CN214331572U - 一种分子筛制氧设备的气体控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种分子筛制氧设备的气体控制阀，属于分子制氧筛设备技术领域，包括进气管、弹簧、封头、封圈、固定座、伺服电机、阀体转轴、定阀、转阀、密封垫以及调节装置，调节装置与弹簧的一端连接，第一连杆与第二连杆铰接，其间距能够调节。本实用新型依靠旋转杆的转动，调整第一连杆与第二连杆端部的间距，能够调节定阀与转阀见的气密性，有效减少气体控制阀的气体泄漏。

Description

一种分子筛制氧设备的气体控制阀

技术领域

本实用新型属于分子制氧筛设备技术领域，特别涉及一种分子筛制氧设备的气体控制阀。

背景技术

分子筛是一种利用物理吸附和解吸技术进行制氧的设备，当空气经过沸石分子筛时，分子直径比氧(2.8A)稍大的氮(3.0A)以较快的速度扩散进入分子筛的孔道，并优先选择吸附，在吸附初始的短时间内，氮迅速富集于分子筛内部，而氧则因未来得及被吸附而富集在气箱中，通过回收管路被收集到贮氧罐内，由此制得符合使用标准的氧气。完整的分子筛制氧设备主要包括供气系统、制氧系统、存储装置以及气体控制阀组成。气体控制阀作为控制气体进出的关键部件，关系到制氧的质量和产量。国内生产的分子筛制氧设备的气体控制阀有的采用两位五通阀来控制分子筛吸附塔，但是此种方式制氧效率低，而且产氧量不稳定，制取的氧气质量较差。另外还有采用由多种驱动执行机构组合而成的组合阀来进行气体控制，此种控制方式虽然可以实现多个吸附塔同时工作，增加出氧量，但是氧浓度不稳定，而且因其组合部件多，体积大，故障率也高。采用上述两种气体控制阀进行，无法避免控制阀体在即开即停过程中气流对分子筛产生冲击，会降低了分子筛的正常使用寿命。

现有申请号为201220052265.2，名称为一种分子筛制氧设备的气体控制阀的中国实用新型专利公开了一种气体控制阀，能够有效控制气体进出分子筛，延长分子筛的寿命，但是该气体控制阀在使用过程中，转阀和转阀之间会出现漏气的情况，造成气体损失，同时还会造成压缩空气和氧气混合，影响产出的氧气质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有气体控制阀的至少一个缺点，提供一种分子筛制氧设备的气体控制阀，能够增加其密封性，有效减少气体的泄漏。

一种分子筛制氧设备的气体控制阀，包括进气管、弹簧、封头、封圈、固定座、伺服电机、阀体转轴、定阀、转阀以及密封垫；

所述密封垫位于所述封头与所述封圈之间，将所述封头与所述封圈隔离；

所述阀体转轴一端与所述伺服电机固定连接；所述阀体转轴另一端与所述转阀固定连接；

所述定阀包括定阀氧气槽、排氧孔以及位于定阀上表面且相互独立的4个定阀空气孔、4个大氧气孔、12个小氧气孔；所述4个定阀空气孔均布设置于定阀空气孔圆上；所述4个定阀空气孔与分子筛制氧设备的制氧系统进口端连通；所述4个大氧气孔以及12个小氧气孔均布设置于定阀氧气孔圆上；所述12 个小氧气孔通过所述定阀氧气槽相互连通；所述定阀氧气槽与分子筛制氧设备的存储装置连通；所述4个大氧气孔与分子筛制氧设备的制氧系统出口端连通；

