一種氣控高壓開關閥組的製作方法

2023-09-14 09:53:00 3

一種氣控高壓開關閥組的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種氣控高壓開關閥組，包括由流體主通道(2)串聯的多個氣控閥單元(3)，氣控閥單元(3)含有流體分支通道(31)、閥芯(32)和閥杆(33)，閥杆(33)能夠在氣體壓力作用下推動閥芯(32)移動並使流體主通道(2)和流體分支通道(31)連通，流體分支通道(31)能夠與該氣控高壓開關閥組的外界連通。該氣控高壓開關閥組通過對高壓氣控閥的結構設計改善，有效地改善了高壓氣控閥的空間結構，有效地提高了該高壓氣控閥的使用安全性，同時通過將高壓閥全部集成到一個箱體內進行閉環控制，有效的監控高壓的使用狀態，提高了該高壓閥組的安全穩定性。
【專利說明】一種氣控高壓開關閥組

【技術領域】
[0001]本實用新型涉採油工程設備【技術領域】，具體的是一種氣控高壓開關閥組。

【背景技術】
[0002]傳統的氣控高壓開關閥採用壓縮空氣推動氣缸的工作方式，氣缸上連有槓桿，槓桿推動頂針，頂針的錐面最終將高壓閥閥芯貼牢達到密封，進而達到控制高壓閥的關與開的動作。其缺點是，第一:由於整套系統涉及到部件較多，佔用較大空間位置。如果自動設備由多個開關閥組成，則佔用更大的安裝使用空間。第二:高壓閥的開與關都是由壓縮空氣的氣缸推動控制，如果運行過程中，氣路突然停止供應，此時高壓閥沒有關閉，噴嘴會繼續噴出高壓水則可能釀成安全事故。第三:槓桿推動頂針的過程中，槓桿與頂針間產生較大的摩擦力，經過多次撞擊，頂針的錐面把高壓閥的閥座和內部的閥芯撞擊成橢圓，進而導致高壓閥的內漏和外漏，內漏和外漏都會導致高壓的壓力達不到設定的要求，而且由於高壓閥為非閉環控制，不能及時發現閥的洩漏，只能通過人工的不斷的巡檢。如發現不及時，壓力達不到，使得產品質量不合格，或工廠地面成一片汪洋，甚至可能導致生產安全事故。
實用新型內容
[0003]為了解決傳統的氣控高壓開關閥容易洩露的問題。本實用新型提供了一種氣控高壓開關閥組，該氣控高壓開關閥組通過對高壓氣控閥的結構設計改善，有效地改善了高壓氣控閥的空間結構，有效地提高了該高壓氣控閥的使用安全性，同時通過將高壓閥全部集成到一個箱體內進行閉環控制，有效的監控高壓的使用狀態，提高了該高壓閥組的安全穩定性。
[0004]本實用新型為解決其技術問題採用的技術方案是:一種氣控高壓開關閥組，包括閥組殼體和設置在閥組殼體內的流體主通道，所述氣控高壓開關閥組還包括由流體主通道串聯的多個氣控閥單元，氣控閥單元含有流體分支通道、閥芯和閥杆，閥芯設置在流體主通道和流體分支通道的連接處，閥芯能夠將流體分支通道密封，閥杆能夠在氣體壓力作用下推動閥芯移動並使流體主通道和流體分支通道連通，流體分支通道能夠與該氣控高壓開關閥組的外界連通，閥芯還連接有用於復位的彈性件。
[0005]氣控閥單兀還含有氣缸筒，氣缸筒內設有氣缸活塞，氣缸活塞的一側與閥杆的一端固定連接，閥杆的另一端與閥芯抵接。
[0006]氣缸筒設置在閥組殼體外並且氣缸筒位於閥組殼體的上方，氣缸筒的上端設有氣缸蓋，氣缸蓋與氣缸活塞的另一側之間形成氣壓腔，氣缸蓋上設有與該氣壓腔連通的通孔。
[0007]氣缸筒通過筒形的固定套與閥組殼體固定連接，固定套的下端密封插接於閥組殼體內，固定套的上端密封插接於氣缸筒內，閥杆穿設在固定套中。
