应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀的制作方法

1.本实用新型属于阀门设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀。


背景技术：

2.角座阀是一种常用的阀门仪表，在众多领域中都有一定的应用。角座阀的结构特点一般包括：1、角座阀具有流量大、流阻小、无水锤的特点；2、角座阀阀体的y型设计，扩大了阀腔流通截面，使阀腔内流体流动更加平顺，流量也能够得到提高；3、使用寿命较长。
3.在现有技术中，角座阀广泛应用于食品、酿酒、饮料、乳制品、精细化工制药及生物工程等行业。角座阀的结构如下：包括有壳体以及阀体，壳体与阀体之间通过连接管实现连接，在壳体内设置了活塞，活塞为执行机构的主要部件，其由控制气源驱动动作，在连接管内安装了活塞杆，活塞杆的末端伸入到阀体内并设置了阀芯，活塞杆与活塞连接，活塞就可以带动活塞杆动作，从而实现阀芯的动作，以完成截流与导通。
4.目前，为了便于阀芯的观察，会在壳体上设置透明视窗，通过观察活塞杆的位置来判断阀芯的工作状态，但是，由于阀芯行程较短，即活塞杆顶端的位置变量就会非常小，依靠视觉进行判断，往往会出现误判的情况。
5.常规角座阀不带有阀位反馈功能，阀门本身或者气动控制系统发生故障时，控制系统不能获取阀门执行结果，继续执行工序，可能造成故障扩大，不利于设备的安全运行。


技术实现要素：

6.(一)技术问题
7.综上所述，如何对角座阀的阀芯工作状态进行准确判断，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
8.(二)技术方案
9.本实用新型提供了一种应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，在本实用新型中，该应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀包括壳体，所述壳体内设置有执行机构，所述执行机构包括有活塞，所述活塞可在所述壳体内上下运动，于所述壳体内并位于所述活塞的下方设置有限位器、用于对所述活塞的下行进行限位，于所述壳体的顶部设置有功能接口，通过所述功能接口设置有视窗、调节手轮或行程传感器。
10.优选地，在本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀中，所述壳体的底部设置有壳体安装孔，通过所述壳体安装有连接管，所述连接管的下端设置有阀体，所述连接管中设置有活塞杆，所述活塞杆的上端插入至所述壳体中并穿过所述限位器与所述活塞连接，所述活塞杆的下端插入至所述阀体中并设置有阀芯、用于实现阀体内部通道的截流与导通。
11.优选地，在本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀中，所述壳体包括有上壳体单元以及下壳体单元；所述壳体安装孔设置于所述下壳体单元
上，所述功能接口设置于所述上壳体单元上。
12.优选地，在本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀中，于所述下壳体单元上可转动地设置有旋转接环，所述旋转接环与所述下壳体单元之间为可转动式、气密性连接结构，所述旋转接环上设置有外螺纹，所述上壳体单元与所述旋转接环螺纹连接。
13.优选地，在本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀中，所述限位器包括有限位平台，所述限位平台的上侧面为平面结构，所述限位平台的下侧面设置有调节柱，所述调节柱为管式结构，所述调节柱与所述壳体螺纹配合、用于实现所述限位平台在所述壳体内设置高度的调节。
14.优选地，在本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀中，所述活塞为盘式结构，所述活塞的下侧面为平面、可与所述限位平台接触；于所述活塞的外环面设置有活塞槽，于所述活塞槽内设置有活塞密封圈，所述活塞密封圈与所述壳体的内侧面之间为气密性滑动配合；所述活塞密封圈为n型密封圈。
