專利名稱：氣動(dòng)膜片式壓差自動(dòng)換向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氣動(dòng)系統(tǒng)的換向閥，尤其涉及一種用于氣動(dòng)系統(tǒng)中往復(fù)式運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的膜片式壓差自動(dòng)換向閥。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的用于氣動(dòng)系統(tǒng)的換向裝置大多采用電磁先導(dǎo)換向閥和行程先導(dǎo)換向閥，且換向閥閥芯大多采用滑閥的方式，通過電磁鐵控制或先導(dǎo)滑閥的方法，使得往復(fù)式執(zhí)行元件在運(yùn)動(dòng)至行程終點(diǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)主閥閥芯換向，改變氣路，完成往復(fù)式執(zhí)行元件的往復(fù)工作。但是，此兩種換向的方式都有其一定的局限性在很多限電、防爆的場(chǎng)合，電磁先導(dǎo)換向閥是不能夠使用的；同時(shí)滑閥對(duì)加工制造精度要求較高，增加了生產(chǎn)的成本，且換向頻率有限制、響應(yīng)較慢，此外滑閥對(duì)空氣的質(zhì)量要求較高且需要潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)其潤(rùn)滑，增加了維護(hù)成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有氣動(dòng)系統(tǒng)中電磁先導(dǎo)換向閥不能用于限電、防爆的場(chǎng)合和滑閥加工制造復(fù)雜、維護(hù)成本高、響應(yīng)慢的不足，本發(fā)明提供一種用于氣動(dòng)系統(tǒng)的膜片式壓差自動(dòng)換向閥。膜片式壓差自動(dòng)換向閥，包括一個(gè)閥體，其內(nèi)部軸向開有通孔，側(cè)面開有第一、二、三氣口，第一氣口與閥體通孔連通，第二，三氣口分別外接執(zhí)行元件的兩工作腔；兩個(gè)端蓋，其分別與閥體軸向兩端相接形成兩空腔；兩組膜片組件，其分別位于兩空腔內(nèi)，兩膜片組件分別將兩空腔軸向分隔為端蓋小腔室和閥體小腔室，其中兩端蓋小腔室分別與第二，第三氣口相連通；兩個(gè)中空密封管，其分別軸向設(shè)置在兩端蓋內(nèi)，兩中空密封管的一端分別連通對(duì)應(yīng)的端蓋小腔室，另一端側(cè)壁開有出氣孔；一個(gè)閥芯連接桿，其位于閥體通孔內(nèi)，其兩端分別與兩膜片組件相接形成閥芯；在兩膜片組件的氣壓差作用下，閥芯在閥體內(nèi)膜片支撐下進(jìn)行軸向往復(fù)移動(dòng)，交替對(duì)兩密封管和閥體通孔兩端進(jìn)行端面密封和開啟。進(jìn)一步地，所述兩膜片組件的氣體作用面積不相等；兩中空密封管連通端蓋小腔室的一端以及閥體內(nèi)的通孔兩端均設(shè)有密封環(huán)，閥體通孔上的密封環(huán)的口徑大于端蓋上密封環(huán)的口徑。進(jìn)一步地，所述兩膜片組件均由兩金屬夾片夾持一膜片構(gòu)成，兩膜片組件的金屬夾片氣體作用面積不相等；金屬夾片與膜片上加工有位置相對(duì)應(yīng)的通氣阻尼孔。進(jìn)一步地，所述金屬夾片的密封面設(shè)有橡膠密封墊。進(jìn)一步地，所述膜片采用橡膠膜片或夾布橡膠膜片。進(jìn)一步地，所述膜片組件的兩金屬夾片之間通過銷釘聯(lián)接。
