一种变压吸附制氮用斜角阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变压吸附制氮用斜角阀，包括阀芯、阀杆和气缸，所述气缸包括缸体、设置在缸体内的活塞、复位弹簧和活塞杆，所述阀杆的两端分别与阀芯和活塞杆固定连接，还包括固定连接在活塞上的活塞运动状态指示机构、设置在缸体与阀杆之间的复位弹簧压缩量调节机构，所述活塞将缸体分为两个空腔，靠近阀芯的空腔为压缩空气容纳腔，复位弹簧设置在另一个空腔内，所述阀芯上还设置有贯穿其两端的通孔。本实用新型有利于提高变压吸附塔的再生效果和缩短再生时间、能够直观的反映出活塞的运动状态和便于调整复位弹簧的压缩量。
【专利说明】—种变压吸附制氮用斜角阀
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变压吸附制氮设备【技术领域】，特别是涉及一种变压吸附制氮用斜角阀。
【背景技术】
[0002]变压吸附法是一种新的气体分离技术，自60年代末70年代初在国外已经得到迅速的发展，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开，它是以空气为原料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。
[0003]现有变压吸附法制氮装置的核心设备多采用两个变压吸附塔，吸附塔内设置活性炭分子筛，两个变压吸附塔在工作过程中交替制氮以得到连续的氮气流。两个变压吸附塔工作状态切换通过设置在两个吸附塔之间的斜角阀控制，现有技术中，处于再生状态的吸附塔保持与大气相通，其内的分子筛中的氧气溢出以完成再生过程，然而此过程中析出的氧气始终会滞留在再生吸附塔中的空隙内，不利于下次吸附过程的吸附能力，同时，现有结构中活塞的运动状态不便于观察，在适应吸附塔内压缩气体压力变化时，所需要的满足工艺要求的气缸形式复杂。
实用新型内容
[0004]针对上述现有技术中吸附塔再生存在的问题，和现有结构中活塞的运动状态不便于观察，在适应吸附塔内压缩气体压力变化时，所需要的满足工艺要求的气缸形式复杂，本实用新型提供了一种变压吸附制氮用斜角阀。
[0005]为解决上述问题，本实用新型提供的一种变压吸附制氮用斜角阀通过以下技术要点来解决问题:一种变压吸附制氮用斜角阀，包括阀芯、阀杆和气缸，所述气缸包括缸体、设置在缸体内的活塞、复位弹簧和活塞杆，所述阀杆的两端分别与阀芯和活塞杆固定连接，还包括固定连接在活塞上的活塞运动状态指示机构、设置在缸体与阀杆之间的复位弹簧压缩量调节机构，所述活塞将缸体分为两个空腔，靠近阀芯的空腔为压缩空气容纳腔，复位弹簧设置在另一个空腔内，所述阀芯上还设置有贯穿其两端的通孔。
[0006]本实用新型设置在连接两个吸附塔的均压管上的斜角阀阀座上，当斜角阀完成均压动作，任意一个变压吸附塔再生时，另外一个处于工作状态下的变压吸附塔塔内气体由设置的通孔进入再生状态下的变压吸附塔，而此部分气体中氮气的含量在一般工况下在99%以上，同时，均压管的两端一般固定在两个吸附塔的上部，由再生吸附罐上部进入高氮气含量气体由吸附塔上至下置换出残留在再生吸附罐内的氧气，以实现良好的再生效果；设置的活塞运动状态指示机构旨在在任意时刻反应出气缸中活塞所处状态，即在活塞失去密封性能时通过活塞运动状态指示机构直观的反映出来，便于对变压吸附制氮用斜角阀故障的判断；设置的复位弹簧压缩量调节机构作用于阀杆或活塞杆，旨在调节复位弹簧的压缩量，以在吸附塔中压缩气体压力变化时，根据实际需要调整复位弹簧的压缩量，以在阀芯与阀座之间得到适当的压紧力。
[0007]更进一步的技术方案为:
[0008]所述活塞运动状态指示机构包括活塞杆延长部，所述活塞杆延长部部分位于设置有复位弹簧的空腔内，活塞杆延长部的一端固定连接在活塞上，活塞杆延长部的另一端位于气缸外。
