CN206889755U - 转换阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及转换阀。在两个输入通道连接的流体源均正常供应流体而活塞处于第一状态时，当第一输入通道内的流体压力会大于第二输入通道内的流体压力时，分隔块向左运动至连接两个输入通道并使两者内部气压趋于均衡，活塞能稳定地保持在第一状态。而当活塞处于第二状态时，在第二输入通道内的流体压力会大于第一输入通道内的流体压力时，分隔块向右运动至隔断通孔时，活塞即可在压差的作用下向右运动至第一状态。当切断第二输入通道与为其供给流体的流体源时，活塞能在压差的作用下向左运动至第二状态。所以使用本实用新型的转换阀，在保证了流体源切换顺畅的同时，即保证了第二流体源供应流体的稳定性，也不会混入外界流体。

Description

转换阀

技术领域

本实用新型涉及转换阀。

背景技术

现阶段的正压式空气呼吸器包括气瓶及面罩，面罩上设置有吸气口及呼气活门。吸气口通过管路与气瓶连通，管路上连接有进气口朝向气瓶的第一单向阀，呼气活门上设置有进气口朝向使用者面部的第二单向阀。使用者背负气瓶，吸气时第一单向阀打开将气瓶内的气体送入呼吸道，呼气时第二单向阀打开而使呼出的气流经呼气活门排出。

但由于气瓶容积有限，所以其可用时间较短，会给使用人员造成一系列不便。以6.8升/300公斤的气瓶为例，可储存2040升气，按人均30L/每分的呼吸量计算，只可供气68分钟。这只是理论使用时间，由于正压式空气呼吸器一般用在有毒有害的环境中，并且使用人员多是在此环境下从事重体力活动。由于活动量大、紧张、使用人员个体不同、还需在进入危险区域前就要穿戴好空呼器等原因，造成空呼器在危险环境中的实际使用时间一般不会超过30分钟。

空气呼吸器的这个缺点给使用人员造成了如下不便：

一是使用人员要经常往返于污染区域和正常区域更换气瓶，造成工作效率低和不必要的体力消耗；而空气呼吸器一般是密封在防化服内的，所以更换气瓶时需要脱掉防化服，这会浪费大量时间。

二是污染区域比较大时，无法深入到核心区域进行救援、抢险等工作。

在设计时可考虑设计外接气源以补充内部气瓶供气量不足的问题。加入外接气源后需要考虑两气瓶之间切换的问题。为不影响使用者呼吸，不仅要求供气气瓶之间切换顺畅、不会在供气回路中混入外界气体，还要求在使用者呼吸时供气气瓶不会随着呼吸而往复切换。因而需要设计一种能满足上述使用需求的转换阀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种状态切换顺畅且稳定性高的转换阀。

为实现上述目的，本实用新型的转换阀采用以下技术方案：

转换阀，转换阀上开设有第一输入通道、第二输入通道、输出通道及连通第一输入通道与第二输入通道的通孔，转换阀上还开设有连通所述通孔与输出通道的右通道和左通道，左、右通道不连通，通孔内导向移动地密封安装有活塞，活塞的长度小于左、右通道之间的距离，活塞向右移动至其外周面封堵右通道的孔口沿时即处于封堵第一输入通道与输出通道、连通第二输入通道与输出通道的第一状态，向左移动至其外周面封堵左通道的孔口沿时即处于封堵第二输入通道与输出通道、连通第一输入通道与输出通道的第二状态；活塞上设置有连通第一输入通道与第二输入通道的导流通道，活塞的朝向第二输入通道的左端设置有与所述导流通道连通的阶梯孔，阶梯孔包括左端的大孔段及右端的小孔段，所述小孔段中设置有可沿其延伸方向滑动的分隔块，分隔块具有与小孔段的左端口沿形状适配以隔开第一输入通道与第二输入通道的压紧面，阶梯孔上于分隔块的左侧还设置有用于防止所述分隔块脱出所述小孔段的挡块。

所述挡块包括安装在阶梯孔的大孔段内部的中空的螺母，所述螺母的右端面用于挡止分隔块。

小孔段中安装有左端可沿左右方向伸缩的第一弹簧，所述分隔块安装于第一弹簧的左端。

所述分隔块为直径大于小孔段直径的第一顶珠。

所述通孔为左段孔径大于右段孔径的阶梯孔，左段孔的右端孔底形成挡沿，活塞的外周面上设置有用于与所述挡沿挡止配合的挡止结构。

转换阀包括阀体，所述通孔开设在阀体的中部且沿左右方向延伸，通孔的左端连接有外接流体源接头，通孔的右端连接有内部流体源接头，阀体的下端安装有输出接头；所述第一输入通道沿左右方向延伸且开设在内部流体源接头上，所述第二输入通道沿左右方向延伸且开设在外接流体源接头上，所述输出通道沿上下方向延伸且开设在输出接头上；阀体上于通孔的下部还开设有沿左右方向延伸的下通道，所述输出通道与下通道连通，左、右通道设置于通孔与下通道之间且均沿上下方向延伸。

