CN114087251B - 压力感应气动随动控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力感应气动随动控制阀，属于控制阀技术领域，包括阀体、第一板体、第二板体、第一隔膜、第二隔膜、活塞杆和拉杆；所述第一隔膜和第二隔膜分别与第一板体和第二板体连接，并将阀体空腔分隔成第一腔室、第二腔室和第三腔室；所述拉杆与第二板体固定连接，所述阀体设置有第一流道、第二流道、第三流道和第四流道，所述第一流道的一端与气源连通，所述第二流道将负载气缸和第一腔室连通，所述第三流道将负载气缸和第三腔室连通，所述第四流道将第二腔室和阀体外部连通；所述活塞杆可滑动使第一流道与第一腔室连通或堵塞、第一腔室和第二腔室连通或堵塞。本发明的压力感应气动随动控制阀，能够保证负载的平稳提升。

Description

压力感应气动随动控制阀

技术领域

本发明涉及一种控制阀，尤其涉及一种压力感应气动随动控制阀，属于控制阀技术领域。

背景技术

公开号为CN212292623U，名称为气控自感应气动平衡吊公开了一种用于提升物件的装置，该专利中通过双气控阀、两个两位三通阀、两个常开型手动截止阀和两个常开型手动两位三通阀，有效地解决了不同重量物件吊装搬移的吊装精度，扩大了气动平衡器的吊装范围。该专利中存在的技术问题有：（一）整个装置使用了较多的控制阀，稍显冗杂。（二）该装置只能控制设备的升降，没有感应控制功能和反馈功能，空载或者负载重量轻的情况下提升速度较快，且启动时会出现迅速窜动现象；负载大的时候上升速度变慢充气时间也会较长，下降时会出现窜动，速度不好控制。（三）该装置通过双气路切换来实现升降和随动模式切换，需要增加切换信号线，导致就复杂应用范围不广只能进行专机专用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种压力感应气动随动控制阀。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种压力感应气动随动控制阀包括阀体、第一板体、第二板体、第一隔膜、第二隔膜、活塞杆和拉杆；所述阀体内设置有空腔，所述第一板体和第二板体设置于阀体空腔内，且第一板体设置于第二板体的上方；所述第一隔膜分别与第一板体和阀体连接，所述第二隔膜分别与第二板体和阀体连接，所述第一隔膜和第二隔膜将阀体空腔分隔成第一腔室、第二腔室和第三腔室；所述拉杆一端与第二板体固定连接，所述拉杆另一端穿过第三腔室至阀体外部，所述拉杆与阀体滑动连接；所述阀体设置有第一气路、第二气路、第三气路和第四气路，所述第一气路的一端与气源连通，所述第二气路将负载气缸和第一腔室连通，所述第三气路将负载气缸和第三腔室连通，所述第四气路将第二腔室和阀体外部连通；所述第一板体设置有用于连通第一腔室和第二腔室的通孔，所述活塞杆的一端伸至通孔内，所述活塞杆与阀体滑动连接；所述活塞杆可滑动使第一气路与第一腔室连通或堵塞，所述活塞杆还可滑动使第一腔室和第二腔室连通或堵塞。

优选地，所述第一隔膜和第二隔膜呈圆形，所述第一板体连接于第一隔膜的中心位置，所述第一隔膜的边缘延伸至与阀体连接，所述第二板体连接于第二隔膜的中心位置，所述第二隔膜的边缘延伸至与阀体连接。

优选地，所述第一板体包括第一夹板和第二夹板，所述第二板体包括第三夹板和第四夹板；所述第一夹板和第二夹板分置第一隔膜的上方和下方，并将第一隔膜夹紧固定，所述第三夹板和第四夹板分置第二隔膜的上方和下方，并将第二隔膜夹紧固定。