[0009]此结构结构简单，两个吸附塔工作状态转换时，斜角阀完成一次开启和关闭动作，一般情况下斜角阀在一分钟内需要动作一次，这就造成活塞和阀芯的使用周期均不会太长，一般易出现的故障为阀芯脱落和活塞密封失效。具体的，在正常情况下，当向气缸中通入压缩空气，空气容纳腔中气压增大，活塞向设置有复位弹簧的一侧运动，斜角阀开启，同时活塞杆延长部在活塞的推动下相对于气缸的伸出长度变长；反之卸放空气容纳腔中压缩空气时，活塞在复位弹簧弹力的推动下向阀座侧运动，实现斜角阀的关闭。设置的活塞杆延长部与缸体的交界处可设置成成孔轴形式的间隙配合，这样活塞杆延长部对活塞的运动还具有导向作用，活塞杆延长部相对于气缸的伸出长度便于判断活塞在气缸中的运动状况，如向气缸中通入压缩空气活塞杆延长部不运动，便可初步判断为活塞密封失效、向气缸中通入压缩空气活塞杆延长部运动，但斜角阀的开启状态不改变，便可初步判断出密封面失效或阀芯脱落。
[0010]所述复位弹簧压缩量调节机构包括防冲弹簧和呈筒状的固定套，所述固定套的两端均设置有外螺纹，所述缸体上设置有内螺纹通孔，固定套的一端与内螺纹通孔成螺纹连接，且固定套的中心线与阀杆的中心线共线，固定套位于阀芯与缸体之间，所述阀杆上设置有凸起，所述防冲弹簧穿设在阀杆上，且防冲弹簧的两端分别与凸起和固定套靠近活塞的一端固定连接。
[0011]在阀芯处于密封工位时，复位弹簧处于压缩状态，防冲弹簧处于拉伸状态，设置的固定套靠近阀芯端用于本实用新型与阀座的连接，即阀座上设置与所述外螺纹配套的内螺纹孔，成螺纹连接的固定套与阀座便于调节闭合状态时阀芯与阀座之间的压应力，保证需要实现均压管断开时的密封效果，同时安装方便，也有利于减小实现密封效果对复位弹簧参数的要求；固定套与内螺纹通孔的连接形式，便于通过调整固定套旋入内螺纹通孔中的深度，实现阀芯相对于阀座密封面压力的调节；此设置中复位弹簧的初始压缩量便于调节，可根据压缩气体的实际压力通过旋转固定套调整复位弹簧的压缩量。
[0012]所述气缸为单杠单作用气缸，且沿着活塞的侧面还设置有至少3个环形密封圈。
[0013]单杠单作用气缸结构简单，成本低；设置的至少3个环形密封圈旨在进一步强化气缸进气室的密封性能，有利于保证本实用新型工作稳定，同时，可采用O型圈的环形密封圈设置，具有自密封性能的O型圈还可使得活塞运动阻力小，且使得压缩空气容纳腔密封性能可靠。
[0014]为缩小本实用新型的体积和简化本实用新型的结构，所述活塞杆与阀杆设置为一体，所述活塞杆与活塞杆延长部设置为一体。
[0015]还包括阀芯螺帽，所述阀杆呈一端设置有外螺纹的阶梯轴状，所述阀芯上设置有中心孔，阀芯穿设在阀杆上，阀芯与阀杆通过阀芯螺帽固定。
[0016]由于本实用新型在工作过程中动作频率高，阀芯与阀座的密封位置由于碰撞频率高，导致阀芯易损，此设置便于在阀芯受损时能够简单迅速的更换阀芯，更进一步的，阀芯的材质采用黄铜，由于黄铜质软，此设置有利于降低阀芯加工的难度。
[0017]所述外螺纹为细牙螺纹。
[0018]细牙螺纹相较于普通螺纹，细牙螺纹具有更好的防松性能，此设置有利于保证本实用新型工作稳定。
[0019]本实用新型具有以下有益效果:
[0020]1、本实用新型结构简单，在现有变压吸附制氮装置中均压斜角阀结构上，通过在现有变压吸附装置上均压管用斜角阀的基础上，通过在斜角阀阀芯上设置一个通孔，使得处于工作状态下，处于工作状态下的变压吸附塔塔内气体由设置的通孔进入再生状态下的变压吸附塔，高氮气含量气体由吸附塔上至下置换出残留在再生吸附罐内的氧气，实现良好的再生效果；同时，由于从分子筛中溢出的氧气被迅速吹走，有利于提高残留在分子筛中氧气的溢出速度。
[0021]2、设置的活塞运动状态指示机构旨在在任意时刻反应出气缸中活塞所处状态，设置的活塞运动状态指示机构旨在在任意时刻反应出气缸中活塞所处状态，即在活塞失去密封性能时通过活塞运动状态指示机构直观的反映出来，便于对变压吸附制氮用斜角阀故障的判断。
[0022]3、设置的复位弹簧压缩量调节机构作用于阀杆或活塞杆，旨在调节复位弹簧的压缩量，以在吸附塔中压缩气体压力变化时，根据实际需要调整复位弹簧的压缩量，以在阀芯与阀座之间得到适当的压紧力。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型所述的一种变压吸附制氮用斜角阀一个具体实施例的结构示意图。
