CN117212280A - 一种快速同步换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速同步换向阀，包括阀体，阀体包括阀座，阀体上设有两组蝶板，阀体内设有同步调节两组蝶板朝向的换向结构，阀体包括一体成型的一组进口端和两组出口端，两组蝶板分别与阀体上中的两组出口端相对应，蝶板包括主蝶板和从蝶板，换向结构包括设置在主蝶板上方的执行器，执行器的一侧设有驱使从蝶板与主蝶板同步转动的传动组件，蝶板与阀座之间设有密封组件，本发明通过在阀座、阀杆、蝶板等部件之间设置了多种密封件，如高弹性空心密封圈、填料、密封片、密封减摩套等，通过多组密封件之间的配合，提高了阀门的密封性能，防止介质的泄露和外界的污染。

Description

一种快速同步换向阀

技术领域

本发明涉及阀门装置技术领域，具体为一种快速同步换向阀。

背景技术

液压系统中，换向阀是一种用来控制介质流通方向、接通或断开介质的重要元件，它可以改变执行机构的运动方向、启动或停止，换向阀的种类很多，按照阀芯的运动方式可以分为滑阀式和球阀式等，按照控制方式可以分为手动、机械、电磁、液控、气控等，按照工作位置数和通路数可以分为二位二通、二位三通、三位四通等。

现有的专利号为CN113175458A的中国专利公开了一种多级阻尼低噪声换向阀，其包括：阀体，嵌设在阀体内的阀套和嵌设在阀套内的阀芯，以及设置在阀体上的控制阻尼螺钉和主阻尼螺钉。本发明中的换向阀可根据不同需求，通过更换不同大小的第一节流孔的控制阻尼螺钉，调节控制腔的流量，其发明中的主阻尼螺钉，通过设置了呈蜂窝状的多个第二节流孔，可通过增加压力油流过阀口节流面积的接触面，增加流体摩擦耗能，从而降低流动噪声。

但是，其阀体与阀套之间以及阀套与阀芯之间的密封效果较差，难以在对密封性要求较高的管道中适用，如VOC气体管道的密封要求较高，需要防止废气的泄露和外界的污染，因此，在对密封要求高的管道中，需要进一步提升密封性以满足不同的使用需求，因此，存在一定的改进空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速同步换向阀，具备提高了阀门的密封性能，防止介质的泄露和外界的污染的优点，解决了难以在不同密封性要求的管道中使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速同步换向阀，包括阀体，阀体包括阀座，所述阀体上设有两组蝶板，阀体内设有同步调节两组蝶板朝向的换向结构；

所述阀体包括一体成型的一组进口端和两组出口端，两组蝶板分别与阀体上中的两组出口端相对应；

所述蝶板包括主蝶板和从蝶板，换向结构包括设置在主蝶板上方的执行器，执行器的一侧设有驱使从蝶板与主蝶板同步转动的传动组件，蝶板与阀座之间设有密封组件。

优选的，两组所述出口端呈垂直方向分布，主蝶板和从蝶板在处于开启或闭合状态时均处于平行状态。

优选的，所述执行器底部固定连接有支架，支架通过阀座固定连接在阀体上，执行器由双活塞齿条结构组成，双活塞齿条结构包括设置在执行器内两组相互啮合的齿条，一组齿条与执行器固定连接，另一组齿条通过连杆连接从蝶板上的摇臂。

优选的，所述密封组件包括设置在摇臂下方的上阀杆，上阀杆与对应位置阀座之间的间隙中填充有填料，阀座对应填料位置螺接有压板，上阀杆通过轴套转动连接在阀座上，上阀杆的下方固定连接有蝶板。

优选的，所述蝶板的上下两端分别通过压紧螺栓固定连接在上阀杆和下阀杆上，蝶板与上阀杆和下阀杆之间均设有密闭组件，密闭组件包括固定连接在上阀杆和下阀杆内腔里的弹性密封块，弹性密封块处于上阀杆和下阀杆与蝶板之间的间隙中。