[0008]閥杆包括從上向下依次連接的大徑段、中徑段和小徑段，大徑段與氣缸活塞固定連接，中徑段密封插接於固定套中，小徑段插接於流體分支通道中，小徑段的直徑小於流體分支通道的直徑。
[0009]閥芯為陶瓷球，流體主通道和流體分支通道的連接處還設有筒形的閥座，閥座與閥組殼體的內表面密封連接，閥座的一端設有與該陶瓷球相匹配的密封面，閥杆的所述另一端插接於閥座內。
[0010]該彈性件為彈簧，彈簧和閥芯之間設有彈簧座，彈簧和彈簧座設在閥芯的下方。
[0011]氣控閥單元還含有用於固定彈簧和彈簧座的安裝座，安裝座設置在閥組殼體的下部，安裝座的上端插接於閥組殼體內。
[0012]安裝座的上端內設有能夠容納彈簧和彈簧座的安裝孔，閥杆能夠將閥芯推入安裝孔中，安裝座的上端與閥座抵接，安裝座的側壁設有連通流體主通道和安裝孔的通孔。
[0013]閥組殼體為一體式結構，流體分支通道、閥芯和閥杆均設置在閥組殼體內，氣控閥單元還含有流體出口支線和流體測壓支線，流體出口支線和流體測壓支線也設置在閥組殼體內，流體出口支線和流體測壓支線均與流體分支通道連通，流體測壓支線連接有測壓傳感器。
[0014]本實用新型的有益效果是:該氣控高壓開關閥組可以適用的壓力範圍為35MPa?49MPa，由於對高壓氣控閥的結構設計進行了上述改善，從而有效地改善了高壓氣控閥的空間結構，提高了該高壓氣控閥的使用安全性，同時通過將高壓閥全部集成到一個箱體內進行閉環控制，還可以有效的監控高壓的使用狀態，提高該高壓閥組的安全穩定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本實用新型所述的氣控高壓開關閥組作進一步詳細的描述。
[0016]圖1是該氣控高壓開關閥組的立體示意圖。
[0017]圖2是該氣控高壓開關閥組的仰視圖。
[0018]圖3是圖2中沿A-A方向的剖視圖。
[0019]圖4是氣控閥單元的示意圖。
[0020]圖5是氣控閥單元的工作過程示意圖。
[0021]圖6是閥杆的示意圖。
[0022]其中1.閥組殼體，2.流體主通道，3.氣控閥單元；
[0023]31.流體分支通道，32.閥芯，33.閥杆，34.氣缸筒，35.氣缸活塞，36.氣缸蓋，37.固定套，38.閥座，39.彈簧，310.彈簧座，311.安裝座，312.安裝孔，313.通孔，314.球墨密封件，315.隔圈，316.閥座組件；
[0024]331.大徑段，332.中徑段，333.小徑段，361.通孔；
[0025]41.流體出口支線，42.噴嘴，43.測壓傳感器。

【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型所述的氣控高壓開關閥組作進一步詳細的說明。一種氣控高壓開關閥組，包括閥組殼體I和設置在閥組殼體I內的流體主通道2，所述氣控高壓開關閥組還包括由流體主通道2串聯的多個氣控閥單元3，每個氣控閥單元3均含有流體分支通道31、閥芯32和閥杆33，閥芯32設置在流體主通道2和流體分支通道31的連接處，閥芯32能夠將流體分支通道31密封，閥杆33能夠在氣體壓力作用下推動閥芯32移動並使流體主通道2和流體分支通道31連通，流體分支通道31能夠與該氣控高壓開關閥組的外界連通，閥芯32還連接有用於復位的彈性件，如圖1至圖4所示。
[0027]該氣控高壓開關閥組將多個氣控閥單元3集成到一起，當需要打開該氣控高壓開關閥組的某一氣控閥單元3的流體分支通道31，即使該流體分支通道31能夠噴射液體，只需要通過氣壓帶動閥杆33推動閥芯32移動並使流體主通道2和流體分支通道31連通，具體的，如圖5所示，氣壓使閥杆33推動閥芯32向下移動並使流體主通道2和流體分支通道31連通，液體便可以依次經過流體主通道2、閥芯32和閥座38之間空隙後進入流體分支通道31，從而噴射出該氣控尚壓開關閥組。