[0024]图中标记分别为:1、阀芯，2、阀杆，3、固定套，4、气缸，5、环形密封圈，6、活塞，7、复位弹簧，8、阀芯螺帽，9、活塞杆，10、活塞杆延长部，11、防冲弹簧。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例:
[0026]实施例1:
[0027]如图1所示，一种变压吸附制氮用斜角阀，包括阀芯1、阀杆2和气缸4，所述气缸4包括缸体、设置在缸体内的活塞6、复位弹簧7和活塞杆9，所述阀杆2的两端分别与阀芯I和活塞杆9固定连接，还包括固定连接在活塞6上的活塞运动状态指示机构、设置在缸体与阀杆2之间的复位弹簧7压缩量调节机构，所述活塞6将缸体分为两个空腔，靠近阀芯I的空腔为压缩空气容纳腔，复位弹簧7设置在另一个空腔内，所述阀芯I上还设置有贯穿其两端的通孔。
[0028]具体的，本实用新型设置在连接两个吸附塔的均压管上的斜角阀阀座上，当斜角阀完成均压动作，任意一个变压吸附塔再生时，另外一个处于工作状态下的变压吸附塔塔内气体由设置的通孔进入再生状态下的变压吸附塔，而此部分气体中氮气的含量在一般工况下在99%以上，同时，均压管的两端一般固定在两个吸附塔的上部，由再生吸附罐上部进入高氮气含量气体由吸附塔上至下置换出残留在再生吸附罐内的氧气，以实现良好的再生效果；设置的活塞运动状态指示机构旨在在任意时刻反应出气缸4中活塞6所处状态，即在活塞6失去密封性能时通过活塞运动状态指示机构直观的反映出来，便于对变压吸附制氮用斜角阀故障的判断；设置的复位弹簧压缩量调节机构作用于阀杆2或活塞杆9，旨在调节复位弹簧7的压缩量，以在吸附塔中压缩气体压力变化时，根据实际需要调整复位弹簧7的压缩量，以在阀芯I与阀座之间得到适当的压紧力。
[0029]实施例2:
[0030]本实施例在实施例1的基础上作进一步改进，如图1所示，所述活塞运动状态指示机构包括活塞杆延长部10，所述活塞杆延长部10部分位于设置有复位弹簧7的空腔内，活塞杆延长部10的一端固定连接在活塞6上,活塞杆延长部10的另一端位于气缸4外。
[0031]所述复位弹簧7压缩量调节机构包括防冲弹簧11和呈筒状的固定套3，所述固定套3的两端均设置有外螺纹，所述缸体上设置有内螺纹通孔，固定套3的一端与内螺纹通孔成螺纹连接，且固定套3的中心线与阀杆2的中心线共线，固定套3位于阀芯I与缸体之间，所述阀杆2上设置有凸起，所述防冲弹簧11穿设在阀杆2上，且防冲弹簧11的两端分别与凸起和固定套3靠近活塞6的一端固定连接。
[0032]此结构结构简单，两个吸附塔工作状态转换时，斜角阀完成一次开启和关闭动作，一般情况下斜角阀在一分钟内需要动作一次，这就造成活塞6和阀芯I的使用周期均不会太长，一般易出现的故障为阀芯I脱落和活塞6密封失效。具体的，在正常情况下，当向气缸4中通入压缩空气，空气容纳腔中气压增大，活塞6向设置有复位弹簧7的一侧运动，斜角阀开启，同时活塞杆延长部10在活塞6的推动下相对于气缸4的伸出长度变长；反之卸放空气容纳腔中压缩空气时，活塞6在复位弹簧7弹力的推动下向阀座侧运动，实现斜角阀的关闭。设置的活塞杆延长部10与缸体的交界处设置成成孔轴形式的间隙配合，这样活塞杆延长部10对活塞I的运动还具有导向作用，活塞杆延长部10相对于气缸4的伸出长度便于判断活塞6在气缸4中的运动状况，如向气缸4中通入压缩空气活塞杆延长部10不运动，便可初步判断为活塞6密封失效、向气缸4中通入压缩空气活塞杆延长部10运动，但斜角阀的开启状态不改变，便可初步判断出密封面失效或阀芯I脱落。
[0033]在阀芯I处于密封工位时，复位弹簧7处于压缩状态，防冲弹簧11处于拉伸状态，设置的固定套3靠近阀芯I端用于本实用新型与阀座的连接，即阀座上设置与所述外螺纹配套的内螺纹孔，成螺纹连接的固定套3与阀座便于调节闭合状态时阀芯与阀座之间的压应力，保证需要实现均压管断开时的密封效果，同时安装方便，也有利于减小实现密封效果对复位弹簧7参数的要求；固定套3与内螺纹通孔的连接形式，便于通过调整固定套3旋入内螺纹通孔中的深度，实现阀芯I相对于阀座密封面压力的调节；此设置中复位弹簧7的初始压缩量便于调节，可根据压缩气体的实际压力通过旋转固定套3调整复位弹簧7的压缩量。
[0034]实施例3:
[0035]本实施例在实施例1或实施例2的基础上作进一步限定，如图1所示，所述气缸4为单杠单作用气缸，且沿着活塞6的侧面还设置有至少3个环形密封圈5。
