一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥的制作方法
【專利摘要】一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥，包括閥芯、殼體、下法蘭、上法蘭、填料函壓蓋、閥桿、石墨墊片、石墨填料；所述閥芯布置在上法蘭、殼體、下法蘭組成的密封腔體內(nèi)，石墨墊片放在殼體與上法蘭和下法蘭間，上法蘭和下法蘭使用螺栓連接緊固，閥蓋與上法蘭間的密封使用填料函壓蓋壓緊上法蘭通孔臺階上的石墨填料實現(xiàn)閥桿密封，通過閥芯在不同角度位置間的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了高壓下高溫流體與常溫流體的流動方向同步瞬時切換功能；由于采用黃銅閥芯、不銹鋼法蘭和外殼、石墨墊片以及石墨填料，使得閥門結(jié)構(gòu)簡單，易加工制造，能夠耐受較高的溫度、壓力以及熱沖擊，轉(zhuǎn)動靈活迅速，拆裝維護方便，可以長期安全可靠的運行使用。
【專利說明】一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及閥門【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥。
【背景技術(shù)】
[0002]四通閥是具有四個流通管口(兩進兩出)的方向控制閥門，在液壓系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)及其他工業(yè)流體管路中有著廣泛的應用。通過閥芯在不同位置間的移動和切換，四通閥能夠在較小的空間內(nèi)方便的實現(xiàn)兩路流動方向不同的流體流動方向間的互相切換。但是由于傳統(tǒng)四通閥設計、結(jié)構(gòu)或材料等方面的原因，其使用范圍受到一定的制約。通常能夠?qū)崿F(xiàn)快速切換的四通閥是采用電磁驅(qū)動方式，具有動作迅速，穩(wěn)定的特點，但同時難以承受較高的溫度和壓力；能夠承受高壓的四通閥由于密封、制造精度等原因，造成閥芯運動時的阻力較大，不耐磨損，動作緩慢，難以頻繁、快速的切換，并且傳統(tǒng)閥門密封材料高溫下會發(fā)生變形、失效等問題。綜上所述，現(xiàn)有四通閥難以同時滿足高溫、高壓、頻繁、快速切換等性能要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥，具有結(jié)構(gòu)簡單、耐高溫高壓、耐熱沖擊、切換操作方便、維護簡單、安全性好的特點。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥，包括閥芯1、外殼2、下法蘭3、上法蘭4、閥桿5、填料函壓蓋6、石墨墊片7和石墨填料8 ；
[0006]所述閥芯I套入外殼2內(nèi)，所述閥芯I為階梯軸結(jié)構(gòu)，包括分流擋板1-4、分布在分流擋板1-4兩端的第一密封臺階1-3和第二密封臺階1-5、分布在第一密封臺階1-3另一端的柱狀塊1-2、分布在柱狀塊1-2另一端的與閥桿5卡接的矩形塊1-1以及分布在第二密封臺階1-5另一端的閥芯支座1-6 ;所述第一密封臺階1-3和第二密封臺階1-5的側(cè)面分別開有凹槽1-7，兩個凹槽1-7分別位于分流擋板1-4的兩側(cè)；
[0007]所述外殼2為空心柱狀，在外殼2相對于所述閥芯I的第一密封臺階1-3和第二密封臺階1-5間的位置處開有兩個相對的出水口 2-1，在外殼2相對于所述柱狀塊1-2的位置處開有上進水口 2-2，在外殼2相對于所述閥芯支座1-6的位置處開有下進水口 2-3 ；
[0008]在所述外殼2的下端設置有下法蘭3，所述下法蘭3內(nèi)側(cè)開有外殼2插入的環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)放置有石墨墊片7 ;
[0009]在所述外殼2的上端設置有上法蘭4，所述上法蘭4中間開有供閥桿5穿出的臺階通孔，所述臺階通孔的上端開有內(nèi)螺紋，臺階通孔的臺階上放置有石墨填料8，在所述上法蘭4的內(nèi)側(cè)也開有外殼2插入的環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)也放置有石墨墊片7 ；
