用于变压吸附气路系统的集成控制阀的制作方法

1.本发明涉及压缩空气净化设备技术领域，具体涉及一种用于变压吸附气路系统的集成控制阀。


背景技术：

2.在压缩空气净化领域，由于其特殊进气要求，往往需要进气和排放有换向功能。例如，图1所示的即为现有压缩空间净化处理设备所采用的典型变压吸附气路系统，该变压吸附气路系统的工作过程及原理是，第一电磁阀1和第四电磁阀4相互配合形成第一气路回路，第二电磁阀2和第三电磁阀3相互配合形成第二气路回路，第一吸附塔100工作时，第二电磁阀2和第三电磁阀3关闭，第一电磁阀1和第四电磁阀4开启，气源通过第一电磁阀1进入第一吸附塔100中，第一吸附塔100中填充有吸附剂，经过净化后的气体大部分进入下游提供给用气设备，少部分(约16％～20％)通过节流阀5(通过节流阀5后的气体压力约等于大气压力)进入到第二吸附塔200中反吹(或解析、再生)上个周期被截留在吸附剂中的杂质气体，反吹气通过第二吸附塔200后，经第四电磁阀4将尾气排空；第二吸附塔200工作时，第一电磁阀1和第四电磁阀4关闭，第二电磁阀2和第三电磁阀3开启，气源通过第二电磁阀2进入第二吸附塔200中，第二吸附塔200中填充有吸附剂，经过净化后的气体大部分进入下游提供给用气设备，少部分(约16％～20％)通过节流阀5(通过节流阀5后的气体压力约等于大气压力)进入到第一吸附塔100中反吹(或解析、再生)上个周期被截留在吸附剂中的杂质气体，反吹气通过第一吸附塔100后，经第三电磁阀3将尾气排空。上述第一气路回路和第二气路回路交替工作，从而使气源交替通过第一吸附塔100和第二吸附塔200进行净化，同时在一个吸附塔工作时另一个通入反吹气进行吸附剂再生。
3.现有变压吸附气路系统中，各个阀之间采用管路连接，管路连接冗繁，安装、维护不便，且故障点多，电磁阀的数量也较多，成本较高。且各吸附塔为下进上出的一个容器，也即吸附塔进气端和出气端分别设置在吸附塔的两端，为配合该种进出气结构和方式，吸干机的进气端和出气端也需要分布于吸附塔的两端，会增大压缩空气处理设备的整体高度，导致设备体积大、占用空间多。
4.从图1所示的变压吸附气路系统的气路原理可以发现，其进出气控制气路可以简化为一个二位五通电磁阀的结构，如图2所示的双控二位五通阀，其中1口为进气口，2口和4口分别接第一吸附塔100和第二吸附塔200，3口和5口直接排空。目前，也有厂家直接采用该种二位五通阀作为进出气控制阀，该方案虽然成本低廉，但最大的问题是现有二位五通电磁阀阀芯都为滑阀结构，对气源的要求比较高(即对进入1口气体清洁度要求较高)，所以一般只适用于安装在气源较为清洁的控制回路中，而作为变压吸附气路系统的进气气源杂质比较多(含油、水及粉尘等)，如果直接将标准的二位五通电磁阀用在主气路中，极容易出现阀芯卡滞等现象，故障率高，使用寿命较短。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种对气源的清洁度要求低，其工作稳定可靠、故障率低，结构简单紧凑，易于制作安装，维护简便，成本低的用于变压吸附气路系统的集成控制阀。
6.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
7.一种用于变压吸附气路系统的集成控制阀，包括两端分别设有凹腔的阀体，每个凹腔内以可拆卸方式安装有一个阀套围成位于凹腔底部的通气腔，所述阀体两端的通气腔通过连通孔连通，各通气腔与连通孔的连通口为第一阀口，所述阀套上设有与所述通气腔连通的连通通道，所述连通通道与通气腔的连通口为第二阀口，所述阀体设有连通所述连通孔的进气孔，各通气腔连接有连通至阀体外部的进出气孔，各连通通道连接有连通至阀体外部的排气孔，各阀套内安装有驱动机构，所述驱动机构连接有位于通气腔内并由驱动机构驱动可选择的遮盖封闭第一阀口和第二阀口的阀片。
8.作为上述技术方案的进一步改进：
