專(zhuān)利名稱(chēng)：平衡式氣控單向截止閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種平衡式氣控單向截止閥，它特別適應(yīng)于低控制壓力下實(shí)現(xiàn)壓縮天然氣集束氣瓶同時(shí)進(jìn)行充/放氣的自動(dòng)控制。
技術(shù)背景隨著天然氣成為我國(guó)主要的綠色清潔能源之一，儲(chǔ)運(yùn)壓縮天然氣的容器已由大氣罐向通過(guò)匯流排連接構(gòu)成的多氣瓶集束瓶組的方式發(fā)展。由于氣瓶集束瓶組的氣瓶數(shù)量多，使得取氣節(jié)點(diǎn)多，如采用傳統(tǒng)閥門(mén)對(duì)氣瓶進(jìn)行充/放氣，無(wú)論是機(jī)械還是人工充氣/放氣，效率都是極低。專(zhuān)利號(hào)ZL201010237986. 6的專(zhuān)利公開(kāi)了一種壓縮氣體集束瓶組專(zhuān)用閥門(mén)及其集中氣動(dòng)控制方法，它雖然采用集中氣動(dòng)操控方式可實(shí)現(xiàn)多閥門(mén)的集中控制，但是由于氣動(dòng)操控推力較大，需要獨(dú)立的高壓氣源(> 2MPa)，閥內(nèi)推桿密封件易損壞，無(wú)論氣控成本還是安全性、工作效率均不十分理想。為解決這些問(wèn)題，滿足壓縮天然氣集束瓶組在低壓氣體控制下可實(shí)現(xiàn)多個(gè)氣瓶同時(shí)進(jìn)行充/放氣，對(duì)平衡式氣控單向截止閥進(jìn)行了研制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種平衡式氣控單向截止閥，其閥芯內(nèi)部設(shè)計(jì)有軸向中心通孔和垂直通孔，控制氣體可在低壓下(<0.6MPa)實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的自動(dòng)開(kāi)閉，可用較小的氣缸直徑Φ35_)，使閥門(mén)結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)閥門(mén)具有單向流通功能，即氣瓶充氣時(shí)，控制氣缸不需工作，閥門(mén)在充氣壓力作用下自動(dòng)開(kāi)啟，充氣完成后可自動(dòng)關(guān)閉。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是它包括氣缸組件、閥門(mén)組件、閥體、手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件、安全螺塞組件，手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件、安全螺塞組件裝于閥體側(cè)面對(duì)應(yīng)的安裝孔中，閥體上部設(shè)計(jì)有左接氣口、右接氣口，左接氣口和右接氣口均和閥體的內(nèi)腔相通，所述的氣缸組件包括氣缸體、活塞、活塞密封圈、卡環(huán)、墊板、支承螺座、止動(dòng)螺釘，活塞密封圈裝于活塞的徑向環(huán)形槽中，墊板裝于活塞的內(nèi)腔并通過(guò)卡環(huán)卡緊，裝有活塞密封圈、墊板的活塞裝于氣缸體的內(nèi)腔，支承螺座螺接于閥座壓蓋的外螺紋并由止動(dòng)螺釘進(jìn)行側(cè)向固定，氣缸體內(nèi)螺紋螺接于支承螺座，氣缸體的外側(cè)立面有一控制氣源接口，所述的閥門(mén)組件包括復(fù)位彈簧、閥座壓蓋、閥座壓蓋密封圈、閥芯、閥座、錐形密封圈、閥門(mén)壓蓋、閥座密封圈、閥芯密封圈、彈簧座、緩沖墊、推桿密封件、螺堵、推桿，閥座裝于本體內(nèi)部腔室的中部，閥座和本體之間以及閥座和閥座壓蓋之間裝有閥座密封圈，閥座接觸錐形密封圈的接觸面為一錐面，閥芯水平裝于閥座，閥芯的中部裝有閥芯密封圈，閥芯內(nèi)部設(shè)計(jì)有軸向中心通孔，閥芯靠近尾端位置有和軸向中心通孔互成90°的垂直通孔，閥芯的外側(cè)中部設(shè)計(jì)有環(huán)形槽，閥芯裝入閥座后環(huán)形槽與閥座之間形成一個(gè)氣腔，[0013]錐形密封圈裝于閥芯的前端止口，閥門(mén)壓蓋螺紋旋裝于閥芯前端壓靠錐形密封圈，錐形密封圈的表面錐度和閥座接觸錐形密封圈的接觸錐面的錐度相同，復(fù)位彈簧套裝于閥芯的后端，復(fù)位彈簧的一端頂靠閥座，另一端頂靠旋裝于閥芯后端的彈黃座，閥座壓蓋密封圈裝于閥座壓蓋前端的徑向環(huán)形槽中，閥座壓蓋外螺紋螺接于本體，閥座壓蓋的外側(cè)有一圓柱臺(tái)階，緩沖墊裝于閥座壓蓋外側(cè)的臺(tái)階止口，推桿裝于閥座壓蓋的水平中心通孔中，推桿密封件套裝于推桿并裝于閥座壓蓋的安裝孔，旋入螺堵壓緊推桿密封件，推桿密封件采用耐磨環(huán)在內(nèi)、彈性O(shè)型密封圈在外的反格萊圈密封結(jié)構(gòu)，推桿受外力時(shí)可左右自由移動(dòng)。