[0010]所述下法蘭3和上法蘭4均開有供螺栓穿過的通孔；[0011]所述閥桿5的下端帶有和閥芯I的方形塊1-1卡接的矩形槽；所述填料函壓蓋6帶有和上法蘭4的臺階通孔內(nèi)螺紋相適配的外螺紋。
[0012]所述分流擋板1-4的截面形狀為菱形。
[0013]所述兩個相對的出水口 2-1間的角度為180°。
[0014]所述閥芯I和填料函壓蓋6的材料采用黃銅，外殼2、下法蘭3、上法蘭4和閥桿5的材料采用不銹鋼。
[0015]本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0016]1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，只需通過轉(zhuǎn)動閥桿5帶動閥芯I的分流擋板1-4在外殼2的出水口 2-1左右轉(zhuǎn)動，就可實現(xiàn)流動方向的切換。
[0017]2、本實用新型能夠承受較高的溫度和壓力:主體部件均采用金屬材質(zhì)，密封墊片使用石墨材料，能夠承受高達600°C的溫度，下法蘭3和上法蘭4之間使用螺栓連接，外殼2的壁厚較大，能夠承受較大的工作壓力。
[0018]3、閥芯I為圓柱體黃銅棒料經(jīng)機械加工而成，與外殼2壁面接觸摩擦少，轉(zhuǎn)動靈活，阻力小，適合經(jīng)常、頻繁性的切換操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型總裝配剖視圖。
[0020]圖2為本實用新型除閥芯I外的爆炸圖。
[0021]圖3為本實用新型閥芯I主視圖。
[0022]圖4為圖3沿A-A向的剖視圖。
[0023]圖5為圖3沿B-B向的剖視圖。
[0024]圖6為圖3沿C-C向的剖視圖。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0026]如圖1和圖2所示，本實用新型一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥，包括閥芯
1、外殼2、下法蘭3、上法蘭4、閥桿5、填料函壓蓋6、石墨墊片7和石墨填料8 ;所述閥芯I布置在上法蘭4、外殼2、下法蘭3組成的密封腔體內(nèi)，石墨墊片7放在外殼2與上法蘭4和下法蘭3間，上法蘭4和下法蘭3使用螺栓連接緊固，閥桿5與上法蘭4間的密封使用填料函壓蓋6壓緊上法蘭4通孔臺階上的石墨填料8實現(xiàn)閥桿5的密封。
[0027]如圖3、圖4和圖5所示，所述閥芯I為階梯軸結(jié)構(gòu)，包括分流擋板1-4、分布在分流擋板1-4兩端的第一密封臺階1-3和第二密封臺階1-5、分布在第一密封臺階1-3另一端的柱狀塊1-2、分布在柱狀塊1-2另一端的與閥桿5卡接的矩形塊1-1以及分布在第二密封臺階1-5另一端的閥芯支座1-6 ;所述第一密封臺階1-3和第二密封臺階1-5的側(cè)面分別開有凹槽1-7，兩個凹槽1-7分別位于分流擋板1-4的兩側(cè)。本實施例凹槽1-7的形狀為V型。
[0028]如圖2所示，所述外殼2為空心柱狀，在外殼2相對于所述閥芯I的第一密封臺階1-3和第二密封臺階1-5間的位置開有兩個相對的出水口 2-1，在外殼2相對于所述柱狀塊
1-2的位置處開有上進水口 2-2，在外殼2相對于所述閥芯支座1-6的位置處開有下進水口2-3。所述閥桿5的下端帶有和閥芯I的矩形塊1-1卡接的矩形槽；在所述外殼2的下端設置有下法蘭3，所述下法蘭3的內(nèi)側(cè)開有外殼2插入的環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)放置有石墨墊片7 ；在所述外殼2的上端設置有上法蘭4，所述上法蘭4中間開有供閥桿5穿出的臺階通孔，所述臺階通孔的上端開有內(nèi)螺紋，臺階通孔的臺階上放置有石墨填料8，在所述上法蘭4的內(nèi)側(cè)也開有外殼2插入的環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)也放置有石墨墊片7 ;所述下法蘭3和上法蘭4均開有供螺栓穿過的通孔；所述填料函壓蓋6帶有和上法蘭4的臺階通孔內(nèi)螺紋相適配的外螺紋。通過填料函壓蓋6將填入上法蘭4臺階通孔上的石墨填料8壓緊，達到閥桿密封的目的。閥桿5穿出填料函壓蓋6。本實用新型采用石墨墊片7和石墨填料8，由于石墨具有良好的耐高溫和潤滑性能，起密封作用的同時，也能夠提供一定的潤滑作用，減小運動部件閥桿5的轉(zhuǎn)動阻力。