[0036]所述活塞杆与阀杆2设置为一体，所述活塞杆9与活塞杆延长部10设置为一体。
[0037]还包括阀芯螺帽8，所述阀杆2呈一端设置有外螺纹的阶梯轴状，所述阀芯I上设置有中心孔，阀芯I穿设在阀杆2上，阀芯I与阀杆2通过阀芯螺帽8固定。
[0038]所述外螺纹为细牙螺纹。
[0039]单杠单作用气缸结构简单，成本低；设置的至少3个环形密封圈5旨在进一步强化气缸进气室的密封性能，有利于保证本实用新型工作稳定，同时，本实施例中采用O型圈的环形密封圈5设置，具有自密封性能的O型圈还可使得活塞6运动阻力小，且使得压缩空气容纳腔密封性能可靠。
[0040]为缩小本实用新型的体积和简化本实用新型的结构，所述活塞杆9与阀杆2设置为一体，所述活塞杆9与活塞杆延长部10设置为一体。
[0041]由于本实用新型在工作过程中动作频率高，阀芯I与阀座的密封位置由于碰撞频率高，导致阀芯I易损，此设置便于在阀芯I受损时能够简单迅速的更换阀芯1，更进一步的，阀芯I的材质采用黄铜，由于黄铜质软，此设置有利于降低阀芯I加工的难度。
[0042]细牙螺纹相较于普通螺纹，细牙螺纹具有更好的防松性能，此设置有利于保证本实用新型工作稳定。
【权利要求】
1.一种变压吸附制氮用斜角阀，包括阀芯(I)、阀杆(2)和气缸(4)，所述气缸(4)包括缸体、设置在缸体内的活塞(6)、复位弹簧(7)和活塞杆(9)，所述阀杆(2)的两端分别与阀芯(I)和活塞杆(9)固定连接，其特征在于，还包括固定连接在活塞(6)上的活塞运动状态指示机构、设置在缸体与阀杆(2)之间的复位弹簧(7)压缩量调节机构，所述活塞(6)将缸体分为两个空腔，靠近阀芯(I)的空腔为压缩空气容纳腔，复位弹簧(7)设置在另一个空腔内，所述阀芯(I)上还设置有贯穿其两端的通孔。
2.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮用斜角阀，其特征在于，所述活塞运动状态指示机构包括活塞杆延长部(10)，所述活塞杆延长部(10)部分位于设置有复位弹簧(7)的空腔内，活塞杆延长部(10)的一端固定连接在活塞(6)上，活塞杆延长部(10)的另一端位于气缸(4)外。
3.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮用斜角阀，其特征在于，所述复位弹簧(7)压缩量调节机构包括防冲弹簧(11)和呈筒状的固定套(3)，所述固定套(3)的两端均设置有外螺纹，所述缸体上设置有内螺纹通孔，固定套(3)的一端与内螺纹通孔成螺纹连接，且固定套(3)的中心线与阀杆(2)的中心线共线，固定套(3)位于阀芯(I)与缸体之间，所述阀杆(2)上设置有凸起，所述防冲弹簧(11)穿设在阀杆(2)上，且防冲弹簧(11)的两端分别与凸起和固定套(3)靠近活塞(6)的一端固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮用斜角阀，其特征在于，所述气缸(4)为单杠单作用气缸，且沿着活塞(6)的侧面还设置有至少3个环形密封圈(5)。
5.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮用斜角阀，其特征在于，所述活塞杆与阀杆(2)设置为一体，所述活塞杆(9)与活塞杆延长部(10)设置为一体。
6.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氮用斜角阀，其特征在于，还包括阀芯螺帽(8)，所述阀杆(2)呈一端设置有外螺纹的阶梯轴状，所述阀芯(I)上设置有中心孔，阀芯(I)穿设在阀杆(2 )上，阀芯(I)与阀杆(2 )通过阀芯螺帽(8 )固定。
7.根据权利要求3所述的一种变压吸附制氮用斜角阀，其特征在于，所述外螺纹为细牙螺纹。
【文档编号】F16K31/122GK203560569SQ201320714236
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】李富常, 聂海涛, 黄永富, 刘承范, 张仁友, 张仁明, 胡国波, 曾彦 申请人:成都振中电气有限公司