15.优选地，在本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀中，所述阀芯包括有圆盘形的阀芯主体，于所述阀芯主体的下侧面设置有环形槽，于所述环形槽内设置有阀芯密封圈，于所述阀芯主体的上侧面设置有增稳套管，所述阀芯主体的上侧面设置有阀芯主体孔，所述活塞杆的下端穿过所述增稳套管可插入至所示阀芯主体孔中固定。
16.优选地，在本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀中，于所述增稳套管的内侧面或所述阀芯主体孔的内侧面设置有插销孔，于所述活塞杆上弹性设置有与所述插销孔插装配合的插销。
17.优选地，在本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀中，所述连接管的上端，其外侧面与所述壳体安装孔气密性连接，其内部设置有上密封件；所述连接管的下端，其外侧面与所述阀体安装孔气密性连接，其内部设置有下密封件；所述活塞杆穿越所述上密封件以及所述下密封件设置并与所述上密封件以及所述下密封件之间为可滑动式气密性连接结构。
18.优选地，在本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀中，于所述壳体内设置有助力弹簧，所述助力弹簧设置于所述活塞的上方，所述助力弹簧的上端与所述壳体的上侧面相抵，所述助力弹簧的下端与所述活塞的上侧面相抵，所述助力弹簧压缩设置。
19.(三)有益效果
20.本实用新型提供了一种应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，属于阀门设备技术领域。该应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀包括壳体，壳体内设置有执行机构，执行机构包括有活塞，活塞可在壳体内上下运动，活塞杆顶部装有圆柱撞块，阀门打开或关闭时所述圆柱撞块随活塞杆做直线运行，触发开阀位置和关阀位置的微动开关，实现干接点阀位反馈信号功能。通过上述结构设计，本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀具有阀位反馈功能结构，控制系统通过采集上述信号，可以确定阀门的实际工作状态，有助于提高设备运行稳定性。
附图说明
21.图1为本实用新型一种实施例中应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀的结构示意图。
22.在图1中，部件名称与附图标记的对应关系为：
23.壳体1、上壳体单元11、下壳体单元12、活塞2、限位器3、连接管4、阀体5、活塞杆6、阀芯7。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
25.另外，在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
26.请参考图1，图1为本实用新型一种实施例中应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀的结构示意图。
27.本实用新型提供了一种应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，在本实用新型的一个具体实施方式中，该应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀的基本结构如下：包括有三个主要结构，分别是壳体1(上部结构)、连接管4(中部结构)以及阀体5(下部结构)。对于阀体5而言，其采用y型结构，具有三个分支接口，分别是入口接口、出口接口以及阀体安装孔，入口接口与出口接口基本上位于同一轴线上(这样便于流体通过)，阀体5具有阀腔，在阀腔内设置了阀芯7，阀芯7能够堵在入口接口与出口接口形成的通道上，从而实现阀腔内流体的截流与导通。在本实用新型中，阀体5采用金属材料制造而成，优选为合金钢或者铸铁。进一步地，本实用新型在阀体5的阀体安装孔上还设置有阀盖，于阀盖上设置有阀盖安装孔，自上而下、阀盖安装孔的孔径逐渐减小(也可以为等直径圆孔结构)，连接管4的下端与阀盖安装孔的上段连接(优选为螺纹连接，并可以采用密封手段进行密封加强，例如在缝隙处设置密封胶等)，于阀盖安装孔的下段设置有用于活塞杆6穿过的导向管、用于对活塞杆6的运动进行导向。