所述转阀包括设置于下表面且相互独立的空气进孔、排氧孔、转阀氧气槽以及3个转阀空气孔、11个转阀氧气孔和设置于上表面的空气进孔；所述3个转阀空气孔设置于转阀空气孔圆上；所述空气进孔一端与所述3个转阀空气孔连通；所述空气进孔另一端与所述进气管连通；所述转阀氧气槽包括A转阀氧气槽、B转阀氧气槽、C转阀氧气槽；所述11个转阀氧气孔设置于转阀氧气孔圆上；所述11个转阀氧气孔包括依次相互独立的A转阀氧气孔、B转阀氧气孔、 C转阀氧气孔、D转阀氧气孔、E转阀氧气孔、F转阀氧气孔、G转阀氧气孔、H 转阀氧气孔、I转阀氧气孔、J转阀氧气孔与K转阀氧气孔；所述A转阀氧气孔、 B转阀氧气孔、C转阀氧气孔、D转阀氧气孔、E转阀氧气孔通过所述B转阀氧气槽相互连通；所述G转阀氧气孔、H转阀氧气孔、I转阀氧气孔、J转阀氧气孔以及所述排氧孔通过所述A转阀氧气槽相互连通；所述F转阀氧气孔与K转阀氧气孔通过C转阀氧气槽相互连通；所述排氧孔与所述B转阀氧气槽连通；

所述定阀空气孔圆、所述转阀空气孔圆、所述定阀氧气孔圆与所述转阀氧气孔圆共心；所述定阀空气孔圆与所述转阀空气孔圆尺寸相同；所述定阀氧气孔圆与所述转阀氧气孔圆尺寸相同；

所述定阀位于所述转阀上部；所述定阀与所述转阀中心共线；

所述气体控制阀还包括对称设置的调节装置；所述调节装置一端设置于所述封头腔体内部；所述调节装置另一端设置于所述封头腔体外部；所述弹簧为压缩弹簧；所述调节装置与所述弹簧一端连接。

优选的，所述调节装置包括旋转杆、固定板、连接块、移动杆、第一连杆、调节板和第二连杆；

所述进气管贯通所述调节板，所述调节板滑动设置于所述进气管上；

所述第一连杆一端与所述封头内壁铰接；所述第一连杆另一端与所述移动杆铰接；所述第二连杆一端与所述调节板铰接；所述第二连杆另一端与所述移动杆铰接；

所述旋转杆一端设置于所述封头内部，所述旋转杆另一端设置于所述封头外部；所述旋转杆与所述封头连接设置密封部件；

所述旋转杆与所述移动杆共线，所述旋转杆通过所述连接块与所述移动杆旋转连接；所述旋转杆与所述固定板螺纹连接。

优选的，所述气体控制阀还包括设置于所述定阀与所述转阀之间的密封环；所述密封环固定于所述定阀上；所述密封环与所述定阀接触面相适应；所述密封环采用聚四氟乙烯材质。

优选的，所述定阀包括定阀限位槽；所述转阀包括转阀限位槽；所述密封环一侧包括与所述转阀限位槽相适应的环形凸起，所述环形凸起置入所述定阀限位槽中；所述密封环另一侧置入所述转阀限位槽中。

有益效果：一种分子筛制氧设备的气体控制阀，通过对调节装置中旋转杆的旋转，调节第一连杆与第二连杆端部的间距，进而调整调节板的位置对弹簧进行压紧，增加定阀与转阀之间的气密性，减少气体控制阀中气体的泄漏。另外，密封环设置于定阀与转阀之间，弥补由于定阀和转阀加工精度造成的气体泄漏，进一步增加气体控制阀的气密性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A位置的局部放大图；