优选地，所述阀体包括上法兰、上壳体、下壳体和下法兰；所述上壳体套设于下壳体内，所述上法兰连接于下壳体的顶部，所述下法兰连接于下壳体的底部。

优选地，所述上法兰设置有第一接口和第二接口，所述下壳体设置有第三接口；所述第一接口与第一气路连通，所述上法兰设置有相互连通的第一中转气路和第二中转气路，所述第一中转气路与第二气路连通，所述第二中转气路与第三气路连通，所述第二接口与第一中转气路或第二中转气路连通；所述第三接口与第四气路连通。

优选地，所述下壳体还连接有堵头，所述堵头与阀体螺接，所述堵头的一端可伸至第三气路中使第三气路堵塞。

优选地，所述活塞杆的一端呈球头状，另一端与阀体之间连接有第一弹簧。

优选地，还包括导杆、手柄、螺母、第二弹簧和第三弹簧；所述导杆的顶端与阀体连接，所述螺母连接于导杆的底端，所述手柄包覆于导杆的外部并与导杆滑动连接，所述第二弹簧的两端分别与下法兰和手柄顶端连接，所述第三弹簧的两端分别与手柄和螺母连接；所述导杆为空腔型结构并设置有长条孔，所述拉杆的末端伸至导杆的空腔中，所述手柄连接有销轴，所述销轴分别穿过所述长条孔和拉杆。

优选地，所述手柄与导杆之间设置有衬套。

优选地，所述导杆的末端设置有螺纹孔。

本发明的压力感应气动随动控制阀，至少具有以下技术效果：

（1）通过第一隔膜配合第一板体、第二隔膜配合第二板体带动活塞杆上下浮动进行压力补偿，兼具压力反馈功能可以保证在负载气缸平稳伸缩时，保证设备运行的稳定性；

（2）利用堵头将第三气路堵塞即可切换为随动模式，在此模式下，利用很小的外力也可干预负载气缸的升降，功能性强。

（3）整个设备无需使用复杂的逻辑控制系统，只需将负载气缸的进气口与第二接口连通即可，操作简单。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为图1中Ⅰ-Ⅰ剖视图；

图3为图1中Ⅱ-Ⅱ剖视图；

图4为本发明与负载、负载气缸、气源连接的示意图。

在图中，1、阀体；2、第一板体；3、第二板体；4、第一隔膜；5、第二隔膜；6、活塞杆；7、拉杆；8、第一腔室；9、第二腔室；10、第三腔室；11、第一气路；12、第二气路；13、第三气路；14、第四气路；15、通孔；16、第一夹板；17、第二夹板；18、第三夹板；19、第四夹板；20、上法兰；21、上壳体；22、下壳体；23、下法兰；24、第一接口；25、第二接口；26、第三接口；27、第一中转气路；28、第二中转气路；29、堵头；30、第一弹簧；31、导杆；32、手柄；33、螺母；34、第二弹簧；35、第三弹簧；36、长条孔；37、销轴；38、衬套；39、螺纹孔；40、气源；41、负载气缸；42、负载。

