CN201687782U

CN201687782U - 先导式双喷嘴切换控制阀

Info

Publication number: CN201687782U
Application number: CN2009202839218U
Authority: CN
Inventors: 李小宁; 滕燕; 路建萍; 孙中圣; 杨震
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2019-12-11

Abstract

本实用新型公开了一种先导式双喷嘴切换控制阀，包括先导部分和切换部分，先导部分包括真空腔端盖、真空腔体、主腔体的左半部分、垫片、橡胶膜片、先导阀芯组件、先导弹簧、螺母和密封件，切换部分包括主腔体的右半部分、切换阀芯组件、右腔体、右端盖和密封件，真空腔体上加工有气孔；本实用新型为一种可用于双喷嘴真空系统的先导式切换控制阀，它能够自动检测双喷嘴真空系统的真空度，并在真空度达到一定的值时自动关闭双喷嘴真空系统中的一个真空喷嘴，满足对双喷嘴真空系统的快响应速度和低耗能的双重要求。

Description

先导式双喷嘴切换控制阀

技术领域

本实用新型属于一种真空系统控制元件，特别是一种先导式双喷嘴切换控制阀。

背景技术

射流式真空发生器是目前广泛应用于工业自动化生产线、机器人等领域的一种真空发生装置。真空发生器的工作过程一般分为两个阶段：真空产生阶段和真空维持阶段。在真空产生阶段，要求真空发生器能快速产生真空，即真空响应时间应尽可能短，以满足工业生产对自动化生产线或机器人的快生产节拍要求，此时要求射流式真空发生器的抽吸流量应尽可能大，从这个角度考虑，应选用大直径喷嘴的真空发生器；但在真空维持阶段，由于真空系统一般只需较小的供气流量维持系统的真空度即可，因此大直径喷嘴真空发生器的在真空维持阶段就会消耗大量的压缩空气，造成能源的严重浪费。如果从节约能源的角度出发选用小直径喷嘴真空发生器，则可能无法满足生产快节拍的要求。因此，为了解决这种单喷嘴射流真空发生器在使用时存在的生产快节拍要求和节约能源要求之间的矛盾，有学者提出了双喷嘴真空系统，即将两个喉部直径不同的真空喷嘴并联，在真空产生阶段，利用两个真空喷嘴同时抽取真空，达到真空快速响应的目的；在真空维持阶段，关闭直径较大的喷嘴，采用直径较小的喷嘴进行工作，从而达到节能的目的。为了实现两个喷嘴工作状态的顺利切换，需要相应的切换控制装置。一种办法是采用外接控制回路，利用真空压力开关、换向阀、继电器等元器件进行控制，如德国专利DE20001033212，这种控制方法的缺点在于使用的外接元件较多，切换响应时间较长。另一种方法是直接采用切换控制阀，如日本专利昭61-55399和中国专利申请200510050203，但其切换控制阀均为直动式，即直接利用真空压力和大气压力的压力差推动切换阀的主阀芯进行动作以完成相应的控制。这种直动式控制方式的缺点在于控制灵敏度不高，而且对切换控制阀的加工和装配精度要求很高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可用于双喷嘴真空系统的先导式切换控制阀，它能够自动检测双喷嘴真空系统的真空度，并在真空度达到一定的值时自动关闭双喷嘴真空系统中的一个真空喷嘴，满足对双喷嘴真空系统的快响应速度和低耗能的双重要求。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：本实用新型先导式双喷嘴切换控制阀，包括先导部分和切换部分，先导部分包括真空腔端盖、真空腔体、主腔体的左半部分、垫片、橡胶膜片、先导阀芯组件、先导弹簧、螺母、第四密封件、第五密封件和第六密封件，其中先导阀芯组件包括先导阀芯、先导阀芯导向套和先导阀芯套；切换部分包括主腔体的右半部分、切换阀芯组件、右腔体、右端盖、第二密封件，其中切换阀芯组件包括切换阀芯、切换复位弹簧、第一密封件和第三密封件；真空腔体上加工有第五气孔，主腔体上加工第一气孔和第四气孔，右腔体上加工有第二气孔和第三气孔，第一气孔和第二气孔与气源相连，第三气孔与双喷嘴真空系统中的大直径真空喷嘴的供气口相联，第四气孔连通大气，第五气孔与双喷嘴真空系统的真空回路相联，第二气孔和第三气孔相互连通，主腔体左半部分加工有第一阶梯中心孔，用来安装先导阀芯组件，该第一阶梯中心孔与第一气孔连通，主腔体右半部分加工有第二阶梯中心孔，用来安装切换阀芯组件，主腔体中心处最小直径孔的左侧孔口为第一控制口，右腔体最小直径的中心孔的左侧端面为第二控制口；橡胶膜片的中心安装有垫片，且橡胶模片与垫片的内孔直径相等，该内孔与先导阀芯组件通过螺母同心固联为一体，先导阀芯的左侧与真空腔端盖之间安装有先导弹簧，先导阀芯与先导阀芯导向套和先导阀芯套的配合为间隙配合，先导阀芯导向套与先导阀芯套按轴向方向并列安装且均与第一阶梯中心孔同轴，切换阀芯与主腔体中心孔的配合为间隙配合，切换阀芯上安装有切换复位弹簧。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：本实用新型可应用于双喷嘴真空系统中，保证双喷嘴真空系统在工作之初，两个真空喷嘴同时工作，以满足对真空系统的快响应速度要求；在真空系统达到一定的真空度时，自动关闭双喷嘴真空系统中的一个喷嘴，保留另一个喷嘴继续工作，实现双喷嘴真空系统的低能耗要求。本实用新型先导式双喷嘴切换控制阀可取代传统双喷嘴真空系统中的真空压力开关、继电器、供给阀、真空解除阀等元件，具有响应快、成本低、系统结构简单等优点，具有良好的推广使用前景。