[0028]該氣控高壓開關閥組採用壓縮氣體作為驅動閥杆33及閥芯32移動的動力源，具體的，氣控閥單元3還含有氣缸筒34，氣缸筒34內設有氣缸活塞35，氣缸活塞35的下側與閥杆33的上端固定連接，閥杆33的下端與閥芯32抵接。採用直接氣體驅動式的結構，在高壓的衝擊下能連續頻繁切換不產生內外洩漏，並且有利於對高壓壓力迴路做閉環控制。
[0029]氣缸筒34設置在閥組殼體I外並且氣缸筒34位於閥組殼體I的上方，氣缸筒34的上端設有氣缸蓋36，氣缸蓋36與氣缸活塞35的上側之間形成封閉的氣壓腔，氣缸蓋36上設有與該氣壓腔連通的通孔361。通孔361通過氣路管線與高壓氣源連接，通過控制該高壓氣源向該氣壓腔充氣便可以驅動閥杆33擠壓並移動閥芯32。一般氣缸在壓縮空氣的壓力下做旋轉運動會加速密封圈的磨損，氣缸活塞35運動使用導向結構，這樣的話密封更加耐用。
[0030]為了便於密封，氣缸筒34通過筒形的固定套37與閥組殼體I固定連接，固定套37的下端密封插接於閥組殼體I內，固定套37的上端密封插接於氣缸筒34內，閥杆33穿設在固定套37中。
[0031]閥杆33包括從上向下依次連接的大徑段331、中徑段332和小徑段333，如圖6所示，大徑段331與氣缸活塞35固定連接，中徑段332密封插接於固定套37中，小徑段333插接於流體分支通道31中，小徑段333的直徑小於流體分支通道31的直徑。中徑段332與固定套37之間設有用於密封的球墨密封件314，小徑段333的上部外套設筒形的密封組件316，小徑段333的直徑小於密封組件316的內徑，密封組件316的外壁與閥組殼體I的內壁密封連接，球墨密封件314和密封組件316之間還設有隔圈315，由於該氣控高壓開關閥組要適用於高壓液體，所以採用上述設置以確保密封該閥組的密封性。
[0032]閥芯32為陶瓷球(陶瓷機械強度大，極高的耐磨性，耐腐蝕性，結構穩定，摩擦係數小等特點)，流體主通道2和流體分支通道31的連接處還設有筒形的閥座38，閥座38與閥組殼體I的內表面密封連接，閥座38的下端設有與該陶瓷球相匹配的密封面，閥杆33的下端的小徑段333插接於閥座38內。閥座38為筒形，閥座38的內徑小於小徑段333的直徑，閥座38的內徑和密封組件316的內徑形成了流體分支通道31。
[0033]該彈性件為彈簧39，彈簧39和閥芯32之間設有彈簧座310，彈簧39和彈簧座310設在閥芯32的下方。當氣壓洩掉後，彈簧39能夠推動該陶瓷球復位，使該陶瓷球重新密封流體分支通道31。該氣控高壓閥採用常閉的開關形式即彈簧截止的方式將高壓閥自動關閉，可以防止高壓氣控閥失去動力源時壓力迴路不能被關閉而產生的安全事故。
[0034]為了便於安裝及密封，氣控閥單元3還含有用於固定彈簧39和彈簧座310的安裝座311，安裝座311設置在閥組殼體I的下部，安裝座311的上端插接於閥組殼體I內。如圖4所示，安裝座311的上端內設有能夠容納彈簧39和彈簧座310的安裝孔312，閥杆33能夠將閥芯32推入安裝孔312中，安裝座311的上端與閥座38抵接，安裝座311的側壁設有連通流體主通道2和安裝孔312的通孔313。