优选的，所述蝶板与上阀杆和下阀杆之间的衔接处设有密封片，密封片过盈挤压在蝶板和对应的阀杆之间，且密封片通过压紧螺栓固定连接在对应的阀杆上。

优选的，所述阀座与阀杆之间和阀体与阀杆之间均设有密封减摩套，密封减摩套固定在阀座上，远离下方执行器一端的两组阀座底部螺接有底盖。

优选的，所述阀座朝向蝶板的一侧上开设有不完全三角槽，不完全三角槽中卡接有高弹性空心密封圈，高弹性空心密封圈与蝶板抵接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明采用了双活塞齿条结构驱动两组蝶板同步转动，可以实现介质流通方向的切换，适用于VOC气体等强腐蚀性介质的处理，提高了生产效率和安全性，通过具有结构简单、开关迅速、冲击小、驱动力大等特点，提高了阀门的灵活性和可靠性。

2、本发明通过在阀座、阀杆、蝶板等部件之间设置了多种密封件，如高弹性空心密封圈、填料、密封片、密封减摩套等，通过多组密封件之间的配合，提高了阀门的密封性能，防止介质的泄露和外界的污染。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大图；

图3为本发明下阀杆所在部件示意图；

图4为本发明高弹性空心密封圈所在部件示意图；

图5为本发明密封减摩套与下阀杆所在部件示意图；

图6为本发明介质水平轨迹流通示意图；

图7为本发明介质垂直轨迹流通示意图。

图中：1、阀体；101、进口端；102、出口端；2、主蝶板；3、从蝶板；4、下阀杆；5、阀座；6、执行器；7、连杆；8、上阀杆；9、摇臂；10、填料；11、压板；12、轴套；13、支架；14、密封片；15、弹性密封块；16、密封减摩套；17、高弹性空心密封圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：一种快速同步换向阀，包括阀体1，阀体1包括阀座5，阀体1上设有两组蝶板，阀体1内设有同步调节两组蝶板朝向的换向结构；

阀体1包括一体成型的一组进口端101和两组出口端102，两组蝶板分别与阀体1上中的两组出口端102相对应；

蝶板包括主蝶板2和从蝶板3，换向结构包括设置在主蝶板2上方的执行器6，执行器6的一侧设有驱使从蝶板3与主蝶板2同步转动的传动组件，蝶板与阀座5之间设有密封组件。

执行器6底部固定连接有支架13，支架13通过阀座5固定连接在阀体1上，执行器6由双活塞齿条结构组成，双活塞齿条结构包括设置在执行器6内两组相互啮合的齿条，一组齿条与执行器6固定连接，另一组齿条通过连杆7连接从蝶板3上的摇臂9。

如图1、图6和图7所示，以VOC气体处理为例，在石油化工行业产生的VOC气体处理过程中，需要使用该同步换向阀完成气体介质流通的切换，并需要防止VOC气体的泄露和外界的污染，使切换气体介质流通方向时，通过执行器6驱动主蝶板2定轴转动，同时执行器6与连杆7连接，通过连杆7驱动从蝶板3定轴转动，从而实现两组蝶板的同步转动过程(如图7所示)，VOC气体通过进口端101流向与其同向的出口端102，此时同向的出口端102位置设置的从蝶板3呈水平状态，且与进口端101垂直向的出口端102位置设置的主蝶板2均呈水平状态，主蝶板2呈水平状态时封堵进口端101垂直向的出口端102，进而对VOC气体进行拦截，防止VOC气体从进口端101垂直向的出口端102流出，而与进口端101同向的出口端102处于畅通状态，因此VOC气体的流通方向为水平横向流通。

与此同时，在改变VOC气体流通方向时(如图6所示)，通过执行器6驱动主蝶板2和从蝶板3同步定轴转动，此时，主蝶板2和从蝶板3处于垂直状态，此时，从蝶板3对与进口端101同向的出口端102，且与进口端101垂直向的出口端102处于畅通状态，因此，VOC气体的流通方向从进口端101流入，且从与进口端101呈垂直方向的出口端102流出，此时，VOC气体的流通轨迹为直角轨迹，通过同步驱使主蝶板2和从蝶板3转动，使两者同步呈水平或垂直状态，达到对其中该阀体1中的一组出口端102进行封堵，并使另一组出口端102处于畅通状态，从而实现介质流通方向的切换。