9.所述驱动机构包括活塞和设于所述阀套上的沉孔，所述活塞自沉孔的开口端装入沉孔中并与沉孔直线滑动配合，所述活塞与沉孔的底部围成第一内腔，所述阀体或阀套上以可拆卸方式安装有将所述沉孔开口端密封的端板，所述活塞和端板之间的沉孔为第二内腔，所述端板上设有供气体进出所述第二内腔的气体进出孔，所述连通通道由通气腔、连通所述第一内腔和通气腔的第一通孔以及连通所述第一内腔和排气孔的第二通孔构成，所述阀片通过穿过所述第一通孔的可拆卸连接机构与所述活塞相连，所述活塞连接有用于迫使活塞远离第一通孔运动的弹性机构。
10.所述可拆卸连接机构包括设于阀片上的连接部和设于活塞上的连接孔，所述连接部插设于所述连接孔中。
11.所述活塞具有向通气腔延伸的连杆部，所述连接孔设于所述连杆部上，所述活塞在沉孔内直线滑动的范围使所述连杆部的延伸端能伸入和退出通气腔。
12.所述弹性机构包括弹簧，所述弹簧套设在所述连杆部的外部，且弹簧的两端分别对应与活塞和沉孔底面相连。
13.所述阀套上安装有将阀套与凹腔之间间隙密封的两个密封圈，两个密封圈沿凹腔的深度方向间隔布置，所述第二通孔位于两个密封圈之间，所述排气孔连通至两个密封圈之间的阀套与凹腔之间的间隙。
14.所述凹腔的开口端设有定位沉台，所述阀套设有与所述定位沉台相抵的定位凸台，所述端板通过紧固件连接于阀体上并将定位凸台压紧在定位沉台上。
15.所述连通孔为连通两个凹腔的底面的直孔。
16.所述进气孔和所有排气孔设于阀体的一侧面，所有进出气孔位于阀体的另一侧面。
17.与现有技术相比，本发明的优点在于：
18.本发明的用于变压吸附气路系统的集成控制阀将各控制机构和通道集成在阀体上，在用于变压吸附系统时，可大大减少连接管路，避免管路连接冗繁的问题，使安装、维护更加简便，降低故障率，美观性好，且集成控制阀的整体尺寸小，占用空间少，利于降低制造成本。同时，阀片采用贴合遮盖的方式封闭第一阀口或第二阀口，其密封性好，对零部件精
密度和装配精密度的要求低，对气源的清洁度要求低，其工作稳定可靠、故障率低。该集成控制阀还具有结构简单紧凑、易于制作装配、成本低的优点。
附图说明
19.图1为现有采用多个电磁阀的变压吸附气路系统的原理图。
20.图2为现有采用双控二位五通阀的变压吸附气路系统的原理图。
21.图3为用于变压吸附气路系统的集成控制阀的立体结构示意图。
22.图4为用于变压吸附气路系统的集成控制阀的主视结构示意图。
23.图5为图4中a-a剖视结构示意图。
24.图例说明：
25.1、阀体；11、凹腔；111、定位沉台；13、连通孔；14、进气孔；15、进出气孔；16、排气孔；2、阀套；21、连通通道；211、第一通孔；212、第二通孔；22、沉孔；23、第一内腔；24、第二内腔；26、定位凸台；3、通气腔；4、阀片；41、连接部；5、活塞；51、连接孔；52、连杆部；6、端板；61、气体进出孔；7、弹簧；8、密封圈；101、第一阀口；102、第二阀口。
具体实施方式
26.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
27.如图3至图5所示，本实施例的用于变压吸附气路系统的集成控制阀，包括两端分别设有凹腔11的阀体1，每个凹腔11内以可拆卸方式安装有一个阀套2围成位于凹腔11底部的通气腔3，阀体1两端的通气腔3通过连通孔13连通，各通气腔3与连通孔13的连通口为第一阀口101，阀套2上设有与通气腔3连通的连通通道21，连通通道21与通气腔3的连通口为第二阀口102，阀体1设有连通连通孔13的进气孔14，各通气腔3连接有连通至阀体1外部的进出气孔15，各连通通道21连接有连通至阀体1外部的排气孔16，各阀套2内安装有驱动机构，驱动机构连接有位于通气腔3内并由驱动机构驱动可选择的遮盖封闭第一阀口101和第二阀口102的阀片4。