進(jìn)一步地，所述密封管與端蓋之間通過螺紋旋合聯(lián)接，并通過鎖緊螺母固定。進(jìn)一步地，所述端蓋外部套有消音器。進(jìn)一步地，所述消音器與端蓋之間設(shè)有橡膠墊。與現(xiàn)有氣動(dòng)系統(tǒng)換向閥相比，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明所述的氣動(dòng)膜片式壓差自動(dòng)換向閥采用的端面密封形式與滑閥相比，粉塵的影響更小，且不會(huì)造成閥芯的卡死。2、本發(fā)明所述的氣動(dòng)膜片式壓差自動(dòng)換向閥中閥芯的支撐采用膜片的方式，與現(xiàn)有的滑閥相比，其運(yùn)動(dòng)更加靈活。3、本發(fā)明所述的氣動(dòng)膜片式壓差自動(dòng)換向閥采用壓差式自動(dòng)換向方式，無需電磁閥的先導(dǎo)控制換向，可以用在限電、防爆的場(chǎng)合。4、本發(fā)明所述的氣動(dòng)膜片式壓差自動(dòng)換向閥中閥芯在閥體中的運(yùn)動(dòng)方式為膜片支撐下的擺動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造精度要求遠(yuǎn)小于滑閥。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I是氣動(dòng)膜片式壓差自動(dòng)換向閥主視圖。圖2是膜片結(jié)構(gòu)圖，其中，圖2a是正視圖，圖2b是側(cè)視圖。圖3是膜片金屬夾片結(jié)構(gòu)圖，其中，圖3a是前視圖，圖3b是側(cè)視圖，圖3c為后視圖。圖4是換向閥端面密封結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明所述的氣動(dòng)膜片式壓差自動(dòng)換向閥如圖I所示，包括閥體1，閥體I內(nèi)部軸向開有通孔，閥體I上加工氣口 P、Tl、T2。端蓋2、3通過圓周均布的螺釘固定在閥體I軸向兩端。閥體軸向兩端分別與兩端蓋連接形成第一、二空腔，在兩空腔內(nèi)分別設(shè)有第一和第二膜片組件4，5，兩膜片組件分別將其所屬的空腔軸向分隔為端蓋小腔室401，501和閥體小腔室402，502。兩膜片組件結(jié)構(gòu)相同，均由兩金屬夾片夾持膜片構(gòu)成，兩金屬夾片之間可通過銷釘聯(lián)接，以防止金屬夾片周向轉(zhuǎn)動(dòng)。兩膜片組件之間通過位于閥體內(nèi)部通孔的閥芯連接桿6相接形成閥芯。第一膜片組件的金屬夾片氣體作用面積與第二膜片組件的金屬夾片氣體作用面積略有不等，一般兩者在外徑尺寸上相差39Γ4%，兩者的略微差別使得換向閥實(shí)現(xiàn)初始換向。膜片可采用橡膠膜片或夾布橡膠膜片。如圖2，3所示，金屬夾片與膜片上加工有位置相對(duì)應(yīng)的通氣阻尼孔7，作為氣體流道。閥芯連接桿6端部套上平墊圈8、彈簧墊圈9后與膜片組件連接，并通過螺母10固定。兩端蓋內(nèi)分別軸向設(shè)有第一、二中空的密封管11，12，密封管11的一端連通端蓋小腔室401，另一端側(cè)壁開有出氣孔，密封管12的一端連通端蓋小腔室501，另一端側(cè)壁開有出氣孔。兩中空密封管連通端蓋小腔室的一端以及閥體內(nèi)的通孔兩端均設(shè)有密封環(huán)。閥體通孔上的密封環(huán)的口徑d2略大于端蓋上密封環(huán)的口徑Cl1在尺寸上相差6 8%左右(參見圖4)，這樣使得在換向閥接入工作執(zhí)行元件時(shí)，在執(zhí)行元件腔體內(nèi)壓力達(dá)到換向壓力時(shí)閥芯能夠自動(dòng)換向。在氣壓作用下閥芯在閥體內(nèi)軸向往復(fù)移動(dòng)，交替對(duì)兩密封管和閥體通孔兩端進(jìn)行端面密封和開啟，具體地說在閥芯朝向第一密封管移動(dòng)時(shí)，在第一空腔內(nèi)第一膜片組件對(duì)第一密封管端面密封，同時(shí)在第二空腔內(nèi)第二膜片組件對(duì)閥體通孔端面密封；在閥芯朝向第二密封管移動(dòng)時(shí)，在第二空腔內(nèi)第二膜片組件對(duì)第二密封管端面密封，同時(shí)在第一空腔內(nèi)第一膜片組件對(duì)閥體通孔端面密封。