CN212584314U - 一种模块控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及控制阀技术领域，尤其涉及一种模块控制阀，包括气缸座与气缸盖，所述气缸座设有上空腔，所述气缸盖设有下空腔，所述气缸座、气缸盖合并时上空腔与下空腔形成一个完整的腔室，腔室内设有由活塞杆、设置在活塞杆两端的插件与皮革帽组成的活塞阀组件；所述活塞杆上设有定位平台，所述定位平台上部的活塞杆穿过插件套有隔膜片，所述隔膜片的边缘固定在气缸座内壁与插件的接合处；所述定位平台下部的活塞杆穿过皮革帽套有置换器。本实用新型通过科学的设计，可以实现用较低的控制气压，来完成对较高的工作压力的开关控制，结构简单，耐高温，耐酸碱，寿命长，工作稳定，反应灵敏。

Description

一种模块控制阀

技术领域

本实用新型涉及一种能够以较低的控制气压，对较高的工作压力开关控制的控制阀，适用于各类灌装、输送气控制系统等行业。

背景技术

在工业控制系统中，如石油、化工、啤酒灌装等工业行业中广泛运用阀类元件对各种执行机构进行控制，以实现预期的动作，这种控制方式在生产中已得到越来越广泛的应用。传统的自动控制系统中所采用的阀门主要分为三类；一类是电磁阀、二类是电动阀、三类是气动阀。因普通电磁阀功率大、能耗高、启动电流大，对电路元件及系统负荷能力要求高，且容易产生噪音、水压适应范围小(容易出现高压状态下关闭滞后或不能关闭的现象)、不安全，易烧毁线圈的现象；又由于电动阀依靠电驱动，在有防爆要求的场合下不适用，且其结构复杂，维修成本高，响应速度慢。以上所述这两种类型的阀因其自身缺陷，在一定程度上限制了其更为广泛的应用。气动阀以压力气源为动力，安全可靠、维护简单、操控动力强劲、响应灵敏。因此，气动阀以其自身的优势在以阀类零件为控制元件的控制系统中得到更为广泛的应用。

气动阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向，并保证气动执行元件或机构正常工作的气动元件。气动控制阀的结构可分解成阀体和阀心两部分，阀体包含阀座和阀孔等，气动控制阀是用来控制和调节压缩空气压力的元件，而其中的气动执行机构以洁净压缩空气为动力，通过推动薄膜或活塞的移动来驱动阀体运动，控制阀门开度以达到控制的目的，但气动阀的工作压力通常为10bar以内，少数可达到较高的工作压力，若气动阀在超过最高容许压力下使用，往往会发生严重事故。现阶段市面上没有控制阀可以做到实现用较低的控制气压，来完成对较高的工作压力的开关控制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种模块控制阀，通过科学的设计，可以实现用较低的控制气压，来完成对较高的工作压力的开关控制，结构简单，耐高温，耐酸碱，寿命长，工作稳定，反应灵敏。

为实现上述目的,本实用新型一种模块控制阀，包括气缸座与气缸盖，所述气缸座设有上空腔，所述气缸盖设有下空腔，所述气缸座、气缸盖合并时上空腔与下空腔形成一完整的腔室，所述腔室内设有活塞阀组件，所述活塞阀组件包括活塞杆、设置在活塞杆两端的插件与皮革帽；所述活塞杆上设有定位平台，所述定位平台上部的活塞杆穿过插件套有隔膜片，所述隔膜片的边缘固定在气缸座内壁与插件的接合处；所述定位平台下部的活塞杆穿过皮革帽套有置换器；所述插件位于所述气缸座内边缘与气缸座密封贴合且同时密封气缸座与气缸盖合并处，所述皮革帽位于所述气缸盖内且边缘与气缸盖内壁密封贴合。

进一步的，为了保证控制阀能够更好的工作，所述隔膜片主体为锅形，隔膜片中心有凸起的密封锥，隔膜片圆形边缘处设有圆弧卷边，隔膜片主体与密封锥、卷边呈圆滑弧线相连，隔膜片还设有与活塞杆上端相适配的卡槽。