所述左、右通道均为上段孔径小于下段孔径的台阶孔，大孔段内设置有第二弹簧及第二顶珠，第二弹簧的上端可沿上下方向伸缩运动，所述第二顶珠设置于第二弹簧上端且其直径小于上段孔的孔径以使其能被小孔的孔口沿所挡止。

所述阀体包括上部阀体及下部阀体，通孔、左通道的上段孔及右通道的上段孔均开设在上部阀体上，下通道、左通道的下段孔及右通道的下段孔均开设在下部阀体上。

所述活塞的外周面上设置有环槽，环槽内置有用于实现活塞与通孔周向密封的周向密封圈，活塞的左端面和/或右端面上设置有凹槽，凹槽中设置有外端凸出活塞的相应端面设置的减震垫圈。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型的转换阀在使用时，在两个输入通道连接的流体源均正常供应流体而活塞处于第一状态时，随着使用者吸收第二输入通道内的流体，第一输入通道内的流体压力会大于第二输入通道内的流体压力，此时分隔块在压差作用下向左运动至隔块的压紧面脱离小孔段的左端口沿，两个输入通道经通孔连通而使两者内部气压趋于均衡，活塞能稳定地保持在第一状态，此时由与第二输入通道连接的流体源为输出口供给所需流体。而当活塞处于第二状态时，随着使用者吸收第一输入通道内的流体，第二输入通道内的流体压力会大于第一输入通道内的流体压力，此时分隔块在压差作用下向右运动至压紧面压紧小孔段的左端口沿而使两个输入通道被分隔开，活塞即可在压差的作用下向右运动至第一状态，此时由与第二输入通道连接的流体源为输出口供给所需流体。当切断第二输入通道与为其供给流体的流体源时，随着两输入通道内压差的进一步增大，活塞能在压差的作用下向左运动至第二状态。所以使用本实用新型的转换阀，只需要将方便携带的第一流体源连接在第一输入通道、将位置固定的第二流体源连接在第二输入通道，即可实现常态下由第二流体源稳定供应流体，在紧急状态下可切换为第一流体源供应流体的状态。在保证了流体源切换顺畅的同时，即保证了第二流体源供应流体的稳定性，也不会混入外界流体。

附图说明

图1为本实用新型的转换阀的一个实施例的结构示意图；

图2为使用图1的转换阀的空气呼吸器在使用状态下的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的转换阀的具体结构如图1所示，使用该转换阀的空气呼吸器在使用状态下的结构如图2所示。空气呼吸器包括面罩2，面罩2上设置有吸气口及呼气活门，吸气口通过转换阀3连接有第一管路4和第二管路5，第一管路4的末端伸入内部气瓶1中，第二管路5的末端伸入外接气瓶6中。吸气口通过第三管路7连接转换阀3。吸气口上设置有进气口朝向转换阀3的第一单向阀，呼气活门上设置有进气口朝向使用者面部的第二单向阀。

转换阀3为两位三通阀，具有两个输入口和一个输出通道，输出通道接第三管路7，第一输入通道接第一管路4，第二输入通道接第二管路5。活塞移动至连通第一输入通道和输出通道时，由第一管路4连通的内部气瓶1向吸气口供气。活塞移动至连通第二输入通道和输出通道时，由第二管路5连通的外接气瓶6向吸气口供气。

空气呼吸器在使用时，使用人员的防化服内背负有内部气瓶1，外接气瓶6通过第二管路5设置于指定地点并由专人值守和更换气瓶。由于第二管路5的长度大于第一管路4的长度，所以在使用人员离开指定地点后，在第二管路5的长度范围内均可通过切换转换阀3使外接气瓶6向使用者供气。在遇到特殊情况时，使用人员可通过切换转换阀3使第一输入通道和输出通道连通，此时由内部气瓶4向使用者供气。