图3为定阀的结构示意图；

图4为定阀的上表面结构示意图；

图5为定阀的下表面结构示意图；

图6为图2中定阀A-A位置的剖视图；

图7为图2中定阀B-B位置的剖视图；

图8为转阀的结构示意图；

图9为转阀的上表面结构示意图；

图10为转阀的下表面结构示意图；

图11为图7中转阀C-C位置的剖视图；

图12为图7中转阀D-D位置的剖视图；

图13为图1中B位置的局部放大图；

图14为气体控制阀的使用状态图。

图中，1、进气管；2、弹簧；3、封头；4、封圈；5、密封环；6、固定座； 7、伺服电机；8、阀体转轴；9、定阀；10、转阀；11、密封垫；12、调节装置； 1201、手轮；1202、旋转杆；1203、固定板；1204、连接块；1205、移动杆； 1206、第一连杆；1207、调节板；1208、第二连杆；13、轴孔；14、封圈螺栓孔；151、A定阀空气孔；152、B定阀空气孔；153、C定阀空气孔；154、D 定阀空气孔；151’、A出阀空气孔；152’、B出阀空气孔；153’、C出阀空气孔；154’、D出阀空气孔；161、A大氧气孔；162、B大氧气孔；163、C大氧气孔；164、D大氧气孔；161’、A进阀氧气孔；162’、B进阀氧气孔；163’、 C进阀氧气孔；164’、D进阀氧气孔；171、A小氧气孔；172、B小氧气孔；173、C小氧气孔；174、D小氧气孔；175、E小氧气孔；176、F小氧气孔；177、 G小氧气孔；178、H小氧气孔；179、I小氧气孔；1710、J小氧气孔；1711、K 小氧气孔；1712、L小氧气孔；18、固定座螺栓孔；19、排氧孔；19’阀侧排氧孔；20、空气进孔；21、定阀氧气槽；22、固定轴孔；231、A转阀空气孔； 232、B转阀空气孔；233、C转阀空气孔；241、A废气孔；242、B废气孔；241’、 A出阀废气孔；242’、B出阀废气孔；251、A转阀氧气孔；252、B转阀氧气孔； 253、C转阀氧气孔；254、D转阀氧气孔；255、E转阀氧气孔；256、F转阀氧气孔；257、G转阀氧气孔；258、H转阀氧气孔；259、I转阀氧气孔；2510、J 转阀氧气孔；2511、K转阀氧气孔；26、排氧孔；27、A转阀氧气槽；28、B转阀氧气槽；29、C转阀氧气槽；30、空气槽；31、定阀限位槽；32、转阀限位槽； 33、吸附塔；34、储氧罐。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，此描述仅用于解释本实用新型的具体实施方式，而不能以任何形式理解成是对本实用新型的限制，具体实施方式如下：

如图1所示，并参考图2至图7，一种分子筛制氧设备的气体控制阀包括进气管1，封头3、封圈4、密封环5、固定座6、伺服电机7、阀体转轴8、定阀 9、转阀10以及密封垫11。

定阀9通过螺栓固定于固定座6的上表面上。转阀10设置于定阀9的上部。定阀9和转阀10之间设置有密封环5，密封环5与定阀9的上表面外径相同，且开孔位置及相应尺寸均相同。密封环5固定于定阀9的上表面。密封环5优选采用聚四氟乙烯材质。密封环5的刚性要要弱于定阀9和转阀10，在弹簧2 的弹力压紧作用下，依靠密封环5的密封作用，使得定阀9和转阀10之间具有更好的密封性。另外，定阀9的上表面包括定阀限位槽31，转阀10的下表面包括转阀限位槽32，密封环5的上下表面分别与定阀限位槽31和转阀限位槽32 相适应，并嵌入相应的定阀限位槽31和转阀限位槽32中，能够对定阀9和转阀10进行限位，防止两者在径向发生位置偏移。

封圈4为具有空腔且上下均无底的圆柱结构，其下表面通过螺栓与定阀9 的上表面固定连接。封头3为内部具有空腔且不具有下底的圆柱结构，固定于封圈4的上表面，且与封圈4中心共线。密封垫11采用柔性材质，位于封头3 与封圈4之间，将封头3与封圈4隔离为两个相互独立的空间。进气管1贯通并固定于封头3的中心，其一端位于封头3外部，另一端位于封头3的空腔中。