[0035]該氣控高壓閥組將多個氣控閥單元3 (每個氣控閥單元3相當於一個高壓閥)集成到一個閥箱中後，有效的減小設備的空間尺寸。即閥組殼體I為一體式結構，流體分支通道31、閥芯32和閥杆33均設置在閥組殼體I內，每個氣控閥單元3還含有流體出口支線41和流體測壓支線，流體出口支線41和流體測壓支線也設置在閥組殼體I內，流體出口支線41和流體測壓支線均與流體分支通道31連通，流體測壓支線連接有測壓傳感器43，測壓傳感器43設置在閥組殼體I外，流體出口支線41連接有噴嘴42，噴嘴42也設置在閥組殼體I外。具體的，如圖5所示，氣壓使閥杆33推動閥芯32向下移動時，液體如箭頭B所示，便可以依次經過流體主通道2、通孔313、閥芯32和閥座38之間空隙後進入流體分支通道31和流體出口支線41，然後從噴嘴42噴出。該氣控高壓閥除靜態密封圈外所有易損運動部件都設計在閥箱的內部，有效的防止氣控高壓閥的外漏產生；而對於氣控高壓閥的內漏問題，通過增加壓力傳感器對整個閥箱進行閉環控制，使得氣控高壓閥能夠安全可靠的運行。
[0036]另外，如圖3所示，在本實用新型中，流體主通道2和流體分支通道31垂直，流體出口支線41和流體測壓支線均與流體分支通道31垂直，流體出口支線41和流體測壓支線均同軸設置在流體分支通道31的前後兩側。
[0037]本實用新型將原來的多個分散的氣控閥集成到一個箱體中來控制，採用一根進水管(流體主通道2)進入，避免管道過多分散，部件越少設備的失效形式越少，設備穩定性越高；採用0.3Mpa?0.4Mpa的穩定氣源作為動力源推動氣缸活塞35和閥槓33 (該氣源的開與關由PLC發指令給電磁閥動作)，閥槓再33推動所述陶瓷球，該陶瓷球被推開後，該陶瓷球與閥座38之間的曲面密封被打破，高壓水從陶瓷球和閥座38之間流出，這樣就形成了高壓水開的動作；當該氣源停止供氣的時候，在該陶瓷球另一側的彈簧39的作用下，將陶瓷球推回到閥座38，使得陶瓷球與閥座38的曲面被密封，進而達到對高壓水的關的動作的控制，通過彈簧39復位的方式可以防止該氣源斷供而產生的安全事故。當高壓閥不在工作狀態下，出水段(流體分支通道31)的壓力傳感器43就不會有輸出，一旦有輸出，也就是說明有壓力產生了內部洩漏，此時壓力傳感器43反饋信號，設備會出現報警告知某個閥的內部有洩漏。同時，當設備需要高壓閥來工作的時候，PLC給電到電磁閥，電磁閥將壓縮空氣通入到該氣控高壓開關閥組的氣缸筒34的所述氣壓腔中，氣缸推動閥槓33，此時所述陶瓷球被頂開，高壓水進入到流體分支通道31內，安裝在出水口的壓力感應器會有信號，信號反饋到PLC，設備正常工作，否則會產生報警。通過這樣的一個閉環控制對高壓閥進行全程控制。
[0038]該氣控高壓開關閥組合適的壓力適用範圍為35MPa?49MPa，該壓力範圍僅是為本領域的技術人員在應用方面提供參考，並不應該理解為是對本申請保護範圍的限制。
[0039]以上所述，僅為本實用新型的具體實施例，不能以其限定實用新型實施的範圍，所以其等同組件的置換，或依本實用新型專利保護範圍所作的等同變化與修飾，都應仍屬於本專利涵蓋的範疇。另外，本實用新型中的技術特徵與技術特徵之間、技術特徵與技術方案之間、技術方案與技術方案之間均可以自由組合使用。
【權利要求】
1.一種氣控高壓開關閥組，其特徵在於，所述氣控高壓開關閥組包括閥組殼體(I)和設置在閥組殼體(I)內的流體主通道(2)，所述氣控高壓開關閥組還包括由流體主通道(2)串聯的多個氣控閥單元(3)，氣控閥單元(3)含有流體分支通道(31)、閥芯(32)和閥杆(33)，閥芯(32)設置在流體主通道(2)和流體分支通道(31)的連接處，閥芯(32)能夠將流體分支通道(31)密封，閥杆(33)能夠在氣體壓力作用下推動閥芯(32)移動並使流體主通道(2)和流體分支通道(31)連通，流體分支通道(31)能夠與該氣控高壓開關閥組的外界連通，閥芯(32)還連接有用於復位的彈性件。