值得说明的是，该换向阀中的主蝶板2和从蝶板3的开关行程较短，两者的转动行程均为90°，且该换向阀的驱动方式结构采用双活塞齿条结构，该结构包括两个相对设置的活塞缸和两个相互啮合的齿条，其中一个齿条与执行器6固定连接，另一个齿条与连杆7固定连接，通过控制两个活塞缸的气压差，实现双活塞齿条结构的往复运动，从而带动两个蝶板同步转动，该执行器6驱动力大，且蝶板的开关行程较短，在切换介质流通方向时，两组蝶板同步运作，分别实现关闭和开启，从而具有开关迅速的优点。

同时，该换向阀上设有密封组件，通过设置密封组件，确保阀座5和蝶板之间的密封性，以及提高蝶板与阀体1与周边衔接零部件之间的密封性，从而提高该三通阀的整体密封性能，防止介质泄露。

其中，两组出口端102呈垂直方向分布，主蝶板2和从蝶板3在处于开启或闭合状态时均处于平行状态，主蝶板2和从蝶板3同步定轴转动，因此，主蝶板2和从蝶板3始终在垂直截面上处于平行状态，进而实现对两组出口端102分别实现开启和关闭过程，需要说明的是，由于两组蝶板同步转动且朝向一致，因此，阀体1中一体成型的两组出口端102呈直角排布，从而确保能够顺利完成切换介质流通方向的目的。

其中一个较为优选的实施例，密封组件包括设置在摇臂9下方的上阀杆8，上阀杆8与对应位置阀座5之间的间隙中填充有填料10，阀座5对应填料10位置螺接有压板11，上阀杆8通过轴套12转动连接在阀座5上，上阀杆8的下方固定连接有蝶板。

如图1和图2所示，在上阀杆8与阀座5之间的空隙中设有填料10，其填料10可以根据介质、温度和压力的不同，选择不同的材质，如橡胶、石棉、聚四氟乙烯、石墨等，填料10是一种动密封的密封材料，用来填充阀杆和阀座5之间的空间，以防止介质从上阀杆8处泄露，同时，填料10可以提高该三通阀的密封性能，减少摩擦损失，延长密封寿命，提高该阀门的可靠性和安全性。

进一步的，蝶板的上下两端分别通过压紧螺栓固定连接在上阀杆8和下阀杆4上，蝶板与上阀杆8和下阀杆4之间均设有密闭组件，密闭组件包括固定连接在上阀杆8和下阀杆4内腔里的弹性密封块15，弹性密封块15处于上阀杆8和下阀杆4与蝶板之间的间隙中。

蝶板与上阀杆8和下阀杆4之间的衔接处设有密封片14，密封片14过盈挤压在蝶板和对应的阀杆之间，且密封片14通过压紧螺栓固定连接在对应的阀杆上。

如图3所示，密封片14和弹性密封块15均为静密封方法，它们是在两个连接件的密封面之间垫上不同型式的密封片14，如非金属、非金属与金属的复合垫片或金属垫片，然后将螺纹或螺栓拧紧，拧紧力使垫片产生弹性和塑性变形，填塞密封面的不平处，达到密封目的，本文中的阀杆包括上阀杆8和下阀杆4，上阀杆8和下阀杆4与蝶板的上下两端均设有密封片14，通过在阀杆和蝶板纵向之间设置密封片14，同时利用压紧螺栓将密封片14和蝶板固定连接在阀杆上，从而确保介质不会从而蝶板与阀板之间的缝隙泄露。

与此同时，阀杆和蝶板两者的横向之间设有弹性密封块15，该弹性密封块15能够确保蝶板在垂直方向上的位置，同时使蝶板与阀杆之间连接得更加紧密，从而提高两者在该处的密封性能。