對(duì)集束瓶組氣瓶進(jìn)行排氣時(shí)，外部控制氣源分別同時(shí)從瓶組的多個(gè)氣瓶的氣缸體的氣源接口接入，控制氣源推動(dòng)活塞做功，活塞推動(dòng)推桿，推桿克服復(fù)位彈簧的彈簧力推動(dòng) 閥芯向右運(yùn)動(dòng)，閥芯前端的錐形密封圈脫離閥座的接觸面，多個(gè)氣瓶的閥門(mén)同時(shí)處于雙向開(kāi)啟狀態(tài)。由于閥芯內(nèi)部設(shè)計(jì)有軸向中心通孔和垂直通孔，閥芯左右兩端的氣體壓強(qiáng)達(dá)到平衡，外部控制氣源可在低壓下O. 6MPa)只需克服復(fù)位彈簧的彈簧力即可開(kāi)啟閥門(mén)。排氣完成后，關(guān)閉控制氣源，復(fù)位彈簧的彈簧力反推閥芯運(yùn)動(dòng)，閥芯前端的錐形密封圈貼合閥座的接觸面，多個(gè)氣瓶的閥門(mén)同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。對(duì)集束瓶組氣瓶進(jìn)行充氣時(shí)，壓縮天然氣從閥體兩側(cè)的左接氣口或右接氣口通入，當(dāng)壓縮天然氣進(jìn)入環(huán)形槽與閥座形成的氣腔時(shí)，壓縮天然氣的自身壓力克服復(fù)位彈簧的彈簧力推動(dòng)閥芯向右運(yùn)動(dòng)，閥芯前端的錐形密封圈脫離閥座的接觸面，多個(gè)氣瓶的閥門(mén)同時(shí)處于雙向開(kāi)啟狀態(tài)。充入的壓縮天然氣進(jìn)入閥門(mén)后分成二路，一路進(jìn)入氣瓶?jī)?nèi)，另一路壓縮天然氣從閥體的另一接氣口分流輸出，通過(guò)氣路連接管進(jìn)入下一氣瓶，依次類(lèi)推，實(shí)現(xiàn)集束瓶組多個(gè)氣瓶的同步充氣。充氣完成后，此時(shí)氣瓶?jī)?nèi)壓縮天然氣壓強(qiáng)達(dá)到外部充入氣體壓強(qiáng)，閥芯左右兩端氣體壓強(qiáng)達(dá)到平衡，復(fù)位彈簧的彈簧力推動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，閥芯前端的錐形密封圈貼合閥座的接觸面，多個(gè)氣瓶的閥門(mén)同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，集束氣瓶充氣結(jié)束。整個(gè)充氣過(guò)程不需要接入外部控制氣源即可自動(dòng)完成，氣缸組件無(wú)任何動(dòng)作。在沒(méi)有接入外部控制氣源時(shí)，平衡式氣控單向截止閥為常閉狀態(tài)。手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件為常開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)行瓶閥維修或出現(xiàn)應(yīng)急狀態(tài)時(shí)，手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件可應(yīng)急關(guān)閉閥門(mén)。當(dāng)氣瓶?jī)?nèi)氣壓過(guò)高時(shí)，安全螺塞組件及時(shí)釋放壓力，可有效地防止出現(xiàn)安全問(wèn)題。本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果I、閥芯采用中央通孔結(jié)構(gòu)，充分利用氣體平衡原理，氣控系統(tǒng)只需采用低壓((O. 6MPa)氣體即可，可有效降低氣控成本，提高系統(tǒng)安全性。2、閥門(mén)推桿密封件采用耐磨環(huán)在內(nèi)、彈性O(shè)型密封圈在外的反格萊圈密封結(jié)構(gòu)(一般用于孔密封的格萊圈是耐磨環(huán)在外，彈性圈在內(nèi))，可適應(yīng)_50°C 100°C的使用環(huán)境和高壓氣體(20MPa)的工況，有效解決了閥內(nèi)推桿密封件易損壞的問(wèn)題。