内部气瓶1和外接气瓶6的供气气压均大于大气压强，所以在出现管路破损的情况下外界空气中的有毒气体也难以进入管路内，有利于保障使用者人身安全。

本实用新型的转换阀3包括阀体31，阀体31上开设有沿左右方向延伸且贯通阀体31两端的通孔311，通孔311的左端安装有外接流体源接头32，通孔311的右端安装有内部流体源接头33，外接流体源接头32及内部流体源接头33上对应开设有沿左右方向延伸且与通孔311连通的第二输入通道321和第一输入通道331。阀体31的下端安装有具有输出通道341的输出接头34，阀体31的下部开设有沿左右方向延伸的下通道312，下通道312与通孔311平行设置。阀体31上还开设有连通下通道312与通孔311的左通道313和右通道314，左、右通道左右间隔设置且沿上下方向延伸。左、右通道均为下段孔径较大的台阶孔，且在大孔段中设置有可沿上下方向延伸运动的弹簧顶珠，第二顶珠设置在第二弹簧的上端且其直径大于小孔段的孔径，所以第二顶珠向上运动后可压紧在小孔段的孔口沿处而切断相应通道。

为便于阀体31的加工，阀体31包括上部阀体及下部阀体，通孔311、左通道313的上段孔及右通道314的上段孔均开设在上部阀体上，下通道312、左通道313的下段孔及右通道314的下段孔均开设在下部阀体上。下部阀体通过螺钉固定在上部阀体下方。

通孔311的中部导向移动地密封安装有活塞35，活塞35的中部开设有沿左右方向延伸且贯穿活塞35左右两端面的导流通道351，活塞35的左端还开设有与导流通道351连通的阶梯孔352，阶梯孔352与所述导流通道351共轴线设置且左段孔径大于其右段孔径。阶梯孔352的小孔段中安装有右端固定在孔底、左端可沿左右方向伸缩运动的第一弹簧353，阶梯孔352的大孔段中安装有第一顶珠354。第一顶珠354的直径大于小孔段的直径，因而在其向右运动一段行程之后可封堵在小孔段的孔口沿处而将通孔311由中部切换。阶梯孔352的左端还设置有用于防止第一顶珠354由阶梯孔中脱出的挡块356。具体是在大孔段的左端插装有内部中空的螺母，螺母的内径小于第一顶珠354的直径，因而螺母即形成挡块356。

在内部气瓶1与外接气瓶6均正常供气的情况下，当使用者通过内部流体源接头吸气后，第一输入通道331内的压强降低，第二输入通道321内的压强会大于第一输入通道331内的压强，在压力作用下第一顶珠354会向右运动并压缩第一弹簧353，直至第一顶珠354压紧在小孔段的孔口沿处，此时第二输入通道321与第一输入通道331被活塞隔开，活塞35在压差的作用下向右运动至其外周面完全挡止右通道314，此时通孔311与右通道314被活塞35分隔开，由外接气瓶向使用者供气。

为对活塞35向右的移动进行限位，通孔311为左段直径大于右段直径的阶梯孔，右段孔的孔口沿形成挡沿315，活塞35也包括两段，且左段直径大于右段直径，左段与右段的过渡台阶355与挡沿315的端面形状适配以被其挡止。过渡台阶355形成了用于与挡沿315挡止配合的挡止结构。

活塞35的外周面上左右间隔地设置有两道环槽，一道环槽置于左段，一道环槽置于右段。环槽内置有用于实现活塞与通孔周向密封的周向密封圈，周向密封圈的内径与环槽的槽底直径相适配、外径与相应位置处通孔的孔径相适配。活塞35的右端面上也设置有凹槽，凹槽中设置有外端凸出活塞的相应端面设置的减震垫圈。

在内部气瓶1与外接气瓶6均正常供气的情况下，当使用者通过外接气瓶6吸入空气时，第二输入通道321内的气压将减小，此时第一输入通道331内的气压会大于外接气源通道331内的气压，第一弹簧353会在压差及自身回复力的作用下快速回位而将第一顶珠354向左推至远离小孔段的孔口沿，此时导流通道351被打开使第一输入通道331与第二输入通道321连通。连通之后，随着内部气瓶1与外接气瓶6的持续供气，活塞35左右两端的压差消失而不会再向左运动，通孔311与右通道314保持被活塞35分隔开的状态，而依然由外接气瓶向使用者供气。

第一弹簧353的设置使得经外接气瓶6吸气而使第二输入通道321内气压减小时，第一顶珠354能在第一弹簧353的弹性力推动下迅速回位而连接第二输入通道321和第一输入通道331，避免了活塞35左移而造成的供气气源的切换。也即是说，第一弹簧353的设置保证了在内部气瓶1与外接气瓶6均正常供气的情况下，使用者所需要的气体均是由外接气瓶6供给，而不会在内部气瓶1与外接气瓶6之间循环切换，自然也就有利于提高转换阀3的使用寿命及使用转换阀3的空气呼吸器的供气质量。

在其他实施例中，第一弹簧也可省去，而是直接将第一顶珠导向移动地安装在大孔段中。当然，第一顶珠还可以被其他形状的分隔块代替，只需要分隔块具有与小孔段的左端口沿形状适配以封堵该口沿的压紧面即可。