进一步的，阀座5与阀杆之间和阀体1与阀杆之间均设有密封减摩套16，密封减摩套16固定在阀座5上，远离下方执行器6一端的两组阀座5底部螺接有底盖。

如图1、图3和图5所示，阀体1和阀杆之间设有密封减摩套16，其作用是降低阀体1和阀杆之间的泄露，提高两者衔接处的密封性，密封减摩套16同时可以减少阀杆与阀座5之间摩擦损失并且起到保护阀杆表面的作用，密封减摩套16通常由耐磨、耐腐蚀、低摩擦系数的材料制成，如聚四氟乙烯、碳纤维、陶瓷等，密封减摩套16与阀座5边缘贴合，且与阀座5圆弧位置过度贴合，其优点为：

可以提高密封性能，防止介质从阀杆和阀座5之间泄露，同时防止外界的尘埃、水分和其他杂质侵入。

可以减少启闭力矩，降低操作难度，提高阀门的灵活性和可靠性。

可以延长密封寿命，减少维修费用和停机时间，提高生产效率。

可以适应不同的温度、压力、介质和工作条件，增强阀门的适用范围。

进一步的，阀座5朝向蝶板的一侧上开设有不完全三角槽，不完全三角槽中卡接有高弹性空心密封圈17，高弹性空心密封圈17与蝶板抵接。

如图1和图4所示，高弹性空心密封圈17是一种金属空心O形圈，它的作用是在高温、高压、高真空、低温等条件下，利用密封圈的弹性变形进行密封，在阀座5和蝶板之间设置高弹性空心密封圈17可以防止介质的泄露，同时防止外界杂质侵入，在VOC气体管道使用时，该高弹性空心密封圈17可以为充气型，充气型金属空心O形圈是一种利用惰性气体压力增加环的回弹力和自紧性能的密封方式，适用于高温、高压、高真空、低温等条件，且充气型金属空心O形圈与阀座5之间的间隙可以根据工作条件进行调节，以保证密封效果，因此，高弹性空心密封圈17可以适应不同的工作条件，提高密封性能和可靠性。

工作原理：当需要切换介质流通方向时，执行器6内的两个活塞缸的气压差，使双活塞齿条结构产生往复运动，当执行器6内的一组齿条向上移动时，带动主蝶板2定轴转动90°，从水平状态变为垂直状态，同时，该齿条通过连杆7驱动从蝶板上3的摇臂9转动，使从蝶板3也定轴转动90°，与主蝶板2保持同步，当主蝶板2和从蝶板3处于垂直状态时，与进口端101同向的出口端102被从蝶板3封堵，而与进口端101垂直方向的出口端102被主蝶板2打开，此时，介质从进口端101流入，然后从垂直向的出口端102流出，形成直角轨迹，当执行器6内的另一组齿条向下移动时，带动主蝶板2定轴转动90°，从垂直状态变为水平状态。同时，该齿条通过连杆7驱动从蝶板3上的摇臂9转动，使从蝶板3也定轴转动90°，与主蝶板2保持同步，当主蝶板2和从蝶板3处于水平状态时，与进口端101同向的出口端102被从蝶板3打开，而与进口端101垂直向的出口端102被主蝶板2封堵。此时，介质从进口端101流入，然后从同向的出口端102流出，形成水平横向轨迹，通过以上步骤，快速同步换向阀可以实现介质流通方向的切换。

并且，在该换向阀中设有多组密封件，其中：

阀座5和蝶板之间的密封：该阀门采用了高弹性空心密封圈17，利用密封圈的弹性变形进行密封，防止介质的泄露，同时防止外界杂质侵入，在VOC气体管道使用时，该高弹性空心密封圈17可以为充气型，利用惰性气体压力增加环的回弹力和自紧性能，适应不同的工作条件，提高密封性能和可靠性。

