平面旋轉式多用切換閥的製作方法
2023-06-23 12:50:21
專利名稱：平面旋轉式多用切換閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種各種儀表及自動控制裝置中用作流路切換的切換裝置，特別涉及一種用於氣相色譜儀中作為氣體或液體進樣、氣路切換、色譜柱反吹切割等的平面旋轉式多用切換閥。
作為現有技術的一種平面旋轉式切換閥是如日本橫河電機製作所生產的用於工業流程色譜儀中的切換閥，它是由形成一體的閥體和驅動器組成，由於構成一體、而且閥體和驅動器垂直安置，結構複雜、加工費高。而且一體設置的結構不能用於較高的溫度下，如200℃的溫度，另外，驅動器採用單活塞送進、彈簧復位，活塞用膜片式活塞，使用壽命短，需要經常更換活塞膜片。
本實用新型的目的是克服上述現有技術的缺點，提供一種結構簡單、易於加工、能在高溫下(如250℃以下)可靠運行，並且使用壽命長的平面旋轉式多用切換閥。
按照本實用新型的平面旋轉式多用切換閥由分立的閥體和驅動器以及將該兩部分連成一體的連接裝置構成，通過連接裝置將驅動器轉軸的轉動傳遞給閥體的閥芯，使其相應地轉動，從而實現切換動作。閥體部分與現有技術的平面旋轉式切換閥的閥體基本結構大體相同，不同之處是本實用新型切換閥的閥體中在閥芯的軸套和外殼的後蓋之間設有軸向止推軸承，用以減小轉動時的摩擦扭力，同時閥芯轉角的限位採用了閥芯上設置的定位銷釘和後蓋上設置的限位凹缺的配合裝置，提高了轉角定位精度。驅動器為雙活塞式齒條齒輪傳動機構，由活塞的直線運動轉換成齒輪的轉動，活塞採用活塞碗結構代替現有技術的膜片式活塞。另外，驅動器設置有一個與驅動器轉軸直接連接的手動旋鈕，使驅動器既可氣動也可手動。連接裝置採用連接套管和接軸套結構，可根據要求改換其長度，適應不同情況的需要。
按照本實用新型的平面旋轉式多用切換閥，由於採用分體式結構，閥體可設置於儀器運行的高溫爐箱內，而驅動器經連接器連接設置在爐箱外的室溫環境下，因此不能耐高溫的驅動器不受爐箱高溫(可達250℃)作用，不致損壞；同時，活塞碗結構代替膜片式活塞結構有效地提高了活塞的使用壽命；另外，由於採用了軸向止推軸承結構和銷釘轉角定位結構使閥芯轉動阻力減小，定位精度提高，運行可靠。再者，分體式的結構另件結構簡單易於加工有效地降低了製造成本。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的實施例。
圖1是說明本實用新型的一個實施例結構的局部縱剖視圖。
圖2是沿
圖1中A－A線放大了的剖視圖。
圖3是沿
圖1中B－B線放大了的剖面圖。
參照
圖1，按照本實用新型的平面旋轉式多用切換閥由閥體1、驅動器2以及將閥體1和驅動器2連成一體的連接裝置3組成。
如
圖1所示閥體1由閥芯4、閥座5和閥體外殼6組成，其基本構成與普通切換閥閥體結構大體相同，此處不予詳述。按照本實用新型的閥體和現有技術切換閥閥體結構不同之處在於閥芯4和閥體外殼6的後端蓋9之間設置了軸向止推軸承7，以減小閥芯4與閥體外殼6之間的轉動摩擦扭力。另外，改變了現有技術中以齒條行程來限位轉角的方式，採用了如