閥體的氣口 P與閥體通孔連通，兩空腔內(nèi)的端蓋小腔室分別與氣口 Tl，T2相連通，第一和第二出氣口分別外接執(zhí)行元件的兩工作腔。密封管11，12與端蓋2、3螺紋連接并可在其上轉(zhuǎn)動(dòng)自由調(diào)節(jié)，通過鎖緊螺母131，132鎖緊，密封管11，12上加工有退刀槽，用來放置O型密封圈141，142起到密封作用。密封管11，12上加工螺紋孔，配合螺栓151，152將消音器161、162壓緊在端蓋上。作為優(yōu)化，還可在金屬夾片的密封面硫化橡膠密封墊(參見圖3)，端蓋與消音器之間有橡膠墊171、172起到減震的作用。本發(fā)明工作過程具體為將氣口 T1，T2分別外接執(zhí)行元件(例如氣缸、氣動(dòng)馬達(dá))的兩工作腔。初始狀態(tài)，閥芯處于中位。氣口 P通入壓縮空氣，作用在膜片組件4，5上，同時(shí)通過膜片組件上的阻尼孔7進(jìn)入端蓋小腔室401，501，并通過消音器161、162排氣。由于其中膜片組件4的金屬夾片直徑比膜片組件5的金屬夾片直徑稍大，故作用在閥芯上面的合力推動(dòng)閥芯向密封管11的方向運(yùn)動(dòng)，直到膜片組件4的橡膠密封墊與密封管11的密封環(huán)貼緊、膜片組件5的橡膠密封墊與閥體通孔密封環(huán)貼緊。執(zhí)行元件第一工作腔內(nèi)的氣體通過氣口 Tl、端蓋小腔室501、消音器162排出。同時(shí)，壓縮空氣通過膜片組件4上的阻尼孔7進(jìn)入端蓋小腔室401，并通過氣口 Τ2進(jìn)入執(zhí)行元件第二工作腔。起初，膜片組件4上朝向閥體側(cè)受到的氣壓遠(yuǎn)大于朝向端蓋小腔室401側(cè)的氣壓，隨著充氣過程的進(jìn)行，執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)并至行程終點(diǎn)，執(zhí)行元件第二工作腔和端蓋小腔室401內(nèi)的壓力逐漸上升，膜片組件4的兩側(cè)氣壓差值逐漸減小，從而閥芯上的作用力將發(fā)生改變，并推動(dòng)閥芯反向向密封管12的方向運(yùn)動(dòng)。閥芯反向向密封管12的方向運(yùn)動(dòng)，直到膜片組件5的橡膠密封墊與密封管12的密封環(huán)貼緊、膜片組件4的橡膠密封墊與閥體通孔密封環(huán)貼緊。執(zhí)行元件第二工作腔內(nèi)的氣體通過端蓋小腔室401、消音器161排出，第二執(zhí)行元件工作腔壓力降低。同時(shí)，壓縮空氣通過膜片組件5上的阻尼孔進(jìn)入端蓋小腔室501，并通過氣口 Tl進(jìn)入執(zhí)行第一元件工作腔。起初，膜片組件5上朝向閥體側(cè)受到的氣壓遠(yuǎn)大于朝向端蓋小腔室501側(cè)的氣壓，隨著充氣過程的進(jìn)行，執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)并至行程終點(diǎn)，執(zhí)行元件第一工作腔和端蓋小腔室501內(nèi)的壓力逐漸上升，膜片組件5的兩側(cè)氣壓差值逐漸減小，從而閥芯上的作用力發(fā)生改變，并推動(dòng)閥芯反向向密封管11的方向運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行元件又被推向另一側(cè)運(yùn)動(dòng)，從而，執(zhí)行元件通過壓差換向閥控制，自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.膜片式壓差自動(dòng)換向閥，包括一個(gè)閥體，其內(nèi)部軸向開有通孔，側(cè)面開有第一、二、三氣口，第一氣口與閥體通孔連通，第二，三氣口分別外接執(zhí)行元件的兩工作腔；兩個(gè)端蓋，其分別與閥體軸向兩端相接形成兩空腔；兩組膜片組件，其分別位于兩空腔內(nèi)，兩膜片組件分別將兩空腔軸向分隔為端蓋小腔室和閥體小腔室，其中兩端蓋小腔室分別與第二，第三氣口相連通；兩個(gè)中空密封管，其分別軸向設(shè)置在兩端蓋內(nèi)，兩中空密封管的一端分別連通對(duì)應(yīng)的端蓋小腔室，另一端側(cè)壁開有出氣孔；一個(gè)閥芯連接桿，其位于閥體通孔內(nèi)，其兩端分別與兩膜片組件相接形成閥芯；在兩膜片組件的氣壓差作用下，閥芯在閥體內(nèi)膜片支撐下進(jìn)行軸向往復(fù)移動(dòng)，交替對(duì)兩密封管和閥體通孔兩端進(jìn)行端面密封和開啟。