进一步的，为了保证有更高的密封效果，所述隔膜片边缘处形成用于密封用的加厚沿口。

作为优选的，所述插件与皮革帽之间的活塞杆上套有弹簧，所述弹簧一端位于定位平台上，另外一端置于插件下部。

进一步的，所述插件与定位平台之间的活塞杆上设有套筒。

作为优选的，所述气缸盖与气缸座通过长螺栓固定。

作为优选的，所述气缸盖上设有与下空腔连通的快速接头。

进一步的，所述气缸座上设有与上空腔连通的进气口和出气口，进气口与出气口设有密封圈。

作为优选的，所述上空腔通过隔膜片分成上下两部分且互不相通，进气口与出气口通过上部的空腔连通。

作为优选的，所述插件上方的活塞杆上设有挡圈，所述插件上还设有排气孔。

本实用新型的有益效果是：一种模块控制阀采用气压为动力驱动控制阀内活塞运动进行开关控制，采用科学的设计方法可以实现用较低的控制气压，来完成对较高的工作压力的开关控制。控制阀的密封面即隔膜片采用PTFE材质，通过弯曲率计算，以隔膜形式实现开关动作形成，结构简单，耐高温，耐酸碱，寿命长，控制阀内的插件采用自润滑材料，无需通过增加衬套来避免活塞动作过程中磨损，又起到活塞定位作用，结构简单，寿命长。控制阀内采用免维护免润滑密封设计，使用寿命长，工作稳定，阀芯摩檫最小，反应灵敏，适用范围广。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1 是本实用新型一种模块控制阀结构图；

图2 是本实用新型一种模块控制阀右视结构图；

图3 是本实用新型一种模块控制阀立体剖面结构图；

图4 是本实用新型一种模块控制阀中活塞阀组件结构图；

图5是本实用新型一种模块控制阀中气缸盖与气缸座结合结构图；

图6是本实用新型一种模块控制阀俯视图；

图7是本实用新型一种模块控制阀中隔膜片结构示意图；

图8是本实用新型一种模块控制阀工作指标示意图。

图中：1-气缸座、11-上空腔、12-进气口、13-出气口、14-密封圈、2-气缸盖、21-下空腔、3-腔室、4-活塞阀组件、41-活塞杆、42-插件、421-排气孔、43-皮革帽、44-弹簧、45-套筒、46-挡圈、6-定位平台、7-隔膜片、71-密封锥、72-圆滑弧线、73-卡槽、74-加厚沿口、8-置换器、9-长螺栓。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型所述的一种模块控制阀做进一步说明:

如图1-7所示一种模块控制阀，包括气缸座1与气缸盖2，所述气缸座1设有上空腔11，所述气缸盖2设有下空腔21，所述气缸座1、气缸盖2合并时上空腔11与下空腔21形成一完整的腔室3，腔室3内设有活塞阀组件4，活塞阀组件4由活塞杆41和设置在活塞杆41两端的插件42与皮革帽43组成；所述活塞杆41上设有定位平台6，所述定位平台6上部的活塞杆41穿过插件42套有隔膜片7，插件42上方的活塞杆41上还设有挡圈46将活塞杆插件紧密的固定放置脱落，所述插件42上还设有排气孔421排出工作时所处空间的气减少阻力增加灵敏度，所述隔膜片7的边缘固定在气缸座1内壁与插件42的接合处起到一个密封作用；所述定位平台6下部的活塞杆41穿过皮革帽43套有置换器8，置换器还能够缓冲活塞杆在运动时产生的力保护内部结构；所述插件42位于所述气缸座1内边缘与气缸座1密封贴合且同时密封气缸座1与气缸盖2合并处，所述皮革帽43位于所述气缸盖2内且边缘与气缸盖2内壁密封贴合。插件42与皮革帽43之间的活塞杆41上套有弹簧44，所述弹簧44一端位于定位平台6上，另外一端置于插件42下部，插件42与定位平台6之间的活塞杆41上设有一个套筒45，套筒减少了活塞杆的摩擦力，同时起到了一个限位的作用。

如图4、图7所示隔膜片7主体为锅形，在隔膜片7中心有凸起的密封锥71，该密封锥设计时两侧为45斜面并不是垂直面，隔膜片7圆形边缘处设有圆弧卷边，隔膜片7主体与密封锥71、卷边呈圆滑弧线72相连，隔膜片7还设有与活塞杆41上端相适配的卡槽73，在隔膜片7边缘处设计加厚沿口74这样能够大大的增加密封性，增强其灵敏度，隔膜片采用PTFE材质耐高温，耐酸碱，使用寿命长，大大减少维护次数。

如图5、图6所示气缸盖2与气缸座4通过长螺栓9固定，所述气缸盖2上设有与下空腔21连通的快速接头22，所述气缸座1上设有与上空腔11连通的进气口12和出气口13，进气口12与出气口13设有密封圈14。

所述隔膜片7将上空腔11隔成上下两部分且互不相通，进气口12与出气口13通过上部空腔连通，在工作中气体或者物料通过进气口进入再走出气孔排出，可以通过隔膜片对进气口开度大小进行控制。