圖1和3所示的定位銷釘8與後端蓋9上的凹缺11相配合的轉角限位方式。閥芯4的轉軸12穿過軸向止推軸承7和外殼6的後端蓋9的軸孔，由彈簧卡圈13可轉動地固定於後端蓋9中，在閥芯的轉軸12伸出後端蓋9的一端，靠近端面處，貫穿轉軸12的直徑穿有一個套軸穿釘14，其兩端突出轉軸12的外園周面，用以與連接裝置3配合。
如圖2所示驅動器2是一種氣動雙活塞式齒條齒輪傳動驅動器，在活塞座15兩側對稱地設有氣缸17和17′，兩氣缸分別用螺釘氣密性地固定於活塞座15的兩側端面上，兩氣缸缸體的內徑與活塞座15的軸向孔徑相同，並且吻合連成一體，在兩氣缸的側壁面上，靠近氣缸端面處分別設置有氣咀18和18′，它們分別墊有密封墊片19和19′，以保證氣咀的氣密性，氣咀18，18′的導氣通道分別與氣缸17，17′相通。在氣缸17，17′和活塞座15形成的氣缸通道中安置有可沿氣缸軸線往復運動的活塞體16，這是一個雙頭活塞體，中間部分是一個與氣缸通道內徑滑配合的基本呈園柱體外輪廓的活塞支承體21，它的兩個端面分別有沿軸向延伸，且與活塞支承體21同軸的小直徑活塞芯柱22，22′，它們的兩終端分別有一體成形的直徑稍大的法蘭盤23，23′，兩個活塞碗24，24′分別穿入活塞芯柱22，22′，由法蘭盤23，23′分別將它們卡合在活塞支承體21的兩個端面上，活塞碗24，24′可由耐油性的丁腈橡膠製成，活塞碗24，24′的外園周壁與氣缸壁彈性地接觸，其橫截面呈下凹的環柱狀。如
圖1、圖2所示，在活塞支承體21的外園柱面上，相對於中心軸線C－C對稱地切有兩段平面25，25′，兩平面相互平行，而且同時平行於中心軸線C－C，在平面25，25′上沿其縱向中心線對稱地開有一個長的齒軸孔26，貫穿平面25和25′，同時，以平面25，25′的對稱中心面為中心，沿活塞支承體21的外園柱面的一側軸向開有一矩形長槽27，與齒軸孔26連通，矩形長槽27中由銷釘29嵌鑲一條齒面露在齒軸孔26中的齒條28，用以和後述的齒軸上的齒輪相嚙合。
活塞座15有一個沿軸向延伸並與活塞支承體21的園柱面滑配合的內孔，其孔徑與氣缸缸體內徑相同。在垂直於內孔軸線方向上，在活塞座的中央部位開有齒軸穿通孔30，用以穿通齒軸32。
齒軸32的中間部位設有與兩端轉軸36，37同心的齒輪33，其齒根直徑稍大於兩端的轉軸36，37的直徑，可以和活塞支承體21的齒條28嚙合，齒輪33兩端的轉軸36，37上分別滑配地套有軸套34，軸套的外園周面與齒軸孔26的內壁面相切並滑動接觸配合，兩軸套的外端毗鄰地在轉軸上壓入嵌套軸承31，31′，兩軸承的外周壁緊配合在齒軸穿通孔30內，使齒軸32可靈活地相對於活塞座15轉動，齒軸32的兩端轉軸36，37分別伸出活塞座15相對的兩個側面，轉軸36端安裝手動旋鈕35，而另一端37的端面附近，貫穿直徑穿通一個銷釘38，其兩端突出轉軸的園周面，用以與後述的連接裝置相配合。
把驅動器2和閥體1連為一體的連接裝置3由連接套管41和接軸套42構成，連接套管41的兩端分別設有連接法蘭盤39、40，用來分別和驅動器的活塞座15及閥體1的後端蓋9用螺釘連接。接軸套42是空心園管，其內徑與驅動器的轉軸37及閥芯的轉軸12的直徑相等，兩外徑小於連接套管41的內徑，接軸套的兩端分別開有貫穿直徑而沿軸向延伸一段距離的開口槽，可以分別地與驅動器轉軸37的銷釘38及閥芯的轉軸12的套軸穿釘14配合。連接套管41同心地套在接軸套42外面，兩端法蘭盤分別固定在驅動器2和閥體1上。