阀体转轴8通过轴孔13一端贯通定阀9，并与转阀10的底部固定，另一端与伺服电机7固定连接，使得在伺服电机7的带动下，阀体转轴8能够带动转阀10同步转动。

如图3所示，并参考图4及图5，定阀9为中心具有贯通其数值方向的轴孔 13，轴孔13直径大于阀体转轴8，两者中心共线，使得阀体转轴8能够在轴孔 13内部转动。

封圈螺栓孔14具有4个，位于定阀9上表面与轴孔13同心的圆上。封圈螺栓孔14用于固定封圈4的螺栓安装，并不贯通定阀9。

固定座螺栓孔18具有4个，位于定阀9下表面与轴孔13同心的圆上。固定座螺栓孔18用于定阀9与固定座6固定螺栓的安装，并不贯通定阀9。

如图4所示，并参考7，A定阀空气孔151、B定阀空气孔152、C定阀空气孔153、D定阀空气孔154设置于定阀9上表面，直径均相同，位于与轴孔13 同心的定阀空气孔圆(图中未示出)上，且绕圆心均布。A出阀空气孔151’、 B出阀空气孔152’、C出阀空气孔153’、D出阀空气孔154’均布于定阀9侧面且分别与A定阀空气孔151、B定阀空气孔152、C定阀空气孔153、D定阀空气孔154连通。

如图4所示，并参考图6及图7，A大氧气孔161、B大氧气孔162、C大氧气孔163、D大氧气孔164设置于定阀9上表面，直径均相同，位于与轴孔13 同心的定阀氧气孔圆(图中未示出)上，所述圆的直径大于A定阀空气孔151、 B定阀空气孔152、C定阀空气孔153、D定阀空气孔154所在圆，且绕圆心均布。A大氧气孔161、B大氧气孔162、C大氧气孔163、D大氧气孔164分别与位于定阀9侧面的A进阀氧气孔161’、B进阀氧气孔162’、C进阀氧气孔163’、 D进阀氧气孔164’连通。

A小氧气孔171、B小氧气孔172、C小氧气孔173、D小氧气孔174、E小氧气孔175、F小氧气孔176、G小氧气孔177、H小氧气孔178、I小氧气孔179、 J小氧气孔1710、K小氧气孔1711、L小氧气孔1712，直径均相同，设置于定阀9上表面，位于与轴孔13同心的定阀氧气孔圆上，且均布。定阀氧气槽21 为设置于定阀9内部的封闭空腔，其与A小氧气孔171、B小氧气孔172、C小氧气孔173、D小氧气孔174、E小氧气孔175、F小氧气孔176、G小氧气孔177、 H小氧气孔178、I小氧气孔179、J小氧气孔1710、K小氧气孔1711、L小氧气孔1712均连通，但与A大氧气孔161、B大氧气孔162、C大氧气孔163、D大氧气孔164均不连通。定阀排氧孔19设置于定阀9内部，其一端与定阀氧气槽 21连通，其另一端与设置于定阀9侧面的阀侧排氧孔19’连通。

另外，定阀限位槽31为连续的环形槽，位于定阀9的上表面，除封圈螺栓孔14外的定阀9上表面的其他孔，均位于定阀限位槽31的内圈内。

如图8所示，并参考图9至图12，转阀10上表面具有空气进孔20，空气进孔20设置于转阀10的中心，并不贯通转阀10。空气进孔20通过管道与封头 3内部连通。固定轴孔22设置于转阀10下表面的中心，包括椭圆形的槽孔，用于与阀体转轴8进行连接固定。

如图10所示，并参考图11及图12，A转阀空气孔231、B转阀空气孔232、 C转阀空气孔233以及A废气孔241、B废气孔242位于以空气进孔20为中心的转阀空气孔圆(图中未示出)上。所述A转阀空气孔231、B转阀空气孔232、C 转阀空气孔233以及A废气孔241、B废气孔242均相互独立设置。转阀空气孔圆与定阀空气孔圆直径相同。A转阀空气孔231、B转阀空气孔232、C转阀空气孔233均通过空气槽30与空气进孔20连通。A废气孔241、B废气孔242分别与位于转阀侧面的A出阀废气孔241’、B出阀废气孔242’连通。