2.根據權利要求1所述的氣控高壓開關閥組，其特徵在於:氣控閥單元(3)還含有氣缸筒(34)，氣缸筒(34)內設有氣缸活塞(35)，氣缸活塞(35)的一側與閥杆(33)的一端固定連接，閥杆(33)的另一端與閥芯(32)抵接。
3.根據權利要求2所述的氣控高壓開關閥組，其特徵在於:氣缸筒(34)設置在閥組殼體(I)外並且氣缸筒(34)位於閥組殼體(I)的上方，氣缸筒(34)的上端設有氣缸蓋(36)，氣缸蓋(36)與氣缸活塞(35)的另一側之間形成氣壓腔，氣缸蓋(36)上設有與該氣壓腔連通的通孔(361)。
4.根據權利要求3所述的氣控高壓開關閥組，其特徵在於:氣缸筒(34)通過筒形的固定套(37)與閥組殼體(I)固定連接，固定套(37)的下端密封插接於閥組殼體(I)內，固定套(37)的上端密封插接於氣缸筒(34)內，閥杆(33)穿設在固定套(37)中。
5.根據權利要求4所述的氣控高壓開關閥組，其特徵在於:閥杆(33)包括從上向下依次連接的大徑段(331)、中徑段(332)和小徑段(333)，大徑段(331)與氣缸活塞(35)固定連接，中徑段(332)密封插接於固定套(37)中，小徑段(333)插接於流體分支通道(31)中，小徑段(333)的直徑小於流體分支通道(31)的直徑。
6.根據權利要求3所述的氣控高壓開關閥組，其特徵在於:閥芯(32)為陶瓷球，流體主通道(2)和流體分支通道(31)的連接處還設有筒形的閥座(38)，閥座(38)與閥組殼體(I)的內表面密封連接，閥座(38)的一端設有與該陶瓷球相匹配的密封面，閥杆(33)的所述另一端插接於閥座(38)內。
7.根據權利要求6所述的氣控高壓開關閥組，其特徵在於:該彈性件為彈簧(39)，彈簧(39)和閥芯(32)之間設有彈簧座(310)，彈簧(39)和彈簧座(310)設在閥芯(32)的下方。
8.根據權利要求7所述的氣控高壓開關閥組，其特徵在於:氣控閥單元(3)還含有用於固定彈簧(39)和彈簧座(310)的安裝座(311)，安裝座(311)設置在閥組殼體(I)的下部，安裝座(311)的上端插接於閥組殼體(I)內。
9.根據權利要求8所述的氣控高壓開關閥組，其特徵在於:安裝座(311)的上端內設有能夠容納彈簧(39)和彈簧座(310)的安裝孔(312)，閥杆(33)能夠將閥芯(32)推入安裝孔(312)中，安裝座(311)的上端與閥座(38)抵接，安裝座(311)的側壁設有連通流體主通道(2)和安裝孔(312)的通孔(313)。
10.根據權利要求1所述的氣控高壓開關閥組，其特徵在於:閥組殼體(I)為一體式結構，流體分支通道(31)、閥芯(32)和閥杆(33)均設置在閥組殼體⑴內，氣控閥單元(3)還含有流體出口支線(41)和流體測壓支線，流體出口支線(41)和流體測壓支線也設置在閥組殼體(I)內，流體出口支線(41)和流體測壓支線均與流體分支通道(31)連通，流體測壓支線連接有測壓傳感器(43)。
【文檔編號】F16K3/30GK204213457SQ201420687667
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】夏清衛 申請人:京西重工（上海）有限公司