具体实施方式

以下结合图1至图4对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种压力感应气动随动控制阀，包括阀体1、第一板体2、第二板体3、第一隔膜4、第二隔膜5、活塞杆6和拉杆7。所述阀体1设置有空腔，所述第一板体2和第二板体3设置于所述阀体1的空腔内。所述第一隔膜4和第二隔膜5为橡胶质材料，且呈近似圆形。所述第一板体2设置于第二板体3的上方。所述第一隔膜4分别与阀体1和第一板体2连接，所述第二隔膜5分别与阀体1和第二板体3连接。所述第一板体2和第二板体3在所述第一隔膜4和第二隔膜5的作用下可上下浮动。所述第一隔膜4和第二隔膜5将阀体1的空腔分隔形成依次相邻的第一腔室8、第二腔室9和第三腔室10。所述拉杆7的一端与第二板体3固定连接，所述拉杆7的另一端穿过所述第三腔室10至阀体1外部，同时，所述拉杆7与阀体1形成滑动连接。所述阀体1设置有第一气路11、第二气路12、第三气路13和第四气路14。所述第一气路11的一端与气源40连通；所述第二气路12的一端与负载气缸41连通，另一端与第一腔室8连通；所述第三气路13的一端与负载气缸41连通，另一端与第三腔室10连通。所述第四气路14的一端与第二腔室9连通，另一端与阀体1外连通。所述第一板体2设置有用于连通第一腔室8和第二腔室9连通的通孔15。所述活塞杆6竖直设置，其一端呈球头状，并伸至通孔15内；所述活塞杆6的另一端与阀体1之间连接有第一弹簧30。所述活塞杆6与阀体1滑动连接。所述活塞杆6向上滑动可以使所述第一气路11和第一腔室8可以连通；所述活塞杆6向下滑动可以使所述第一气路11和第一腔室8堵塞。同样地，当所述活塞杆6滑动至使其球头端与通孔15脱离时，所述第一腔室8和第二腔室9连通；当所述活塞杆6滑动至通孔15内时，所述第一腔室8和第二腔室9相互分隔开。

具体地，所述第一板体2包括第一夹板16和第二夹板17，所述第一夹板16和第二夹板17相互贴合，并通过螺栓固定。所述第一隔膜4设置于第一夹板16和第二夹板17之间，并被第一夹板16和第二夹板17夹紧，所述第一隔膜4的边缘延伸至与阀体1固定。所述第二板体3包括第三夹板18和第四夹板19，所述第三夹板18和第四夹板19相互贴合，并通过螺栓固定。所述第二隔膜5设置于第三夹板18和第四夹板19之间，并被第三夹板18和第四夹板19夹紧，所述第二隔膜5的边缘延伸至与阀体1固定。

所述阀体1包括上法兰20、上壳体21、下壳体22和下法兰23。所述上壳体21和下壳体22均为空腔型结构，所述上壳体21倒扣在下壳体22的空腔中，所述上壳体21和下壳体22共同组成所述阀体1的空腔。所述上法兰20连接于下壳体22的顶部，所述下法兰23连接于下壳体22的底部。

为了方便与负载气缸41或气源40等连接，所述上法兰20上设置有第一接口24和第二接口25，所述上壳体21上设置有第三接口26。所述第一接口24与第一气路11相通，用于连接气源40。所述第三接口26与第四气路14连通，第二腔室9中气体可由第三接口26排至阀体1外。所述上法兰20设置有相互连通的第一中转气路27和第二中转气路28，所述第一中转气路27与第二气路12连通，所述第二中转气路28与第三气路13连通，本实施例中所述第二接口25与第一中转气路27连通。所述第二气路12和第三气路13在第一中转气路27和第二中转气路28的作用下均与负载气缸41连通。所述下壳体22还连接有堵头29，所述堵头29与阀体1螺接，所述堵头29的一端可伸至第三气路13中使第三气路13堵塞。

为了便于驱动拉杆7，整个控制阀还包括导杆31、手柄32、螺母33、第二弹簧34和第三弹簧35。所述导杆31的顶端固定连接至下法兰23中，所述导杆31为空腔型结构并在其上端设置有长条孔36。所述拉杆7的末端伸至导杆31的空腔中。所述手柄32包覆于导杆31的外部，并与导杆31形成滑动连接。同时为了减少手柄32与导杆31之间的滑动摩擦力，在所述手柄32与导杆31之间还连接有衬套38。所述手柄32的顶端连接有销轴37，所述销轴37穿过所述长条孔36后与拉杆7连接。滑动手柄32能够驱动拉杆7上下移动。所述螺母33螺接于导杆31的底部。所述第二弹簧34和第三弹簧35均与导杆31套设，其中所述第二弹簧34的两端分别与下法兰23和手柄32的顶端连接，所述第三弹簧35的两端分别与手柄32和螺母33连接。所述导杆31的末端设置有螺纹孔39，方便与吊具连接。