3、閥門(mén)結(jié)構(gòu)新穎緊湊，磨損小，壽命高，具有可靠性高、安全性好、檢測(cè)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型平衡式氣控單向截止閥的結(jié)構(gòu)示意圖。[0025]圖2為圖I的A-A視圖。圖3為圖I的B-B視圖。圖4為圖I中閥芯11的結(jié)構(gòu)圖。圖5為圖I中推桿密封圈組件21、推桿22的局部結(jié)構(gòu)圖。圖6為本實(shí)用新型平衡式氣控單向截止閥排氣狀態(tài)圖。圖7為本實(shí)用新型平衡式氣控單向截止閥充氣狀態(tài)時(shí)的B-B視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例作進(jìn)一步描述。 參看圖I、圖2，一種平衡式氣控單向截止閥，它包括氣缸組件、閥門(mén)組件、閥體15、手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件16、安全螺塞組件24。手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件16、安全螺塞組件24裝于閥體15側(cè)面對(duì)應(yīng)的安裝孔中，閥體15上部設(shè)計(jì)有左接氣口 25、右接氣口 26，左接氣口 25和右接氣口 26均和閥體15的內(nèi)腔相通。參看圖I、圖2、圖3、圖4，氣缸組件包括氣缸體I、活塞2、活塞■封圈3、卡環(huán)4、塾板5、支承螺座6、止動(dòng)螺釘7?；钊芊馊?裝于活塞2的徑向環(huán)形槽中，墊板5裝于活塞2的內(nèi)腔并通過(guò)卡環(huán)4卡緊，裝有活塞密封圈3、墊板5的活塞2裝于氣缸體I的內(nèi)腔，支承螺座6螺接于閥座壓蓋9的外螺紋并由止動(dòng)螺釘7進(jìn)行側(cè)向固定，氣缸體I內(nèi)螺紋螺接于支承螺座6，氣缸體I的外側(cè)立面有一控制氣源接口。所述的閥門(mén)組件包括復(fù)位彈簧8、閥座壓蓋9、閥座壓蓋密封圈10、閥芯11、閥座12、錐形密封圈13、閥門(mén)壓蓋14、閥座密封圈17、閥芯密封圈18、彈簧座19、緩沖墊20、推桿密封件21、螺堵22、推桿23。閥座12裝于本體15內(nèi)部腔室的中部，閥座12和本體15之間以及閥座12和閥座壓蓋9之間裝有閥座密封圈17，閥座12接觸錐形密封圈13的接觸面為一錐面。閥芯11水平裝于閥座12，在閥芯11的中部裝有閥芯密封圈18，閥芯11的內(nèi)部設(shè)計(jì)有軸向中心通孔28，閥芯11靠近尾端位置有和軸向中心通孔28互成90°的垂直通孔27，閥芯11的外側(cè)中部設(shè)計(jì)有環(huán)形槽29，閥芯11裝入閥座12后環(huán)形槽29與閥座12之間形成一個(gè)氣腔。錐形密封圈13裝于閥芯11的前端止口，閥門(mén)壓蓋14螺紋旋裝于閥芯11前端并壓靠錐形密封圈13，錐形密封圈13的表面錐度和閥座12接觸錐形密封圈13的接觸錐面的錐度相同。復(fù)位彈簧8套裝于閥芯11的后端，復(fù)位彈簧8的一端頂靠閥座12，另一端頂靠旋裝于閥芯11后端的彈簧座19。閥座壓蓋密封圈10裝于閥座壓蓋9前端的徑向環(huán)形槽中，閥座壓蓋9外螺紋螺接于本體15，閥座壓蓋9的外側(cè)有一圓柱臺(tái)階，緩沖墊20裝于閥座壓蓋9外側(cè)的臺(tái)階止口，緩沖墊20在通入控制氣體時(shí)對(duì)活塞2起緩沖作用。參看圖I、圖5，推桿23裝于閥座壓蓋9的水平中心通孔中，推桿密封件21套裝于推桿23并裝于閥座壓蓋9的安裝孔，螺堵22旋裝于閥座壓蓋9的安裝孔并壓緊推桿密封件21，推桿密封件21采用耐磨環(huán)在內(nèi)、彈性O(shè)型密封圈在外的反格萊圈密封結(jié)構(gòu)，推桿3受外力時(shí)可左右自由移動(dòng)。[0042]參看圖6，對(duì)集束瓶組氣瓶進(jìn)行排氣時(shí)，外部控制氣源分別同時(shí)從瓶組的多個(gè)氣瓶的氣缸體I的氣源接口接入，控制氣源推動(dòng)活塞2做功，活塞2推動(dòng)推桿23，推桿23克服復(fù)位彈簧8的彈簧力推動(dòng)閥芯11向右運(yùn)動(dòng)，閥芯11前端的錐形密封圈13脫離閥座12的接觸面，多個(gè)氣瓶的閥門(mén)同時(shí)處于雙向開(kāi)啟狀態(tài)。