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膜片式壓差自動(dòng)換向閥，其特征在于，所述兩膜片組件的氣體作用面積不相等；兩中空密封管連通端蓋小腔室的一端以及閥體內(nèi)的通孔兩端均設(shè)有密封環(huán)，閥體通孔上的密封環(huán)的口徑大于端蓋上密封環(huán)的口徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的膜片式壓差自動(dòng)換向閥，其特征在于，所述兩膜片組件均由兩金屬夾片夾持一膜片構(gòu)成，兩膜片組件的金屬夾片氣體作用面積不相等；金屬夾片與膜片上加工有位置相對(duì)應(yīng)的通氣阻尼孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膜片式壓差自動(dòng)換向閥，其特征在于，所述金屬夾片的密封面設(shè)有橡膠密封墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膜片式壓差自動(dòng)換向閥，其特征在于，所述膜片采用橡膠膜片或夾布橡I父I吳片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膜片式壓差自動(dòng)換向閥，其特征在于，所述膜片組件的兩金屬夾片之間通過銷釘聯(lián)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的膜片式壓差自動(dòng)換向閥，其特征在于，所述密封管與端蓋之間通過螺紋旋合聯(lián)接，并通過鎖緊螺母固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的膜片式壓差自動(dòng)換向閥，其特征在于，所述端蓋外部套有消音器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膜片式壓差自動(dòng)換向閥，其特征在于，所述消音器與端蓋之間設(shè)有橡膠墊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種膜片式壓差自動(dòng)換向閥，包括閥體，兩個(gè)端蓋分別與閥體軸向兩端接形成兩空腔；兩膜片組件分別位于兩空腔內(nèi)，兩膜片組件分別將兩空腔分為端蓋小腔室和閥體小腔室，其中端蓋小腔室分別與第二，第三氣口相連通；兩中空密封管分別軸向設(shè)置在兩端蓋內(nèi)；閥芯連接桿位于閥體通孔內(nèi)，其兩端分別與兩膜片組件相接形成閥芯；在兩膜片組件的氣壓差作用下，閥芯在閥體內(nèi)軸向往復(fù)移動(dòng)，交替對(duì)兩密封管和閥體通孔兩端進(jìn)行端面密封和開啟。本發(fā)明采用端面密封形式，粉塵的影響更小，且不會(huì)造成閥芯的卡死；閥芯的支撐采用膜片的方式，其運(yùn)動(dòng)更加靈活；采用壓差式自動(dòng)換向方式，無需電磁閥的先導(dǎo)控制換向，可以用在限電、防爆的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)F16K31/126GK102943897SQ20121039889
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者楊曙東, 劉銀水, 劉雷, 李東林, 周林, 徐濤 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)