A转阀氧气孔251、B转阀氧气孔252、C转阀氧气孔253、D转阀氧气孔254、 E转阀氧气孔255、F转阀氧气孔256、G转阀氧气孔257、H转阀氧气孔258、I 转阀氧气孔259、J转阀氧气孔2510、K转阀氧气孔2511位于以空气进孔20中心为圆心的转阀氧气孔圆(图中未示出)上，直径相同且均布设置。转阀氧气孔圆与定阀氧气孔圆直径相同。G转阀氧气孔257、H转阀氧气孔258、I转阀氧气孔259以及J转阀氧气孔2510通过A转阀氧气槽27相互连通。A转阀氧气孔 251、B转阀氧气孔252、C转阀氧气孔253、D转阀氧气孔254、E转阀氧气孔 255通过B转阀氧气槽28相互连通，且与转阀排氧孔26连通。F转阀氧气孔256 与K转阀氧气孔2511通过C转阀氧气槽29相互连通。

另外，转阀限位槽32为连续的环形槽，位于转阀10的下表面，转阀10下表面的所有孔，均位于转阀限位槽32的内圈内。

如图13所示，气体控制阀的调节装置12左右对称设置于气体控制阀上，包括手轮1201、旋转杆1202、固定板1203、连接块1204、移动杆1205、第一连杆1206、调节板1207和第二连杆1208。调节板1207上具有与进气管1相适应的圆孔(图中未示出)，使得进气管1贯通调节板1207，进而调节板1207能够沿进气管1上下滑动。第一连杆1206通过转轴与封头3内壁表面铰接，第二连杆1208通过转轴与调节板1207上表面铰接。第一连杆1206与第二连杆1208 通过转轴铰接的同时与移动杆1205铰接。连接块1204左端与移动杆1205一体成型，内部具有空腔，右端具有与旋转杆1202相适应的通孔，该通孔直径小于连接块1204空腔的截面尺寸。旋转杆1202为螺纹杆，其左端具有挡头，位于封头3的空腔中，其右端固定有手轮1201，位于封头3外侧。旋转杆1202插入连接块1204空腔中，并能够沿其自身的轴向中心自由旋转。固定板1203垂直于旋转杆1202设置并固定于封头3内壁上。旋转杆1202与固定板1203通过螺纹相互连接。旋转杆1202能够在手轮1201的带动下，正转或反转，并使得第一连杆1206的上端与第二连杆1208下端的间距变化，进而使得调节板1207能够上升或下降。在调节板1207的上升或下降作用下，弹簧2对于定阀9与转阀10的挤压力能够随之变化。

使用时，如图14所示，将气体控制阀的A出阀空气孔151’、B出阀空气孔152’、C出阀空气孔153’、D出阀空气孔154’分别与4个不同吸附塔33的进口端连通。A进阀氧气孔161’、B进阀氧气孔162’、C进阀氧气孔 163’、D进阀氧气孔164’分别与4个不同吸附塔33的出口端连通。阀侧排氧孔19’通过管道与储氧罐34连接。旋转手轮1201，使得1202带动1205左右运动，进而使得1207的位置调节至适当高度，弹簧2对于转阀9的压力适中，保证转阀9与定阀10之间气密性的同时，而不会使得两者之间的摩擦力过大。