由于閥芯11內(nèi)部設(shè)計(jì)有軸向中心通孔28和垂直通孔27，閥芯11左右兩端的氣體壓強(qiáng)達(dá)到平衡，外部控制氣源可在低壓下((O. 6MPa)只需克服復(fù)位彈簧8的彈簧力即可開(kāi)啟閥門(mén)。排氣完成后，關(guān)閉控制氣源，復(fù)位彈簧8的彈簧力反推閥芯11運(yùn)動(dòng)，閥芯11前端的錐形密封圈13貼合閥座12的接觸面，多個(gè)氣瓶的閥門(mén)同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。 參看圖7，對(duì)集束瓶組氣瓶進(jìn)行充氣時(shí)，壓縮天然氣從閥體15兩側(cè)的右接氣口 26或左接氣口 25通入，當(dāng)壓縮天然氣進(jìn)入環(huán)形槽29與閥座12形成的氣腔時(shí)，壓縮天然氣的自身壓力克服復(fù)位彈簧8的彈簧力推動(dòng)閥芯11向右運(yùn)動(dòng)，閥芯11前端的錐形密封圈13脫離閥座12的接觸面，多個(gè)氣瓶的閥門(mén)同時(shí)處于雙向開(kāi)啟狀態(tài)。充入的壓縮天然氣進(jìn)入閥門(mén)后分成二路，一路進(jìn)入氣瓶?jī)?nèi)，另一路壓縮天然氣從閥體15的另一接氣口分流輸出，通過(guò)氣路連接管進(jìn)入下一氣瓶，依次類(lèi)推，實(shí)現(xiàn)集束瓶組多個(gè)氣瓶的同步充氣。充氣完成后，此時(shí)氣瓶?jī)?nèi)壓縮天然氣壓強(qiáng)達(dá)到外部充入氣體壓強(qiáng)，閥芯11左右兩端氣體壓強(qiáng)達(dá)到平衡，復(fù)位彈簧8的彈簧力推動(dòng)閥芯11運(yùn)動(dòng)，閥芯11前端的錐形密封圈13貼合閥座12的接觸面，多個(gè)氣瓶的閥門(mén)同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，集束氣瓶充氣結(jié)束。整個(gè)充氣過(guò)程不需要接入外部控制氣源即可自動(dòng)完成，氣缸組件無(wú)任何動(dòng)作。參看圖I、圖2，在沒(méi)有接入外部控制氣源時(shí)，平衡式氣控單向截止閥為常閉狀態(tài)。手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件16為常開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)行瓶閥維修或出現(xiàn)應(yīng)急狀態(tài)時(shí)，手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件16可應(yīng)急關(guān)閉閥門(mén)。當(dāng)氣瓶?jī)?nèi)氣壓過(guò)高時(shí)，安全螺塞組件24及時(shí)釋放壓力，可有效地防止出現(xiàn)安全問(wèn)題。以上僅僅是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，根據(jù)上述構(gòu)思，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可對(duì)此作出各種不同或相近的更改和變換，這些更改和變換均屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求1.ー種平衡式氣控單向截止閥，它包括手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件(16)、安全螺塞組件(24)，其特征在于它還包括氣缸組件、閥門(mén)組件、閥體(15); 所述的氣缸組件包括氣缸體(I)、活塞(2)、活塞密封圈(3)、卡環(huán)(4)、墊板(5)、支承螺座(6)、止動(dòng)螺釘(7)，活塞密封圈(3)裝于活塞(2)的徑向環(huán)形槽中，墊板(5)裝于活塞(2)的內(nèi)腔并通過(guò)卡環(huán)(4)卡緊，活塞(2)裝于氣缸體(I)的內(nèi)腔，支承螺座(6)螺接于閥座壓蓋(9 )的外螺紋并由止動(dòng)螺釘(7 )進(jìn)行側(cè)向固定，氣缸體(I)內(nèi)螺紋螺接干支承螺座(6 )，氣缸體(I)的外側(cè)立面有一控制氣源接ロ ； 所述的閥門(mén)組件包括復(fù)位彈簧(8)、閥座壓蓋(9)、閥座壓蓋密封圈(10)、閥芯(11)、閥座(12)、錐形密封圈(13)、閥門(mén)壓蓋(14)、閥座密封圈(17)、閥芯密封圈(18)、彈簧座(19),緩沖墊(20),推桿密封件(21)、螺堵(22),推桿(23)； 