本发明所述的压力感应气动随动控制阀的动作原理为：

（1）常态下，第一腔室8通过第二气路12与负载气缸41相通，第三腔室10通过第三气路13也与负载气缸41相通。第一腔室8和第三腔室10内气压相同，第一隔膜4与第二隔膜5产生的推力相等互相抵消，第一隔膜4和第二隔膜5均不会发生偏移。这时第一腔室8与第一气路11处于封堵塞状态，第一腔室8与第二腔室9也处于堵塞状态。

（2）当外力向上滑动手柄32时，通过拉杆7带动第一隔膜4、第二隔膜5、第一板体2和第二板体3向上移动。第一板体2向上推动活塞杆6上移从而使第一腔室8与第一气路11连通，压缩空气通过第一气路11进入第一腔室8，又通过第二气路12进入负载气缸41使负载气缸41上升实现提升功能。

（3）由于压缩空气进入第一腔室8时使第一腔室8内部的气压瞬间增大，第一隔膜4向下的压力就会增大，第一隔膜4、第二隔膜5、第一板体2和第二板体3下移，在第一弹簧30的作用下活塞杆6向下移动进气口截面减少，进气量降低。通过这种自动补偿形式调节进气口截面积达到运行平稳状态。松开滑动手柄32时，活塞杆6在第一弹簧30的作用将第一腔室8和第一气路11堵死，负载气缸41静止。

（4）当向下滑动手柄32时，第一隔膜4下移，第一腔室8与第二腔室9连通，负载气缸41内的气体依次经过第二气路12、第一腔室8、第二腔室9和第四气路14排出，实现负载气缸41下移。排气时，第一腔室8内气压迅速下降，第一腔室8的气压小于第三腔室10的气压，第一隔膜4、第二隔膜5、第一板体2和第二板体3上移将排气口截面积减少，从而形成自动补偿形式调节排气量达到下降平稳状态。

（5）在提升负载气缸41并静止时第一腔室8和第三腔室10内气压相等，此时旋动旋钮使第三腔室10与第三气路13断开连通，第三腔室10形成封闭腔体，且压力恒定。在此状态下，外力向下拉负载42会使负载气缸41内压力降低从而使第一腔室8内压力降低，第一腔室8和第三腔室10之间的平衡被打破，第一板体2带动活塞杆6上移，使第一气路11与第一腔室8连通，气源40将压缩空气排至负载气缸41中，使负载42下移。当向上拉负载42时，负载气缸41内的气压增大，同时第一腔室8内部气压增大，所述第一隔膜4、第二隔膜5、第一板体2和第二板体3下移，使第一腔室8和第二腔室9连通，排出负载气缸41中的气体，使负载42上移。由此可以使负载42随着很小的外力干预实现随动状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压力感应气动随动控制阀，包括阀体（1），所述阀体（1）内设置有空腔，其特征在于：还包括第一板体（2）、第二板体（3）、第一隔膜（4）、第二隔膜（5）、活塞杆（6）和拉杆（7）；所述第一板体（2）和第二板体（3）设置于阀体（1）空腔内，且第一板体（2）设置于第二板体（3）的上方；所述第一板体（2）连接于第一隔膜（4）的中心位置，所述第一隔膜（4）的边缘延伸至与阀体（1）连接，所述第二板体（3）连接于第二隔膜（5）的中心位置，所述第二隔膜（5）的边缘延伸至与阀体（1）连接，所述第一隔膜（4）和第二隔膜（5）将阀体（1）空腔分隔成第一腔室（8）、第二腔室（9）和第三腔室（10）；所述拉杆（7）一端与第二板体（3）固定连接，所述拉杆（7）另一端穿过第三腔室（10）至阀体（1）外部，所述拉杆（7）与阀体（1）滑动连接；所述阀体（1）设置有第一气路（11）、第二气路（12）、第三气路（13）和第四气路（14），所述第一气路（11）的一端与气源（40）连通，所述第二气路（12）将负载气缸（41）和第一腔室（8）连通，所述第三气路（13）将负载气缸（41）和第三腔室（10）连通，所述第四气路（14）将第二腔室（9）和阀体（1）外部连通；所述第一板体（2）设置有用于连通第一腔室（8）和第二腔室（9）的通孔（15），所述活塞杆（6）的一端伸至通孔（15）内，所述活塞杆（6）与阀体（1）滑动连接；所述活塞杆（6）可滑动使第一气路（11）与第一腔室（8）连通或堵塞，所述活塞杆（6）还可滑动使第一腔室（8）和第二腔室（9）连通或堵塞。