导向管的直径略大于活塞杆6的直径，例如导向管的直径大于活塞杆6的直径1mm-2mm。连接管4是连接壳体1与阀体5的结构，同时还用于装配活塞杆6。在本实用新型中，连接管4为等直径长直圆管结构，连接管4的内直径大于活塞杆6的直径，这样活塞杆6与连接管4之间为非接触式结构，可以保证活塞杆6灵活、顺利地进行高速往复运动。壳体1内部设置了活塞2，活塞2可上下运动地设置在壳体1内，在活塞2行程上限以上设置了控制气源接口，在活塞2行程下限以下设置了控制气源接口，上述两个控制气源接口与控制气源连接，通过充气、出气作用来改变活塞2两侧气压驱动活塞2运动。在本实用新型中，活塞2为盘式结构，优选为圆盘结构，活塞2的下侧面为平面，在活塞2的形心处设置有活塞安装孔，活塞杆6的上端则能够插入至活塞安装孔中从而实现与活塞2的固定连接，
活塞2运动将能够带动活塞杆6一起运动，活塞杆6的底端又设置有阀芯7，阀芯7随活塞杆6运动将实现阀体5内通道的导通与关闭。进一步地，本实用新型在壳体1内并位于活塞2的下方还设置了限位器3，于壳体1内并位于活塞2的下方设置有限位器3、用于对活塞2的下行进行限位，限位器3具有一个贯穿孔结构，这样可以使得限位器3套装于活塞杆6上，限位器3与壳体1为螺纹连接结构、用于限位器3于壳体1内的高度调节。具体地，限位器3包括有限位平台，限位平台的上侧面为平面结构(活塞2的下侧面为平面结构，这样在活塞2下行时，活塞2的下侧面与限位平台的上侧面相抵就可以实现下行止步)，限位平台的下侧面设置有调节柱，调节柱为管式结构，调节柱与壳体1螺纹配合、用于实现限位平台在壳体1内设置高度的调节，对限位平台设置高度的调节就是对活塞2下行极限位置的调节。在壳体1内对应活塞2行程的段落与活塞2形状吻合(该段落的横截面形状以及尺寸不发生变化)，这样可以保证活塞2稳定活动。优选的，活塞2为圆盘形结构，在活塞2的外环面上设置了活塞槽，在活塞槽中设置了活塞密封圈，其中活塞密封圈为n型密封圈，这样可以使得活塞2上下两部分空间的隔断(上部空间气体与下部空间气体隔断)，提高气动驱动的精准度。
28.需要说明的是：在本实用新型中，与活塞杆6或者活塞2有活动接触的结构，在其连接位置上均需要设置类似于密封圈的结构，用于保证活动连接的气密性，其可参考现有技术，本实用新型不再对全部的结构进行详细赘述。
29.对于阀芯7而言，其安装在活塞杆6的底端并位于阀体5内，用于实现流体的截流与导通。阀芯7与活塞杆6的连接结构如下：阀芯7包括有圆盘形的阀芯主体，于阀芯主体的下侧面设置有环形槽，于环形槽内设置有阀芯密封圈，于阀芯主体的上侧面设置有增稳套管，阀芯主体的上侧面设置有阀芯主体孔，活塞杆6的下端穿过增稳套管可插入至所示阀芯主体孔中固定。
30.进一步地，在阀芯主体的底面还设置了截流前端，截流前端优选为球头结构，在阀体5内部还设置了与截流前端形状吻合的阀体内槽，截流前端在阀体内槽中运动时(接近或者离开)，其流通面积逐渐减小或者逐渐增加，通过设置截流前端可以在阀芯7关闭前就逐渐减小流体流量、或者在阀芯7开启前使得流体流量逐渐增加。
31.基于上述角座阀的基本结构，本实用新型所提供的一种应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，还包括有如下优化技术特征：具体包括壳体1，壳体1的整体结构近似于一个鸭蛋形，壳体1内设置有执行机构，执行机构用于驱动活塞杆6(连带阀芯7)一起动作；执行机构包括有活塞2，活塞2可在壳体1内上下运动，于壳体1内并位于活塞2的下方设置有限位器3、用于对活塞2的下行进行限位，于壳体1的顶部设置有功能接口，通过功能接口设置有视窗、调节手轮或行程传感器。在本实用新型中，功能接口优选为螺纹接口结构，本实用新型可安装到功能接口上的视窗、调节手轮以及行程传感器等组件均采用螺纹安装结构通过功能接口安装到壳体1上。需要说明的是：功能接口的作用为实现上述各个功能性组件在壳体1上的安装，各个功能性组件可实现不同的功能，例如：1、视窗为透明材料“盖子”结构，其安装到功能接口上，可以方便对壳体1内部情况的观察；2、调节手轮的作用为对活塞2进行上行限位，调节手轮上安装有螺纹杆，螺纹杆与功能接口螺纹连接，螺纹杆的端部位于壳体1内，通过旋转调节手轮，就能够调整螺纹杆进入到壳体1内的深度，活塞2能够与螺纹杆的端部相抵，从而起到对活塞2的上行限位；3、行程传感器安装到壳体1上，能够对壳体1内部的活塞2行程进行检测，实现活塞2运动的数字化信息，这样能够更精准地掌握活
