一種氣控高壓開關(guān)閥組的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種氣控高壓開關(guān)閥組，包括由流體主通道(2)串聯(lián)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)和閥桿(33)，閥桿(33)能夠在氣體壓力作用下推動閥芯(32)移動并使流體主通道(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(guān)閥組的外界連通。該氣控高壓開關(guān)閥組通過對高壓氣控閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計改善，有效地改善了高壓氣控閥的空間結(jié)構(gòu)，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(nèi)進行閉環(huán)控制，有效的監(jiān)控高壓的使用狀態(tài)，提高了該高壓閥組的安全穩(wěn)定性。
【專利說明】一種氣控高壓開關(guān)閥組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉采油工程設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的是一種氣控高壓開關(guān)閥組。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的氣控高壓開關(guān)閥采用壓縮空氣推動氣缸的工作方式，氣缸上連有杠桿，杠桿推動頂針，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(guān)與開的動作。其缺點是，第一:由于整套系統(tǒng)涉及到部件較多，占用較大空間位置。如果自動設(shè)備由多個開關(guān)閥組成，則占用更大的安裝使用空間。第二:高壓閥的開與關(guān)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(guān)閉，噴嘴會繼續(xù)噴出高壓水則可能釀成安全事故。第三:杠桿推動頂針的過程中，杠桿與頂針間產(chǎn)生較大的摩擦力，經(jīng)過多次撞擊，頂針的錐面把高壓閥的閥座和內(nèi)部的閥芯撞擊成橢圓，進而導致高壓閥的內(nèi)漏和外漏，內(nèi)漏和外漏都會導致高壓的壓力達不到設(shè)定的要求，而且由于高壓閥為非閉環(huán)控制，不能及時發(fā)現(xiàn)閥的泄漏，只能通過人工的不斷的巡檢。如發(fā)現(xiàn)不及時，壓力達不到，使得產(chǎn)品質(zhì)量不合格，或工廠地面成一片汪洋，甚至可能導致生產(chǎn)安全事故。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了解決傳統(tǒng)的氣控高壓開關(guān)閥容易泄露的問題。本實用新型提供了一種氣控高壓開關(guān)閥組，該氣控高壓開關(guān)閥組通過對高壓氣控閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計改善，有效地改善了高壓氣控閥的空間結(jié)構(gòu)，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(nèi)進行閉環(huán)控制，有效的監(jiān)控高壓的使用狀態(tài)，提高了該高壓閥組的安全穩(wěn)定性。
[0004]本實用新型為解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種氣控高壓開關(guān)閥組，包括閥組殼體和設(shè)置在閥組殼體內(nèi)的流體主通道，所述氣控高壓開關(guān)閥組還包括由流體主通道串聯(lián)的多個氣控閥單元，氣控閥單元含有流體分支通道、閥芯和閥桿，閥芯設(shè)置在流體主通道和流體分支通道的連接處，閥芯能夠?qū)⒘黧w分支通道密封，閥桿能夠在氣體壓力作用下推動閥芯移動并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(guān)閥組的外界連通，閥芯還連接有用于復位的彈性件。
[0005]氣控閥單兀還含有氣缸筒，氣缸筒內(nèi)設(shè)有氣缸活塞，氣缸活塞的一側(cè)與閥桿的一端固定連接，閥桿的另一端與閥芯抵接。
[0006]氣缸筒設(shè)置在閥組殼體外并且氣缸筒位于閥組殼體的上方，氣缸筒的上端設(shè)有氣缸蓋，氣缸蓋與氣缸活塞的另一側(cè)之間形成氣壓腔，氣缸蓋上設(shè)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于閥組殼體內(nèi)，固定套的上端密封插接于氣缸筒內(nèi)，閥桿穿設(shè)在固定套中。
[0008]閥桿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，中徑段密封插接于固定套中，小徑段插接于流體分支通道中，小徑段的直徑小于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(shè)有筒形的閥座，閥座與閥組殼體的內(nèi)表面密封連接，閥座的一端設(shè)有與該陶瓷球相匹配的密封面，閥桿的所述另一端插接于閥座內(nèi)。
[0010]該彈性件為彈簧，彈簧和閥芯之間設(shè)有彈簧座，彈簧和彈簧座設(shè)在閥芯的下方。
[0011]氣控閥單元還含有用于固定彈簧和彈簧座的安裝座，安裝座設(shè)置在閥組殼體的下部，安裝座的上端插接于閥組殼體內(nèi)。
[0012]安裝座的上端內(nèi)設(shè)有能夠容納彈簧和彈簧座的安裝孔，閥桿能夠?qū)㈤y芯推入安裝孔中，安裝座的上端與閥座抵接，安裝座的側(cè)壁設(shè)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(jié)構(gòu)，流體分支通道、閥芯和閥桿均設(shè)置在閥組殼體內(nèi)，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(shè)置在閥組殼體內(nèi)，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(guān)閥組可以適用的壓力范圍為35MPa?49MPa，由于對高壓氣控閥的結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)，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(nèi)進行閉環(huán)控制，還可以有效的監(jiān)控高壓的使用狀態(tài)，提高該高壓閥組的安全穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型所述的氣控高壓開關(guān)閥組作進一步詳細的描述。
[0016]圖1是該氣控高壓開關(guān)閥組的立體示意圖。
[0017]圖2是該氣控高壓開關(guān)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是閥桿的示意圖。