附图说明

附图为本实用新型先导式双喷嘴切换控制阀的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型先导式双喷嘴切换控制阀，包括先导部分和切换部分，先导部分包括真空腔端盖1、真空腔体2、主腔体14的左半部分、垫片3、橡胶膜片4、先导阀芯组件、先导弹簧19、螺母18、第四密封件16、第五密封件17和第六密封件20，其中先导阀芯组件包括先导阀芯7、先导阀芯导向套5和先导阀芯套6；切换部分包括主腔体14的右半部分、切换阀芯组件、右腔体13、右端盖12、第二密封件11，其中切换阀芯组件包括切换阀芯8、切换复位弹簧9、第一密封件10和第三密封件15。真空腔体2、真空腔端盖1和橡胶膜片4形成真空腔，真空腔体2上加工有第五气孔V，第五气孔V通过配管与真空喷嘴的真空口相连；主腔体14上加工第一气孔I和第四气孔IV，其中，第四气孔IV与大气连通，使得橡胶膜片4的右侧端面与主腔体14围成的腔室为大气腔；第一气孔I接气源的供气；主腔体14左半部分加工的阶梯中心孔用来安装先导阀芯组件，该阶梯中心孔与第一气孔I连通；橡胶膜片4的中心安装有金属圆垫片3，先导阀芯7穿过橡胶膜片4和垫片3的中心孔，并通过螺母18与橡胶膜片4固联；先导阀芯7的左侧与真空腔端盖1之间安装有先导弹簧19，先导阀芯7的右半部分与安装在主腔体14左半部分阶梯中心孔中的先导阀芯导向套5和先导阀芯套6的中心孔为间隙配合；主腔体14中心处最小直径孔的左侧孔口为第一控制口I，当切换控制阀处于非工作状态时，先导阀芯7在先导弹簧19的作用下处于右位，先导阀芯7右端面关闭第一控制口I；主腔体14的右半部分也加工有阶梯中心孔，用来安装切换阀芯组件，切换阀芯8左边的大直径圆柱面与主腔体14的中心孔配合，同时，右腔体13上也加工有阶梯中心孔，切换阀芯8的右边小直径与右腔体13的中心孔配合；切换阀芯8的小直径圆柱面上安装有切换复位弹簧9；切换阀芯8大直径圆柱的右侧端面、主腔体14右半部分与切换阀芯8相配合的内孔圆柱面以及右腔体13左端面围成的腔室与大气连通；右腔体13上还加工有第二气孔II和第三气孔III，其中，第二气孔II与气源相连，为进气口，第三气孔III与双喷嘴真空系统中的大直径真空喷嘴的供气口相联，为本实用新型先导式双喷嘴切换控制阀的排气口；右腔体13最小直径的中心孔的左侧端面为第二控制口II；在初始的非工作状态，切换阀芯8在弹簧9的作用下处于左位，此时，第二控制口II打开，第二气孔II和第三气孔III相互连通；若在某种工作状态下，切换阀芯8的左侧端面受到气压力的作用克服弹簧9的弹簧力向右运动并关闭控制阀口II后，第一气孔II和第二气孔III不连通。

橡胶膜片4为压力感应元件，先导阀芯7和切换阀芯8为切换控制阀的控制元件，在非工作状态下，第一控制口I关闭，第二控制口II打开，在工作状态下，第一控制口I打开，第二控制口II关闭。先导阀芯7右端面直径大于第一控制口I的直径；切换阀芯8右端面直径大于第二控制口II的直径。

本实用新型先导式双喷嘴切换控制阀用于双喷嘴真空系统中，在工作之初，真空度值较小，本切换控制阀不动作，第二气孔II和第三气孔III连通，两个真空喷嘴同时抽取真空；当系统真空度达到一定值时，切换控制阀的控制阀口II关闭，切断大直径真空喷嘴的供气，大直径真空喷嘴不工作；由于小直径真空喷嘴的供气口一直与气源相联，所以此时小直径真空喷嘴继续抽取真空，维持真空系统的真空度。具体的实施方式如下：

