專利名稱：氣動膜片式壓差自動換向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于氣動系統(tǒng)的換向閥，尤其涉及一種用于氣動系統(tǒng)中往復(fù)式運動執(zhí)行元件的膜片式壓差自動換向閥。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的用于氣動系統(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)行元件在運動至行程終點時驅(qū)動主閥閥芯換向，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、防爆的場合，電磁先導(dǎo)換向閥是不能夠使用的；同時滑閥對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，此外滑閥對空氣的質(zhì)量要求較高且需要潤滑系統(tǒng)對其潤滑，增加了維護成本。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有氣動系統(tǒng)中電磁先導(dǎo)換向閥不能用于限電、防爆的場合和滑閥加工制造復(fù)雜、維護成本高、響應(yīng)慢的不足，本實用新型提供一種用于氣動系統(tǒng)的膜片式壓差自動換向閥。膜片式壓差自動換向閥，包括一個閥體，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應(yīng)的端蓋小腔室，另一端側(cè)壁開有出氣孔；一個閥芯連接桿，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)膜片支撐下進行軸向往復(fù)移動，交替對兩密封管和閥體通孔兩端進行端面密封和開啟。進一步地，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應(yīng)的通氣阻尼孔。進一步地，所述金屬夾片的密封面設(shè)有橡膠密封墊。進一步地，所述膜片采用橡膠膜片或夾布橡膠膜片。進一步地，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。[0016]進一步地，所述端蓋外部套有消音器。進一步地，所述消音器與端蓋之間設(shè)有橡膠墊。 與現(xiàn)有氣動系統(tǒng)換向閥相比，本實用新型具有以下突出優(yōu)點1、本實用新型所述的氣動膜片式壓差自動換向閥采用的端面密封形式與滑閥相t匕，粉塵的影響更小，且不會造成閥芯的卡死。2、本實用新型所述的氣動膜片式壓差自動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，其運動更加靈活。3、本實用新型所述的氣動膜片式壓差自動換向閥采用壓差式自動換向方式，無需電磁閥的先導(dǎo)控制換向，可以用在限電、防爆的場合。4、本實用新型所述的氣動膜片式壓差自動換向閥中閥芯在閥體中的運動方式為膜片支撐下的擺動，結(jié)構(gòu)簡單，加工制造精度要求遠小于滑閥。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是氣動膜片式壓差自動換向閥主視圖。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。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。本實用新型所述的氣動膜片式壓差自動換向閥如
圖1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。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，在執(zhí)行元件腔體內(nèi)壓力達到換向壓力時閥芯能夠自動換向。在氣壓作用下閥芯在閥體內(nèi)軸向往復(fù)移動，交替對兩密封管和閥體通孔兩端進行端面密封和開啟，具體地說在閥芯朝向第一密封管移動時，在第一空腔內(nèi)第一膜片組件對第一密封管端面密封，同時在第二空腔內(nèi)第二膜片組件對閥體通孔端面密封；在閥芯朝向第二密封管移動時，在第二空腔內(nèi)第二膜片組件對第二密封管端面密封，同時在第一空腔內(nèi)第一膜片組件對閥體通孔端面密封。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。本實用新型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、氣動馬達)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，同時通過膜片組件上的阻尼孔7進入端蓋小腔室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閥芯向密封管11的方向運動，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，壓縮空氣通過膜片組件4上的阻尼孔7進入端蓋小腔室401，并通過氣口 Τ2進入執(zhí)行元件第二工作腔。起初，膜片組件4上朝向閥體側(cè)受到的氣壓遠大于朝向端蓋小腔室401側(cè)的氣壓，隨著充氣過程的進行，執(zhí)行元件運動并至行程終點，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，并推動閥芯反向向密封管12的方向運動。閥芯反向向密封管12的方向運動，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，壓縮空氣通過膜片組件5上的阻尼孔進入端蓋小腔室501，并通過氣口 Tl進入執(zhí)行第一元件工作腔。起初，膜片組件5上朝向閥體側(cè)受到的氣壓遠大于朝向端蓋小腔室501側(cè)的氣壓，隨著充氣過程的進行，執(zhí)行元件運動并至行程終點，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，并推動閥芯反向向密封管11的方向運動。執(zhí)行元件又被推向另一側(cè)運動，從而，執(zhí)行元件通過壓差換向閥控制，自動往復(fù)運動。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.膜片式壓差自動換向閥，其特征在于，包括一個閥體，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應(yīng)的端蓋小腔室，另一端側(cè)壁開有出氣孔；一個閥芯連接桿，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)膜片支撐下進行軸向往復(fù)移動，交替對兩密封管和閥體通孔兩端進行端面密封和開啟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式壓差自動換向閥，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1或2所述的膜片式壓差自動換向閥，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1或2所述的膜片式壓差自動換向閥，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1或2所述的膜片式壓差自動換向閥，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換向閥，其特征在于，所述消音器與端蓋之間設(shè)有橡膠墊。
專利摘要本實用新型公開了一種膜片式壓差自動換向閥，包括閥體，兩個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，交替對兩密封管和閥體通孔兩端進行端面密封和開啟。本實用新型氣采用端面密封形式，粉塵的影響更小，且不會造成閥芯的卡死；閥芯的支撐采用膜片的方式，其運動更加靈活；采用壓差式自動換向方式，無需電磁閥的先導(dǎo)控制換向，可以用在限電、防爆的場合。
文檔編號F16K11/02GK202884117SQ20122053370
公開日2013年4月17日 申請日期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 申請人:華中科技大學(xué)