閥座(12)裝于本體(15)內(nèi)部腔室的中部，閥座(12)和本體(15)之間以及閥座(12)和閥座壓蓋(9)之間裝有閥座密封圈(17)，閥座(12)接觸錐形密封圈(13)的接觸面為ー錐面； 閥芯(11)水平裝于閥座(12)，在閥芯(11)的中部裝有閥芯密封圈(18)； 錐形密封圈(13)裝于閥芯(11)的前端止ロ，閥門(mén)壓蓋(14)螺紋旋裝于閥芯(11)前端并壓靠錐形密封圈(13)，錐形密封圈(13)的表面錐度和閥座(12)接觸錐形密封圈(13)的接觸錐面的錐度相同； 復(fù)位彈簧(8)套裝于閥芯(11)的后端，復(fù)位彈簧(8)的一端頂靠閥座(12)，另一端頂靠旋裝于閥芯(11)后端的彈簧座(19)； 閥座壓蓋密封圈(10)裝于閥座壓蓋(9)前端的徑向環(huán)形槽中，閥座壓蓋(9)外螺紋螺接于本體(15)，閥座壓蓋(9)的外側(cè)有一圓柱臺(tái)階，緩沖墊(20)裝于閥座壓蓋(9)外側(cè)的臺(tái)階止ロ ； 推桿(23)裝于閥座壓蓋(9)的水平中心通孔中，推桿密封件(21)套裝于推桿(23)并裝于閥座壓蓋(9)的安裝孔，螺堵(22)旋裝于閥座壓蓋(9)的安裝孔并壓緊推桿密封件(21)，推桿(23)在受到外力作用時(shí)可左右自由移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡式氣控單向截止閥，其特征在于所述的閥體(15)的上部設(shè)計(jì)有左接氣ロ(25)、右接氣ロ(26)，左接氣ロ(25)和右接氣ロ(26)均和閥體(15)的內(nèi)腔相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡式氣控單向截止閥，其特征在于所述的閥芯(11)的內(nèi)部設(shè)計(jì)有軸向中心通孔(28)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡式氣控單向截止閥，其特征在于所述的閥芯(11)在靠近其尾端位置設(shè)計(jì)有和軸向中心通孔(28)互成90°的垂直通孔(27)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡式氣控單向截止閥，其特征在于所述的閥芯(11)的外側(cè)中部設(shè)計(jì)有環(huán)形槽(29 )，閥芯(11)裝入閥座(12 )后環(huán)形槽(29 )與閥座(12 )之間形成一個(gè)氣腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡式氣控單向截止閥，其特征在于所述的推桿密封件(21)采用耐磨環(huán)在內(nèi)、彈性O(shè)型密封圈在外的反格萊圈密封結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種平衡式氣控單向截止閥，其主要技術(shù)特征是它包括氣缸組件、閥門(mén)組件、閥體15、手動(dòng)開(kāi)關(guān)組件16、安全螺塞組件24，閥體15的上部設(shè)計(jì)有左接氣口25、右接氣口26，閥門(mén)組件包括的閥芯11的內(nèi)部設(shè)計(jì)有軸向中心通孔28和垂直通孔27，閥芯11的外側(cè)中部設(shè)計(jì)有環(huán)形槽29，它充分利用氣體平衡原理，控制氣體可在低壓下(≤0.6MPa)實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的自動(dòng)開(kāi)閉，閥門(mén)具有單向流通功能，氣瓶充氣時(shí)控制氣缸不需工作，閥門(mén)在充氣壓力作用下自動(dòng)開(kāi)啟，充氣完成后可自動(dòng)關(guān)閉，推桿密封件21采用耐磨環(huán)在內(nèi)、彈性O(shè)型密封圈在外的反格萊圈密封結(jié)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)新穎緊湊，磨損小，壽命高，可靠性高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K15/18GK202371231SQ201120543839
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者劉亮, 喻萍, 李崇華, 李德侔, 李澤平, 江山, 王健, 謝治, 韓鵬飛 申請(qǐng)人:江南工業(yè)集團(tuán)有限公司