塞2运动状态。
32.具体地，壳体1的底部设置有壳体1安装孔，通过壳体1安装有连接管4，连接管4的下端设置有阀体5，连接管4中设置有活塞杆6，活塞杆6的上端插入至壳体1中并穿过限位器3与活塞2连接，活塞杆6的下端插入至阀体5中并设置有阀芯7、用于实现阀体5内部通道的截流与导通。
33.在本实用新型中，连接管4为金属管(合金管)，在连接管4上设置了溢流孔，当壳体1内的控制气源发生泄漏时，进入到连接管4中的控制气源就可以从溢流孔中流出，而不会进入到阀体5内污染介质气源。
34.作为本实用新型的另一个改进点，本实用新型对壳体1结构还进行了优化：壳体1包括有上壳体单元11以及下壳体单元12；壳体1安装孔设置于下壳体单元12上，功能接口设置于上壳体单元11上；于下壳体单元12上可转动地设置有旋转接环，旋转接环与下壳体单元12之间为可转动式、气密性连接结构，旋转接环上设置有外螺纹，上壳体单元11与旋转接环螺纹连接。下壳体单元12的底部与连接管4连接，上壳体单元11的顶部设置有功能接口，在下壳体单元12的外围并靠近其顶部的位置设置有槽体结构，在槽体结构上设置有旋转接环，旋转接环的内侧面设置有至少两到橡胶密封，这样既可以使得旋转接环相对于下壳体单元12转动，又可以保证旋转接环与下壳体单元12之间为气密性连接结构。上壳体单元11与旋转接环螺纹连接(相当于固定连接)，这样就可以通过旋转接环实现上壳体单元11与下壳体单元12之间的转动配合。
35.本实用新型在壳体1内设置了限位器3，主要作用是对活塞2的下行进行限位。限位器3包括有限位平台，限位平台的上侧面为平面结构，限位平台的下侧面设置有调节柱，调节柱为管式结构，调节柱与壳体1螺纹配合、用于实现限位平台在壳体1内设置高度的调节。在本实用新型中，限位器3为高分子材料一体成型结构，其不仅具有可靠的结构强度，气密性也较为优秀。基于上述的限位器3结构，在本实用新型中，活塞2为盘式结构，活塞2的下侧面为平面、可与限位平台接触；于活塞2的外环面设置有活塞槽，于活塞槽内设置有活塞密封圈，活塞密封圈与壳体1的内侧面之间为气密性滑动配合；活塞密封圈为n型密封圈。
36.对于阀芯7而言，其具体结构如下：阀芯7包括有圆盘形的阀芯主体，于阀芯主体的下侧面设置有环形槽，于环形槽内设置有阀芯密封圈，于阀芯主体的上侧面设置有增稳套管，阀芯主体的上侧面设置有阀芯主体孔，活塞杆6的下端穿过增稳套管可插入至所示阀芯主体孔中固定。进一步地，于增稳套管的内侧面或阀芯主体孔的内侧面设置有插销孔，于活塞杆6上弹性设置有与插销孔插装配合的插销，采用插销结构实现活塞杆6与阀芯7的连接，可以使得阀芯7姿态具有一定的调整幅度，在阀芯7受气流扰动时，受活塞杆6的压力进行自调整，保证气流可以被完全截断(如果阀芯7位置不正，那么阀体5内的通道将无法被彻底关闭，气流就不能够被完全截断)。
37.进一步地，连接管4的上端，其外侧面与壳体1安装孔气密性连接，其内部设置有上密封件；连接管4的下端，其外侧面与阀体安装孔气密性连接，其内部设置有下密封件；活塞杆6穿越上密封件以及下密封件设置并与上密封件以及下密封件之间为可滑动式气密性连接结构。
38.为了更省力地实现阀门的关闭，本实用新型于壳体1内设置有助力弹簧，助力弹簧设置于活塞2的上方，助力弹簧的上端与壳体1的上侧面相抵，助力弹簧的下端与活塞2的上
侧面相抵，助力弹簧压缩设置。在活塞2下行至极限位置时，助力弹簧仍处于压缩状态，此时助力弹簧能够持续对活塞2施加向下压力，从而保证阀芯7关闭状态的稳定性。
39.由上述可知，本实用新型提供了一种应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，该应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀包括壳体1，壳体1内设置有执行机构，执行机构包括有活塞2，活塞2可在壳体1内上下运动，于壳体1内并位于活塞2的下方设置有限位器3、用于对活塞2的下行进行限位，于壳体1的顶部设置有功能接口，通过功能接口设置有视窗、调节手轮或行程传感器。