若要切换成由内部气瓶供气的状态，则需要将第二输入通道321与外接气瓶完全断开，使外接气瓶不能再向第二输入通道321供气，这样在第一输入通道331与第二输入通道321之间压差达到一定程度后活塞35会在压差作用下向左运动至其左端被外接流体源接头32所挡止。此时活塞35左端的外周面会完全封堵左通道313的上端口沿，此时通孔311与左通道313被活塞分隔开，而由内部气瓶向使用者供气。

转换阀3的这种形式设计使得使用者正确佩戴好空气呼吸器后，随着使用者开始呼吸，活塞35就会右移至切断第一输入通道331与输出通道341、连通第二输入通道321与输出通道341的第一状态，第一状态下由外接气瓶向使用者供气而不消耗内部气瓶1内气量。而在遇到突发情况时，却又可通过关闭外接气瓶6，此时随着使用者的呼吸，活塞35会左移至切断第二输入通道321与输出通道341、连通第一输入通道331与输出通道341的第二状态，第二状态下由内部气瓶1向使用者供气。

在其他实施例中，本实用新型的转换阀还可用于水等其他流体的导流场合。

Claims (9)

1.转换阀，其特征在于：转换阀上开设有第一输入通道、第二输入通道、输出通道及连通第一输入通道与第二输入通道的通孔，转换阀上还开设有连通所述通孔与输出通道的右通道和左通道，左、右通道不连通，通孔内导向移动地密封安装有活塞，活塞的长度小于左、右通道之间的距离，活塞向右移动至其外周面封堵右通道的孔口沿时即处于封堵第一输入通道与输出通道、连通第二输入通道与输出通道的第一状态，向左移动至其外周面封堵左通道的孔口沿时即处于封堵第二输入通道与输出通道、连通第一输入通道与输出通道的第二状态；活塞上设置有连通第一输入通道与第二输入通道的导流通道，活塞的朝向第二输入通道的左端设置有与所述导流通道连通的阶梯孔，阶梯孔包括左端的大孔段及右端的小孔段，所述小孔段中设置有可沿其延伸方向滑动的分隔块，分隔块具有与小孔段的左端口沿形状适配以隔开第一输入通道与第二输入通道的压紧面，阶梯孔上于分隔块的左侧还设置有用于防止所述分隔块脱出所述小孔段的挡块。

2.根据权利要求1所述的转换阀，其特征在于：所述挡块包括安装在阶梯孔的大孔段内部的中空的螺母，所述螺母的右端面用于挡止分隔块。

3.根据权利要求1所述的转换阀，其特征在于：小孔段中安装有左端可沿左右方向伸缩的第一弹簧，所述分隔块安装于第一弹簧的左端。

4.根据权利要求3所述的转换阀，其特征在于：所述分隔块为直径大于小孔段直径的第一顶珠。

5.根据权利要求1所述的转换阀，其特征在于：所述通孔为左段孔径大于右段孔径的阶梯孔，左段孔的右端孔底形成挡沿，活塞的外周面上设置有用于与所述挡沿挡止配合的挡止结构。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的转换阀，其特征在于：转换阀包括阀体，所述通孔开设在阀体的中部且沿左右方向延伸，通孔的左端连接有外接流体源接头，通孔的右端连接有内部流体源接头，阀体的下端安装有输出接头；所述第一输入通道沿左右方向延伸且开设在内部流体源接头上，所述第二输入通道沿左右方向延伸且开设在外接流体源接头上，所述输出通道沿上下方向延伸且开设在输出接头上；阀体上于通孔的下部还开设有沿左右方向延伸的下通道，所述输出通道与下通道连通，左、右通道设置于通孔与下通道之间且均沿上下方向延伸。

7.根据权利要求6所述的转换阀，其特征在于：所述左、右通道均为上段孔径小于下段孔径的台阶孔，大孔段内设置有第二弹簧及第二顶珠，第二弹簧的上端可沿上下方向伸缩运动，所述第二顶珠设置于第二弹簧上端且其直径小于上段孔的孔径以使其能被小孔的孔口沿所挡止。

8.根据权利要求7所述的转换阀，其特征在于：所述阀体包括上部阀体及下部阀体，通孔、左通道的上段孔及右通道的上段孔均开设在上部阀体上，下通道、左通道的下段孔及右通道的下段孔均开设在下部阀体上。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的转换阀，其特征在于：所述活塞的外周面上设置有环槽，环槽内置有用于实现活塞与通孔周向密封的周向密封圈，活塞的左端面和/或右端面上设置有凹槽，凹槽中设置有外端凸出活塞的相应端面设置的减震垫圈。