28.该用于变压吸附气路系统的集成控制阀适用于变压吸附气路系统的进排气控制，使用时，将两个进出气孔15分别对应连接至变压吸附气路系统的两个吸附塔，定义需要工作的吸附塔为吸附塔a，另一个吸附塔为吸附塔b，吸附塔a连接的进出气孔15对应的阀套2、通气腔3、驱动机构和阀片4构成的单元为第一控制单元，吸附塔b连接的进出气孔15对应的阀套2、通气腔3、驱动机构和阀片4构成的单元为第二控制单元。需要吸附塔a吸附工作时，使第一控制单元的驱动机构驱使阀片4封闭第二阀口102、打开第一阀口101，第二控制单元的驱动机构驱使阀片4打开第二阀口102、封闭第一阀口101，从进气孔14通入气体，气体会进入连通孔13，并依次经第一控制单元的第一阀口101、通气腔3、进出气孔15进入吸附塔a，经吸附塔a处理后再由变压吸附气路系统的排气气路排出供给至下游用气设备；在吸附塔a吸附工作过程中，需要吸附塔b反吹工作时，经吸附塔a处理后的气体经变压吸附气路系统的排气气路的节流阀部分通入至吸附塔b后，依次经第二控制单元的进出气孔15、通气腔3、第二阀口102和排气孔16排出。
29.该集成控制阀将各控制机构和通道集成在阀体1上，在用于变压吸附系统时，可大大减少连接管路，避免管路连接冗繁的问题，使安装、维护更加简便，降低故障率，美观性
好，且集成控制阀的整体尺寸小，占用空间少，利于降低制造成本。同时，阀片4采用贴合遮盖的方式封闭第一阀口101或第二阀口102，其密封性好，对零部件精密度和装配精密度的要求低，对气源的清洁度要求低，其工作稳定可靠、故障率低。该集成控制阀还具有结构简单紧凑、易于制作装配、成本低的优点。
30.本实施例中，驱动机构包括活塞5和设于阀套2上的沉孔22，活塞5自沉孔22的开口端装入沉孔22中并与沉孔22直线滑动配合，活塞5与沉孔22的底部围成第一内腔23，阀体1或阀套2上以可拆卸方式安装有将沉孔22开口端密封的端板6，活塞5和端板6之间的沉孔22为第二内腔24，端板6上设有供气体进出第二内腔24的气体进出孔61，连通通道21由通气腔3、连通第一内腔23和通气腔3的第一通孔211以及连通第一内腔23和排气孔16的第二通孔212构成，阀片4通过穿过第一通孔211的可拆卸连接机构与活塞5相连，活塞5连接有用于迫使活塞5远离第一通孔211运动的弹性机构。将驱动气源经气体进出孔61通入第二内腔24即可驱动活塞5靠近第一通孔211运动，第二内腔24不通入气源时，活塞5会在弹性机构的作用下远离第一通孔211运动，从而实现活塞5往复运动的控制。该种驱动机构的结构简单紧凑、制作装配简便、工作稳定可靠。
31.本实施例中，可拆卸连接机构包括设于阀片4上的连接部41和设于活塞5上的连接孔51，连接部41插设于连接孔51中。连接部41能够在连接孔51中往复运动，从实现阀片4相对于活塞5运动，通过简单的插拔操作即可完成阀片4与活塞5的连接和拆卸，该种活动连接机构具有结构简单紧凑、成本低、易于制作装配的优点。
32.本实施例中，活塞5具有向通气腔3延伸的连杆部52，连接孔51设于连杆部52上，活塞5在沉孔22内直线滑动的范围使连杆部52的延伸端能伸入和退出通气腔3。活塞5设置连杆部52与连接部41配合连接，可增大连接孔51的长度，使连接部41与连接孔51具有较长的配合长度，利于提高阀片4动作稳定性，同时连杆部52又起到推动阀片4动作的作用。
33.本实施例中，弹性机构包括弹簧7，弹簧7套设在连杆部52的外部，且弹簧7的两端分别对应与活塞5和沉孔22底面相连。该种弹性机构的结构简单、成本低、易于制作装配、工作稳定可靠。
34.本实施例中，阀套2上安装有将阀套2与凹腔11之间间隙密封的两个密封圈8，两个密封圈8沿凹腔11的深度方向间隔布置，第二通孔212位于两个密封圈8之间，排气孔16连通至两个密封圈8之间的阀套2与凹腔11之间的间隙。该种装配结构和方式，具有密封性好、易于制作装配的优点。
35.本实施例中，凹腔11的开口端设有定位沉台111，阀套2设有与定位沉台111相抵的定位凸台26，端板6通过紧固件连接于阀体1上并将定位凸台26压紧在定位沉台111上。不仅阀套2安装简便，且结构简单紧凑、安装稳固性好。
36.本实施例中，连通孔13为连通两个凹腔11的底面的直孔，易于加工制作。
37.本实施例中，进气孔14和所有排气孔16设于阀体1的一侧面，所有进出气孔15位于阀体1的另一侧面。便于加工制作，且利于减小阀体1尺寸，保证阀体1结构强度。
38.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。