阀杆和阀座5之间的密封：该阀门在阀杆和阀座5之间的空隙中设有填料10，填料10是一种动密封的密封材料，用来填充阀杆和阀座5之间的空间，以防止介质从上阀杆8处泄露，同时提高该三通阀的密封性能，减少摩擦损失，延长密封寿命，提高该阀门的可靠性和安全性。

阀杆和蝶板之间的密封：该阀门在阀杆和蝶板之间设有密闭组件，包括设置在上阀杆8和下阀杆4内腔里的弹性密封块15，通过静密封方法，利用不同型式的密封片14填塞密封面的不平处，达到密封目的。

阀座5和阀体1之间的密封：该阀门在阀座5和阀体1之间设有密封减摩套16，其作用是降低阀体1和阀座5之间的泄露，提高两者衔接处的密封性，同时，密封减摩套16可以减少阀杆与阀座5之间摩擦损失并且起到保护阀杆表面的作用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种快速同步换向阀，包括阀体(1)，阀体(1)包括阀座(5)，其特征在于：所述阀体(1)上设有两组蝶板，阀体(1)内设有同步调节两组蝶板朝向的换向结构；

所述阀体(1)包括一体成型的一组进口端(101)和两组出口端(102)，两组蝶板分别与阀体(1)上中的两组出口端(102)相对应；

所述蝶板包括主蝶板(2)和从蝶板(3)，换向结构包括设置在主蝶板(2)上方的执行器(6)，执行器(6)的一侧设有驱使从蝶板(3)与主蝶板(2)同步转动的传动组件，蝶板与阀座(5)之间设有密封组件。

2.根据权利要求1所述的一种快速同步换向阀，其特征在于：两组所述出口端(102)呈垂直方向分布，主蝶板(2)和从蝶板(3)在处于开启或闭合状态时均处于平行状态。

3.根据权利要求2所述的一种快速同步换向阀，其特征在于：所述执行器(6)底部固定连接有支架(13)，支架(13)通过阀座(5)固定连接在阀体(1)上，执行器(6)由双活塞齿条结构组成，双活塞齿条结构包括设置在执行器(6)内两组相互啮合的齿条，一组齿条与执行器(6)固定连接，另一组齿条通过连杆(7)连接从蝶板(3)上的摇臂(9)。

4.根据权利要求3所述的一种快速同步换向阀，其特征在于：所述密封组件包括设置在摇臂(9)下方的上阀杆(8)，上阀杆(8)与对应位置阀座(5)之间的间隙中填充有填料(10)，阀座(5)对应填料(10)位置螺接有压板(11)，上阀杆(8)通过轴套(12)转动连接在阀座(5)上，上阀杆(8)的下方固定连接有蝶板。

5.根据权利要求4所述的一种快速同步换向阀，其特征在于：所述蝶板的上下两端分别通过压紧螺栓固定连接在上阀杆(8)和下阀杆(4)上，蝶板与上阀杆(8)和下阀杆(4)之间均设有密闭组件，密闭组件包括固定连接在上阀杆(8)和下阀杆(4)内腔里的弹性密封块(15)，弹性密封块(15)处于上阀杆(8)和下阀杆(4)与蝶板之间的间隙中。

6.根据权利要求5所述的一种快速同步换向阀，其特征在于：所述蝶板与上阀杆(8)和下阀杆(4)之间的衔接处设有密封片(14)，密封片(14)过盈挤压在蝶板和对应的阀杆之间，且密封片(14)通过压紧螺栓固定连接在对应的阀杆上。

7.根据权利要求6所述的一种快速同步换向阀，其特征在于：所述阀座(5)与阀杆之间和阀体(1)与阀杆之间均设有密封减摩套(16)，密封减摩套(16)固定在阀座(5)上，远离下方执行器(6)一端的两组阀座(5)底部螺接有底盖。

8.根据权利要求7所述的一种快速同步换向阀，其特征在于：所述阀座(5)朝向蝶板的一侧上开设有不完全三角槽，不完全三角槽中卡接有高弹性空心密封圈(17)，高弹性空心密封圈(17)与蝶板抵接。