本实用新型先导式双喷嘴切换控制阀在使用时，联接于真空喷嘴的前方，其中，第一气孔I和第二气孔II与气源供气口相联，第三气孔III与大直径真空喷嘴的供气口联接，第四气孔IV与大气连通，第五气孔V与真空系统的真空回路联接，而且，第五气孔V与大直径真空喷嘴真空口之间安装有单向阀，与小直径真空喷嘴真空口之间直接连通，无单向阀。在非工作状态下，本切换控制阀的第一控制口I关闭，第二控制口II打开，第二气孔II和第三气孔III连通。真空系统开始工作后，一方面，小直径真空喷嘴的供气直接由气源通过气管道供给，另一方面，气源通过先导式双喷嘴切换控制阀的第二气孔II，经第三气孔III流向大直径真空喷嘴的供气口，两个真空喷嘴同时工作，抽取真空。此时，切换控制阀先导部分中的真空腔也产生真空。由于橡胶膜片4的右侧腔室为大气腔，因此，橡胶膜片4的左右两侧产生压力差，当此压力差大于先导弹簧19的弹簧力时，则橡胶膜片4向左移动，带动与之相联的先导阀芯7也向左移动，控制阀口I打开。由于第一气孔I与气源供气口相联，因此，气源的供气压力作用在切换阀芯8的左端面，此时，切换阀芯8上受到的气压力大于切换复位弹簧9的弹簧力，因此，推动切换阀芯8向右运动，关闭第二控制口II，切断由第二气孔II向第三气孔III的供气，即关闭双喷嘴真空系统中大直径真空喷嘴的供气，大直径真空喷嘴停止工作。此时，双喷嘴真空系统中小直径真空喷嘴继续工作，维持真空系统的真空度。当双喷嘴真空系统停止工作后，真空系统的真空解除，切换控制阀先导部分中的真空腔压力消失，在先导弹簧19和橡胶膜片4的双重作用下，橡胶膜片4复位，带动先导阀芯7复位，控制阀口I关闭。另一方面，切换阀芯8在切换复位弹簧9的作用下，向左运动复位，第二控制口II打开。

Claims

1.一种先导式双喷嘴切换控制阀，其特征在于：包括先导部分和切换部分，先导部分包括真空腔端盖[1]、真空腔体[2]、主腔体[14]的左半部分、垫片[3]、橡胶膜片[4]、先导阀芯组件、先导弹簧[19]、螺母[18]、第四密封件[16]、第五密封件[17和第六密封件[20]，其中先导阀芯组件包括先导阀芯[7]、先导阀芯导向套[5]和先导阀芯套[6]；切换部分包括主腔体[14]的右半部分、切换阀芯组件、右腔体[13]、右端盖[12]、第二密封件[11]，其中切换阀芯组件包括切换阀芯[8]、切换复位弹簧[9]、第一密封件[10]和第三密封件[15]；真空腔体[2]上加工有第五气孔[V]，主腔体[14]上加工有第一气孔[I]和第四气孔[IV]，右腔体[13]上加工有第二气孔[II]和第三气孔[III]，第一气孔[I]和第二气孔[II]与气源相连，第三气孔[III]与双喷嘴真空系统中的大直径真空喷嘴的供气口相联，第四气孔[IV]连通大气，第五气孔[V]与双喷嘴真空系统中的真空回路相联，第二气孔[II]和第三气孔[III]相互连通，主腔体[14]左半部分加工有第一阶梯中心孔，用来安装先导阀芯组件，该第一阶梯中心孔与第一气孔[I]连通，主腔体[14]右半部分加工有第二阶梯中心孔，用来安装切换阀芯组件，主腔体[14]中心处最小直径孔的左侧孔口为第一控制口[I]，右腔体[13]最小直径的中心孔的左侧端面为第二控制口[II]；橡胶膜片[4]的中心安装有垫片[3]，且橡胶模片[4]与垫片[3]的内孔直径相等，该内孔与先导阀芯组件通过螺母同心固联为一体，先导阀芯[7]的左侧与真空腔端盖[1]之间安装有先导弹簧[19]，先导阀芯[7]与先导阀芯导向套[5]和先导阀芯套[6]的配合为间隙配合，先导阀芯导向套与先导阀芯套按轴向方向并列安装且均与第一阶梯中心孔同轴，切换阀芯[8]与主腔体[14]中心孔的配合为间隙配合，切换阀芯[8]上安装有切换复位弹簧[9]。

2.根据权利要求1所述的先导式双喷嘴切换控制阀，其特征在于：橡胶膜片[4]为压力感应元件，先导阀芯[7]和切换阀芯[8]为切换控制阀的控制元件，在非工作状态下，第一控制口[I]关闭，第二控制口[II]打开，在工作状态下，第一控制口[I]打开，第二控制口[II]关闭。

3.根据权利要求1所述的先导式双喷嘴切换控制阀，其特征在于：先导阀芯[7]右端面直径大于第一控制口[I]的直径；切换阀芯[8]右端面直径大于第二控制口[II]的直径。