）与出料管组合A（3.3）连通或进料管组合（3.2）与出料管组合B（3.4）连通；
进料管组合（3.2）包括进料管（3.2.1），进料管（3.2.1）上端延伸设置在阀体（3.1）的空腔中，进料管（3.2.1）顶部设有四个绕轴线均布设置的阀芯定位头（3.2.1.1）；阀芯底部还设有四个绕轴线均布设置的阀芯定位槽（3.5.1.3）；当阀芯（3.5.1）在阀体（3.1）的空腔中旋转时，阀芯定位槽（3.5.1.3）与阀芯定位头（3.2.1.1）配合，实现阀芯（3.5.1）的旋转定位。
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