压缩空气由进气管1进入转阀9的空气进孔20中，随着转阀9的不断转动由A转阀空气孔231、B转阀空气孔232、C转阀空气孔233依次与A定阀空气孔151、B定阀空气孔152、C定阀空气孔153、D定阀空气孔154连通，并依次通过转阀侧面的A出阀空气孔151’、B出阀空气孔152’、C出阀空气孔153’、 D出阀空气孔154’进入吸附塔33中，依靠吸附塔33的吸附作用产生氧气。由吸附塔33产生的氧气依次由定阀9侧面的A进阀氧气孔161’、B进阀氧气孔162’、C进阀氧气孔163’、D进阀氧气孔164’进入与其相应的A大氧气孔 161、B大氧气孔162、C大氧气孔163、D大氧气孔164中，A大氧气孔161、B 大氧气孔162、C大氧气孔163、D大氧气孔位于定阀氧气孔圆上。与定阀氧气孔圆同直径且共心的转阀氧气孔圆上的A转阀氧气孔251、B转阀氧气孔252、C 转阀氧气孔253、D转阀氧气孔254、E转阀氧气孔255、F转阀氧气孔256、G 转阀氧气孔257、H转阀氧气孔258、I转阀氧气孔259、J转阀氧气孔2510与K 转阀氧气孔2511在转动过程中会与A大氧气孔161、B大氧气孔162、C大氧气孔163、D大氧气孔间歇连通。依靠A转阀氧气槽27、B转阀氧气槽28以及C 转阀氧气槽29的区域阻隔作用，使得上述3者与定阀氧气槽21间歇连通，连通时的氧气依次通过定阀排氧孔19以及阀侧排氧孔19’进入储氧罐34中存储。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (4)

1.一种分子筛制氧设备的气体控制阀，包括进气管(1)、弹簧(2)、封头(3)、封圈(4)、固定座(6)、伺服电机(7)、阀体转轴(8)、定阀(9)、转阀(10)以及密封垫(11)；所述定阀(9)包括定阀氧气槽(21)、定阀排氧孔(19)以及4个定阀空气孔、4个大氧气孔、12个小氧气孔；所述转阀(10)包括空气进孔(20)、转阀排氧孔(26)、转阀氧气槽以及3个转阀空气孔、11个转阀氧气孔和空气进孔(20)；其特征在于，

所述气体控制阀还包括对称设置的调节装置(12)；所述调节装置(12)一端设置于所述封头(3)腔体内部；所述调节装置(12)另一端设置于所述封头(3)腔体外部；所述弹簧(2)为压缩弹簧；所述调节装置(12)与所述弹簧(2)一端连接。

2.根据权利要求1所述的气体控制阀，其特征在于，所述调节装置包括旋转杆(1202)、固定板(1203)、连接块(1204)、移动杆(1205)、第一连杆(1206)、调节板(1207)和第二连杆(1208)；

所述进气管(1)贯通所述调节板(1207)，所述调节板(1207)滑动设置于所述进气管(1)上；

所述第一连杆(1206)一端与所述封头(3)内壁铰接；所述第一连杆(1206)另一端与所述移动杆(1205)铰接；所述第二连杆(1208)一端与所述调节板(1207)铰接；所述第二连杆(1208)另一端与所述移动杆(1205)铰接；

所述旋转杆(1202)一端设置于所述封头(3)内部，所述旋转杆(1202)另一端设置于所述封头(3)外部；所述旋转杆(1202)与所述封头(3)连接设置密封部件；

所述旋转杆与所述移动杆(1205)共线，所述旋转杆(1202)通过所述连接块(1204)与所述移动杆(1205)旋转连接；所述旋转杆(1202)与所述固定板(1203)螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的气体控制阀，其特征在于，所述气体控制阀还包括设置于所述定阀(9)与所述转阀(10)之间的密封环(5)；所述密封环(5) 固定于所述定阀(9)上；所述密封环(5)与所述定阀(9)接触面相适应；所述密封环(5)采用聚四氟乙烯材质。

4.根据权利要求3所述的气体控制阀，其特征在于，所述定阀(9)包括定阀限位槽(31)；所述转阀(10)包括转阀限位槽(32)；所述密封环(5)一侧包括与所述转阀限位槽(32)相适应的环形凸起，所述环形凸起置入所述定阀限位槽(31)中；所述密封环(5)另一侧置入所述转阀限位槽(32)中。

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