[0029]如圖6所示，所述分流擋板1-4的截面形狀為菱形。起到分割兩路流體和保持閥芯剛度的作用。
[0030]作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述兩個相對的出水孔2-1間的角度為180°，方便切換時閥芯位置定位。
[0031]本實用新型的工作原理為:水分別從外殼2的上進水口 2-2和下進水口 2-3進入外殼2與閥芯I間，通過第一密封臺階1-3和第二密封臺階1-5上的V型槽1-7進入分流擋板1-4和外殼2間的空腔中，然后通過外殼2上兩個相對的出水孔2-1分別流出。通過旋轉(zhuǎn)閥桿5改變分流擋板1-4的角度位置，使兩個出水孔2-1調(diào)換位置到分流擋板1-4對側(cè)，實現(xiàn)流動方向的切換。
[0032]本實用新型通過在西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室的高溫高壓氣液兩相流試驗臺上的1200次冷熱流體切換實驗驗證。實驗驗證的工作參數(shù)為:系統(tǒng)壓力16Mpa，冷流體溫度30°C，熱流體溫度320°C，冷熱流體流量均為2t/h。實驗過程中，閥門轉(zhuǎn)動靈活，工作可靠，維護方便，滿足了高溫、高壓、頻繁、快速切換的性能要求。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥，其特征在于:包括閥芯(I)、外殼(2)、下法蘭(3)、上法蘭(4)、閥桿(5)、填料函壓蓋(6)、石墨墊片(7)和石墨填料(8)； 所述閥芯(I)套入外殼(2)內(nèi)，所述閥芯(I)為階梯軸結(jié)構(gòu)，包括分流擋板(1-4)、分布在分流擋板(1-4 )兩端的第一密封臺階(1-3 )和第二密封臺階(1-5 )、分布在第一密封臺階(1-3 )另一端的柱狀塊(1-2 )、分布在柱狀塊(1-2 )另一端的與閥桿(5 )卡接的矩形塊(1-1)以及分布在第二密封臺階(1-5)另一端的閥芯支座(1-6);所述第一密封臺階(1-3)和第二密封臺階(1-5)的側(cè)面分別開有凹槽(1-7)，兩個凹槽(1-7)分別位于分流擋板(1-4)的兩側(cè)； 所述外殼(2)為空心柱狀，在外殼(2)相對于所述閥芯(I)的第一密封臺階(1-3)和第二密封臺階(1-5)間的位置處開有兩個相對的出水口(2-1)，在外殼(2)相對于所述柱狀塊(1-2)的位置處開有上進水口(2-2)，在外殼(2)相對于所述閥芯支座(1-6)的位置處開有下進水口(2-3)； 在所述外殼(2)的下端設置有下法蘭(3)，所述下法蘭(3)內(nèi)側(cè)開有外殼(2)插入的環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)放置有石墨墊片(7)； 在所述外殼(2)的上端設置有上法蘭(4)，所述上法蘭(4)中間開有供閥桿(5)穿出的臺階通孔，所述臺階通孔的上端開有內(nèi)螺紋，臺階通孔的臺階上放置有石墨填料(8)，在所述上法蘭(4)的內(nèi)側(cè)也開有外殼(2)插入的環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)也放置有石墨墊片(7)； 所述下法蘭(3)和上法蘭(4)均開有供螺栓穿過的通孔； 所述閥桿(5)的下端帶有和閥芯(I)的方形塊(1-1)卡接的矩形槽； 所述填料函壓蓋(6)帶有和上法蘭(4)的臺階通孔內(nèi)螺紋相適配的外螺紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥，其特征在于:所述分流擋板(1-4)的截面形狀為菱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥，其特征在于:所述兩個相對的出水口(2-1)間的角度為180°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓冷熱流體瞬態(tài)切換四通閥，其特征在于:所述閥芯(I)和填料函壓蓋(6)的材料采用黃銅，外殼(2)、下法蘭(3)、上法蘭(4)和閥桿(5)的材料采用不銹鋼。
【文檔編號】F16K41/02GK203560511SQ201320729668
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月16日
【發(fā)明者】王漢, 畢勤成, 王林川 申請人:西安交通大學