[发明专利]一种两位三通快速换向阀

说明书

技术领域

本发明属于换向阀技术领域，涉及一种两位三通快速换向阀。

背景技术

某些高精度计量系统，需要精确计量某一时间内通过管道的气体体积，这就要求计量系统具有能够迅速切换气体流动方向的换向阀。为保证计量的精确性，要求阀门不但要尽可能快速地完成管路切换，还要保证阀门每次动作时间基本相同。市场中现有的大口径两位三通换向阀一般选用三通球阀结构，其结构简单成本较低，但阀门动作时间较长，每次动作时间散差较大,高压状态密封性能较差，限制了精确计量系统的精度。

一般快速阀采用阀芯行程较小的气动截止阀结构，但高速运动的阀芯会直接撞击阀座，对阀座产生很大冲击。传统的换向阀中，阀座撞击面也是阀座密封面(阀芯和阀体的接触面为锥形结构，密封时没有O型密封圈，仅仅通过接触面的接触进行密封)，较窄的密封面在阀芯的高速撞击下会很快损坏，导致阀门泄漏；

另外，传统的气缸缓冲装置以气垫作为主要缓冲结构，气垫缓冲结构的缓冲行程长、缓冲过程重复性差，缓冲力不能根据要求修正，影响阀门动作时间的重复性，对于高压大流量的气体通过时，由于冲击较大，气垫缓冲无法满足使用要求。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种密封面和撞击面相分离的快速换向阀，避免了封面在阀芯的高速撞击下会很快损坏，导致阀门泄漏的问题。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种两位三通快速换向阀，包括换向阀主体、连接法兰以及气动执行器；

气动执行器包括高压气缸、支撑杆；

换向阀主体包括阀体、阀芯、压筒、阀杆、主路阀座以及支路阀座；

压筒套装在阀体内部，主路阀座、支路阀座位于压筒内部，主路阀座安装在压筒的中部，支路阀座安装在压筒的下部；支路阀座和主路阀座将压筒分割成相互连通上压腔、中压腔以及下压腔，阀芯位于中压腔内，阀杆的一端与阀芯连接，另一端与所述高压气缸的活塞杆连接；

所述阀体在对应中压腔和下压腔的位置均设置有出气口；

连接法兰固定安装在阀体上端面，连接法兰与所述高压气缸通过支撑杆支撑；

其特征在于：

主路阀座的下表面安装主路压环，主路压环的内环面和主路阀座的下表面形成限位台阶作为阀芯上限位；支路阀座的上表面安装支路压环，支路压环的内环面和支路阀座的上表面形成限位台阶作为阀芯下限位；

主路压环的内环面和主路阀座的下表面相交的位置开设有截面为圆弧形的第一环形凹槽；

支路压环的内环面和支路阀座的上表面相交的位置开设有截面为圆弧形的第二环形凹槽；

第一环形凹槽和第二环形凹槽内均安装有O型密封圈。

为了满足快速换向的需求，保证高压气缸的使用寿命，本发明的气动执行器还在高压气缸的基础上，增加设计了缓冲单元，其具体有两种结构：

单边缓冲单元：

高压气缸包括气缸缸筒、气缸活塞、一个气缸活塞杆、气缸上缸盖以及气缸下缸盖；所述气缸活塞杆包括上部连接段，中部限位段以及下部连接段；

所述气动执行器还包括单边缓冲单元；单边缓冲单元包括安装在气缸下缸盖的缓冲器缸筒、位于缓冲器缸筒内的上缓冲弹簧以及下缓冲弹簧；

上部连接段依次穿过上缓冲弹簧、缓冲器缸筒、气缸下端盖与所述气缸活塞连接，下部连接段依次穿过下缓冲弹簧、缓冲器缸筒与所述阀杆连接；所述中部限位段的外径大于上部连接段和下部连接段；中部限位段位于缓冲器缸筒内；上缓冲弹簧套装在上部连接段且一端压靠在缓冲器缸筒内部上表面，另一端压靠在中部限位段上端；下缓冲弹簧套装在下部连接段且一端压靠在缓冲器缸筒内部下表面，另一端压靠在中部限位段下端。

双边缓冲单元

所述高压气缸包括气缸缸筒、气缸活塞、上气缸活塞杆、下气缸活塞杆、气缸上端盖以及气缸下端盖；所述上气缸活塞杆包括上部自由段，中部限位段以及下部连接段；所述下气缸活塞杆包括上部连接段，中部限位段以及下部连接段；

所述气动执行器还包括双边缓冲单元，所述双边缓冲单元包括安装在气缸上缸盖的上缓冲单元和安装在下缸盖的下缓冲单元；上缓冲单元包括与气缸缸筒固连的上缸筒、位于上缸筒内的上缓冲弹簧；下缓冲单元包括与气缸缸筒固连的下缸筒、位于下缸筒内的下缓冲弹簧；

其中，上气缸活塞杆的上部自由段自下而上依次穿过上缓冲弹簧上缸筒后伸出上缸筒；下部连接段与所述气缸活塞连接，所述中部限位段的外径大于上部自由段和下部连接段；中部限位段的上端与上缸筒内部上表面之间安装上缓冲弹簧；