工作原理：当压缩气体通过快速接头进入皮革帽和置换器所在的空间后，在气压的作用下推动皮革帽上移，皮革帽带动活塞杆，活塞杆前端的隔膜片在活塞杆的带动下关闭进气口，如果撤销压缩气体，活塞杆会在弹簧的作用下恢复至原来的位置，置换器是控制行程的，同时也决定着整个阀的开度大小，如果想把最大开度变小，更换一个厚一点的置换器既可以实现，它的另一个功能是缓冲及排气功能，

隔膜片和隔膜片上密封面角度是可根据实际需要设计的，同时采用的密封方式有区别于现阶段市场上采用前端面硬去密封的技术，本设计方案中是利用斜角面密封，大大降低有效载荷，也是小力控制大力的关键所在。

通过科学设计，可以实现用较低的控制气压，来完成对较高的工作压力的开关控制。

如图8所示，通过公式：Q*Π*(Dmw/2)²=Π*((Dmn+sin(bm))/2)²*P+Tn可以得出。

公式说明：

P:工作压力

Dmn:工作流体孔径

Dmw:控制气缸孔径=皮革帽直径

Tn:弹簧压缩扭矩

bm:工作密封面角度

Q:控制压力（气压）

例如已知变量是25的皮革帽直径，工作通道的流通角度变化，已知为 45度，用关系式sin(bm)带入。当实际工作压力为P=6bar时，可得出控制压力只需要Q=3.4bar

通过上述证明利用该技术方案可以用不到4bar的控制气压，完成对工作压力6bar的有效控制，既能节省能源，又能延长控制阀的使用寿命。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种模块控制阀，包括气缸座（1）与气缸盖（2），所述气缸座（1）设有上空腔（11），所述气缸盖（2）设有下空腔（21），所述气缸座（1）、气缸盖（2）合并时上空腔（11）与下空腔（21）形成一完整的腔室（3），所述腔室（3）内设有活塞阀组件（4），其特征在于：所述活塞阀组件（4）包括活塞杆（41）、设置在活塞杆（41）两端的插件（42）与皮革帽（43）；所述活塞杆（41）上设有定位平台（6），所述定位平台（6）上部的活塞杆（41）穿过插件（42）套有隔膜片（7），所述隔膜片（7）的边缘固定在气缸座（1）内壁与插件（42）的接合处；所述定位平台（6）下部的活塞杆（41）穿过皮革帽（43）套有置换器（8）；所述插件（42）位于所述气缸座（1）内边缘与气缸座（1）密封贴合且同时密封气缸座（1）与气缸盖（2）合并处，所述皮革帽（43）位于所述气缸盖（2）内且边缘与气缸盖（2）内壁密封贴合。

2.根据权利要求1所述的一种模块控制阀，其特征在于：所述隔膜片（7）主体为锅形，隔膜片（7）中心有凸起的密封锥（71），隔膜片（7）圆形边缘处设有圆弧卷边，隔膜片（7）主体与密封锥（71）、卷边呈圆滑弧线（72）相连，隔膜片（7）还设有与活塞杆（41）上端相适配的卡槽（73）。

3.根据权利要求1或2所述的一种模块控制阀，其特征在于：所述隔膜片（7）边缘处形成用于密封用的加厚沿口（74）。

4.根据权利要求1所述的一种模块控制阀，其特征在于：所述插件（42）与皮革帽（43）之间的活塞杆（41）上套有弹簧（44），所述弹簧（44）一端位于定位平台（6）上，另外一端置于插件（42）下部。

5.根据权利要求1所述的一种模块控制阀，其特征在于：所述插件（42）与定位平台（6）之间的活塞杆（41）上设有套筒（45）。

6.根据权利要求1所述的一种模块控制阀，其特征在于：所述气缸盖（2）与气缸座（1）通过长螺栓（9）固定。

7.根据权利要求1所述的一种模块控制阀，其特征在于：所述气缸盖（2）上设有与下空腔（21）连通的快速接头（22）。

8.根据权利要求1所述的一种模块控制阀，其特征在于：所述气缸座（1）上设有与上空腔（11）连通的进气口（12）和出气口（13），进气口（12）与出气口（13）设有密封圈（14）。

9.根据权利要求1或8所述的一种模块控制阀，其特征在于：所述上空腔（11）通过隔膜片（7）分成上下两部分且互不相通，进气口（12）与出气口（13）通过上部的空腔连通。

10.根据权利要求1所述的一种模块控制阀，其特征在于：所述插件（42）上方的活塞杆（41）上设有挡圈（46），所述插件（42）上还设有排气孔（421）。

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