2.根据权利要求1所述的压力感应气动随动控制阀，其特征在于：所述第一隔膜（4）和第二隔膜（5）呈圆形。

3.根据权利要求1或2所述的压力感应气动随动控制阀，其特征在于：所述第一板体（2）包括第一夹板（16）和第二夹板（17），所述第二板体（3）包括第三夹板（18）和第四夹板（19）；所述第一夹板（16）和第二夹板（17）分置第一隔膜（4）的上方和下方，并将第一隔膜（4）夹紧固定，所述第三夹板（18）和第四夹板（19）分置第二隔膜（5）的上方和下方，并将第二隔膜（5）夹紧固定。

4.根据权利要求1所述的压力感应气动随动控制阀，其特征在于：所述阀体（1）包括上法兰（20）、上壳体（21）、下壳体（22）和下法兰（23）；所述上壳体（21）套设于下壳体（22）内，所述上法兰（20）连接于下壳体（22）的顶部，所述下法兰（23）连接于下壳体（22）的底部。

5.根据权利要求4所述的压力感应气动随动控制阀，其特征在于：所述上法兰（20）设置有第一接口（24）和第二接口（25），所述下壳体（22）设置有第三接口（26）；所述第一接口（24）与第一气路（11）连通，所述上法兰（20）设置有相互连通的第一中转气路（27）和第二中转气路（28），所述第一中转气路（27）与第二气路（12）连通，所述第二中转气路（28）与第三气路（13）连通，所述第二接口（25）与第一中转气路（27）或第二中转气路（28）连通；所述第三接口（26）与第四气路（14）连通。

6.根据权利要求4所述的压力感应气动随动控制阀，其特征在于：所述下壳体（22）还连接有堵头（29），所述堵头（29）与阀体（1）螺接，所述堵头（29）的一端可伸至第三气路（13）中使第三气路（13）堵塞。

7.根据权利要求1所述的压力感应气动随动控制阀，其特征在于：所述活塞杆（6）的一端呈球头状，另一端与阀体（1）之间连接有第一弹簧（30）。

8.根据权利要求1所述的压力感应气动随动控制阀，其特征在于：还包括导杆（31）、手柄（32）、螺母（33）、第二弹簧（34）和第三弹簧（35）；所述导杆（31）的顶端与阀体（1）连接，所述螺母（33）连接于导杆（31）的底端，所述手柄（32）包覆于导杆（31）的外部并与导杆（31）滑动连接，所述第二弹簧（34）的两端分别与下法兰（23）和手柄（32）顶端连接，所述第三弹簧（35）的两端分别与手柄（32）和螺母（33）连接；所述导杆（31）为空腔型结构并设置有长条孔（36），所述拉杆（7）的末端伸至导杆（31）的空腔中，所述手柄（32）连接有销轴（37），所述销轴（37）分别穿过所述长条孔（36）和拉杆（7）。

9.根据权利要求8所述的压力感应气动随动控制阀，其特征在于：所述手柄（32）与导杆（31）之间设置有衬套（38）。

10.根据权利要求8所述的压力感应气动随动控制阀，其特征在于：所述导杆（31）的末端设置有螺纹孔（39）。

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