[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.閥桿，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(jié)合附圖對本實用新型所述的氣控高壓開關(guān)閥組作進一步詳細的說明。一種氣控高壓開關(guān)閥組，包括閥組殼體I和設(shè)置在閥組殼體I內(nèi)的流體主通道2，所述氣控高壓開關(guān)閥組還包括由流體主通道2串聯(lián)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和閥桿33，閥芯32設(shè)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?qū)⒘黧w分支通道31密封，閥桿33能夠在氣體壓力作用下推動閥芯32移動并使流體主通道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(guān)閥組的外界連通，閥芯32還連接有用于復位的彈性件，如圖1至圖4所示。
[0027]該氣控高壓開關(guān)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(guān)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桿33推動閥芯32移動并使流體主通道2和流體分支通道31連通，具體的，如圖5所示，氣壓使閥桿33推動閥芯32向下移動并使流體主通道2和流體分支通道31連通，液體便可以依次經(jīng)過流體主通道2、閥芯32和閥座38之間空隙后進入流體分支通道31，從而噴射出該氣控尚壓開關(guān)閥組。
[0028]該氣控高壓開關(guān)閥組采用壓縮氣體作為驅(qū)動閥桿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(nèi)設(shè)有氣缸活塞35，氣缸活塞35的下側(cè)與閥桿33的上端固定連接，閥桿33的下端與閥芯32抵接。采用直接氣體驅(qū)動式的結(jié)構(gòu)，在高壓的沖擊下能連續(xù)頻繁切換不產(chǎn)生內(nèi)外泄漏，并且有利于對高壓壓力回路做閉環(huán)控制。
[0029]氣缸筒34設(shè)置在閥組殼體I外并且氣缸筒34位于閥組殼體I的上方，氣缸筒34的上端設(shè)有氣缸蓋36，氣缸蓋36與氣缸活塞35的上側(cè)之間形成封閉的氣壓腔，氣缸蓋36上設(shè)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(qū)動閥桿33擠壓并移動閥芯32。一般氣缸在壓縮空氣的壓力下做旋轉(zhuǎn)運動會加速密封圈的磨損，氣缸活塞35運動使用導向結(jié)構(gòu)，這樣的話密封更加耐用。
[0030]為了便于密封，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的下端密封插接于閥組殼體I內(nèi)，固定套37的上端密封插接于氣缸筒34內(nèi)，閥桿33穿設(shè)在固定套37中。
[0031]閥桿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密封插接于固定套37中，小徑段333插接于流體分支通道31中，小徑段333的直徑小于流體分支通道31的直徑。中徑段332與固定套37之間設(shè)有用于密封的球墨密封件314，小徑段333的上部外套設(shè)筒形的密封組件316，小徑段333的直徑小于密封組件316的內(nèi)徑，密封組件316的外壁與閥組殼體I的內(nèi)壁密封連接，球墨密封件314和密封組件316之間還設(shè)有隔圈315，由于該氣控高壓開關(guān)閥組要適用于高壓液體，所以采用上述設(shè)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定，摩擦系數(shù)小等特點)，流體主通道2和流體分支通道31的連接處還設(shè)有筒形的閥座38，閥座38與閥組殼體I的內(nèi)表面密封連接，閥座38的下端設(shè)有與該陶瓷球相匹配的密封面，閥桿33的下端的小徑段333插接于閥座38內(nèi)。閥座38為筒形，閥座38的內(nèi)徑小于小徑段333的直徑，閥座38的內(nèi)徑和密封組件316的內(nèi)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(shè)有彈簧座310，彈簧39和彈簧座310設(shè)在閥芯32的下方。當氣壓泄掉后，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。該氣控高壓閥采用常閉的開關(guān)形式即彈簧截止的方式將高壓閥自動關(guān)閉，可以防止高壓氣控閥失去動力源時壓力回路不能被關(guān)閉而產(chǎn)生的安全事故。
[0034]為了便于安裝及密封，氣控閥單元3還含有用于固定彈簧39和彈簧座310的安裝座311，安裝座311設(shè)置在閥組殼體I的下部，安裝座311的上端插接于閥組殼體I內(nèi)。如圖4所示，安裝座311的上端內(nèi)設(shè)有能夠容納彈簧39和彈簧座310的安裝孔312，閥桿33能夠?qū)㈤y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(cè)壁設(shè)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相當于一個高壓閥)集成到一個閥箱中后，有效的減小設(shè)備的空間尺寸。即閥組殼體I為一體式結(jié)構(gòu)，流體分支通道31、閥芯32和閥桿33均設(shè)置在閥組殼體I內(nèi)，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(shè)置在閥組殼體I內(nèi)，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(shè)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(shè)置在閥組殼體I外。具體的，如圖5所示，氣壓使閥桿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(jīng)過流體主通道2、通孔313、閥芯32和閥座38之間空隙后進入流體分支通道31和流體出口支線41，然后從噴嘴42噴出。該氣控高壓閥除靜態(tài)密封圈外所有易損運動部件都設(shè)計在閥箱的內(nèi)部，有效的防止氣控高壓閥的外漏產(chǎn)生；而對于氣控高壓閥的內(nèi)漏問題，通過增加壓力傳感器對整個閥箱進行閉環(huán)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(shè)置在流體分支通道31的前后兩側(cè)。