下面說明本實用新型的平面旋轉式多用切換閥的動作過程。
如圖2所示，當進行管路切換時，由圖中左側氣咀送入具有一定壓力的空氣，送入的空氣壓入氣缸，將活塞體沿箭頭M所示方向推向右側，活塞體內的齒條28相應地沿M方向作直線運動，從而使與齒條28相嚙合的齒軸上的齒輪33逆時針相對活塞座轉動，相應地轉軸37也一起轉動相應的角度，轉角的大小由凹缺11的周向角長度和定位銷釘8決定，如圖3所示，凹缺11的角長度α與閥體的種類有關，對六通切換閥來說α＝△α＋60°，而四通切換閥的α＝△α＋90°，其中△α是定位銷釘8的直徑佔據的周向角長度。對於六通切換閥和四通切換閥來說，可以分別設置具有相應凹缺長度的後端蓋9，根據需要更換，也可以在同一個後端蓋9上切出兩個不同角長度的凹缺11，根據不同的需要變換定位銷釘8所在的凹缺位置，以改換切通的種類。隨轉軸37轉動，經接軸套42、轉軸12使設置在閥芯4上的閥瓣43同步地相對於閥座5轉動角度60°(或90°)，從而實現接於閥座5上的多條管路44的對應切換。同時，在不使用空氣為動力的驅動，可以直接用手動旋鈕35實現切換操作。另外，連接裝置3的長度可以根據儀器的需要來決定。
由於驅動器和閥體是分體的，由連接裝置連為一體，即使儀器運行於高溫狀態上，驅動器也能正常運行不致損壞，另外，活塞採用活塞碗結構，有效地提高了驅動器活塞的使用壽命，同時分體製造驅動器和閥體，降低了製造成本，簡化了另件的結構。
權利要求1.一種平面旋轉式多用切換閥，由驅動器和閥體構成，其特徵在於所述的驅動器和閥體是分體的，兩者之間設置有一個將其連接成一體的連接裝置，所述的驅動器是氣動雙活塞式齒條齒輪傳動驅動器。
2.根據權利要求1的平面旋轉式多用切換閥，其特徵在於所述的連接裝置由連接套管和接軸套構成。
3.根據權利要求2的平面旋轉式多用切換閥，其特徵在於所述接軸套與閥體及驅動器的連接是銷、槽結構連接。
4.根據權利要求1的平面旋轉式多用切換閥，其特徵在於所述氣動雙活塞式齒條齒輪驅動器安裝有兩個活塞碗。
5.根據權利要求1的平面旋轉式多用切換閥，其特徵在於所述的閥體包括用軸向止推軸承連接的閥芯和閥體外殼。
6.根據權利要求5的平面旋轉式多用切換閥，其特徵在於所述閥體設置有轉角限位裝置，所述的轉角限位裝置，所述的轉角限位裝置由設置在所述閥芯上的定位銷釘和設置在所述閥體外殼上具有確定角度的凹缺結構相配合而構成的。
專利摘要本實用新型是關於一種用於氣相色譜儀中的平面旋轉式多用切換閥，可以用作氣體、液體進樣、氣路切換以及色譜柱反吹切換等多種用途。
這種切換閥的閥體和驅動器是分體的，通過連接裝置連成一體，驅動器採用氣動雙活塞式齒條齒輪傳動驅動器，活塞採用活塞碗結構，閥體中設置有軸向止推軸承和轉角限位裝置，同時還設有手動旋鈕，不僅可以氣動，也可用旋鈕手動操作。
文檔編號F16K31/122GK2174605SQ9324138
公開日1994年8月17日 申請日期1993年10月9日 優先權日1993年10月9日
發明者於敬信 申請人:北京市北分色譜儀器技術公司