[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，采用一根進水管(流體主通道2)進入，避免管道過多分散，部件越少設(shè)備的失效形式越少，設(shè)備穩(wěn)定性越高；采用0.3Mpa?0.4Mpa的穩(wěn)定氣源作為動力源推動氣缸活塞35和閥杠33 (該氣源的開與關(guān)由PLC發(fā)指令給電磁閥動作)，閥杠再33推動所述陶瓷球，該陶瓷球被推開后，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(cè)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(guān)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(chǎn)生的安全事故。當高壓閥不在工作狀態(tài)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(chǎn)生了內(nèi)部泄漏，此時壓力傳感器43反饋信號，設(shè)備會出現(xiàn)報警告知某個閥的內(nèi)部有泄漏。同時，當設(shè)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(guān)閥組的氣缸筒34的所述氣壓腔中，氣缸推動閥杠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(nèi)，安裝在出水口的壓力感應器會有信號，信號反饋到PLC，設(shè)備正常工作，否則會產(chǎn)生報警。通過這樣的一個閉環(huán)控制對高壓閥進行全程控制。
[0038]該氣控高壓開關(guān)閥組合適的壓力適用范圍為35MPa?49MPa，該壓力范圍僅是為本領(lǐng)域的技術(shù)人員在應用方面提供參考，并不應該理解為是對本申請保護范圍的限制。
[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范圍，所以其等同組件的置換，或依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修飾，都應仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本實用新型中的技術(shù)特征與技術(shù)特征之間、技術(shù)特征與技術(shù)方案之間、技術(shù)方案與技術(shù)方案之間均可以自由組合使用。
【權(quán)利要求】
1.一種氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于，所述氣控高壓開關(guān)閥組包括閥組殼體(I)和設(shè)置在閥組殼體(I)內(nèi)的流體主通道(2)，所述氣控高壓開關(guān)閥組還包括由流體主通道(2)串聯(lián)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)和閥桿(33)，閥芯(32)設(shè)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?qū)⒘黧w分支通道(31)密封，閥桿(33)能夠在氣體壓力作用下推動閥芯(32)移動并使流體主通道(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(guān)閥組的外界連通，閥芯(32)還連接有用于復位的彈性件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于:氣控閥單元(3)還含有氣缸筒(34)，氣缸筒(34)內(nèi)設(shè)有氣缸活塞(35)，氣缸活塞(35)的一側(cè)與閥桿(33)的一端固定連接，閥桿(33)的另一端與閥芯(32)抵接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于:氣缸筒(34)設(shè)置在閥組殼體(I)外并且氣缸筒(34)位于閥組殼體(I)的上方，氣缸筒(34)的上端設(shè)有氣缸蓋(36)，氣缸蓋(36)與氣缸活塞(35)的另一側(cè)之間形成氣壓腔，氣缸蓋(36)上設(shè)有與該氣壓腔連通的通孔(361)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于: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)的下端密封插接于閥組殼體(I)內(nèi)，固定套(37)的上端密封插接于氣缸筒(34)內(nèi)，閥桿(33)穿設(shè)在固定套(37)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于:閥桿(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)密封插接于固定套(37)中，小徑段(333)插接于流體分支通道(31)中，小徑段(333)的直徑小于流體分支通道(31)的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于: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(shè)有筒形的閥座(38)，閥座(38)與閥組殼體(I)的內(nèi)表面密封連接，閥座(38)的一端設(shè)有與該陶瓷球相匹配的密封面，閥桿(33)的所述另一端插接于閥座(38)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于:該彈性件為彈簧(39)，彈簧(39)和閥芯(32)之間設(shè)有彈簧座(310)，彈簧(39)和彈簧座(310)設(shè)在閥芯(32)的下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于:氣控閥單元(3)還含有用于固定彈簧(39)和彈簧座(310)的安裝座(311)，安裝座(311)設(shè)置在閥組殼體(I)的下部，安裝座(311)的上端插接于閥組殼體(I)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于:安裝座(311)的上端內(nèi)設(shè)有能夠容納彈簧(39)和彈簧座(310)的安裝孔(312)，閥桿(33)能夠?qū)㈤y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(cè)壁設(shè)有連通流體主通道(2)和安裝孔(312)的通孔(313)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣控高壓開關(guān)閥組，其特征在于:閥組殼體(I)為一體式結(jié)構(gòu)，流體分支通道(31)、閥芯(32)和閥桿(33)均設(shè)置在閥組殼體⑴內(nèi)，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(shè)置在閥組殼體(I)內(nèi)，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(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】夏清衛(wèi) 申請人:京西重工（上海）有限公司