40.本实用新型所提供的一种应用于制氮设备高频切换密封性强的角座阀，具有切换频次高(40-60秒切换)、密封性强(泄漏率v级)、响应时间短(0.2-0.5s)、方向性强(正反向)、维修率低等特性。壳体1部分、连接管4部分以及阀体5部分均采用模块化结构设计，便于维修与更换。
41.通过上述结构设计，本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀可以实现多个功能性组件(视窗、调节手轮或行程传感器)的替换，以实现不同的功能，例如壳体1内部情况的可视化观察、活塞2上行限位的可调、活塞2运动状态的数值化等等，通过这种结构优化设计，本实用新型能够对角座阀的阀芯7工作状态进行准确判断。
42.由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

技术特征：
1.一种应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体内设置有执行机构，所述执行机构包括有活塞(2)，所述活塞可在所述壳体内上下运动，于所述壳体内并位于所述活塞的下方设置有限位器(3)、用于对所述活塞的下行进行限位，于所述壳体的顶部设置有功能接口，通过所述功能接口设置有视窗、调节手轮或行程传感器。2.根据权利要求1所述的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，所述壳体的底部设置有壳体安装孔，通过所述壳体安装有连接管(4)，所述连接管的下端设置有阀体(5)，所述连接管中设置有活塞杆(6)，所述活塞杆的上端插入至所述壳体中并穿过所述限位器与所述活塞连接，所述活塞杆的下端插入至所述阀体中并设置有阀芯(7)、用于实现阀体内部通道的截流与导通。3.根据权利要求1所述的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，所述壳体包括有上壳体单元(11)以及下壳体单元(12)；所述壳体安装孔设置于所述下壳体单元上，所述功能接口设置于所述上壳体单元上。4.根据权利要求3所述的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，于所述下壳体单元上可转动地设置有旋转接环，所述旋转接环与所述下壳体单元之间为可转动式、气密性连接结构，所述旋转接环上设置有外螺纹，所述上壳体单元与所述旋转接环螺纹连接。5.根据权利要求1所述的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，所述限位器包括有限位平台，所述限位平台的上侧面为平面结构，所述限位平台的下侧面设置有调节柱，所述调节柱为管式结构，所述调节柱与所述壳体螺纹配合、用于实现所述限位平台在所述壳体内设置高度的调节。6.根据权利要求5所述的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，所述活塞为盘式结构，所述活塞的下侧面为平面、可与所述限位平台接触；于所述活塞的外环面设置有活塞槽，于所述活塞槽内设置有活塞密封圈，所述活塞密封圈与所述壳体的内侧面之间为气密性滑动配合；所述活塞密封圈为n型密封圈。7.根据权利要求2所述的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，所述阀芯包括有圆盘形的阀芯主体，于所述阀芯主体的下侧面设置有环形槽，于所述环形槽内设置有阀芯密封圈，于所述阀芯主体的上侧面设置有增稳套管，所述阀芯主体的上侧面设置有阀芯主体孔，所述活塞杆的下端穿过所述增稳套管可插入至所示阀芯主体孔中固定。8.根据权利要求7所述的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，
于所述增稳套管的内侧面或所述阀芯主体孔的内侧面设置有插销孔，于所述活塞杆上弹性设置有与所述插销孔插装配合的插销。9.根据权利要求2所述的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，所述连接管的上端，其外侧面与所述壳体安装孔气密性连接，其内部设置有上密封件；所述连接管的下端，其外侧面与所述阀体安装孔气密性连接，其内部设置有下密封件；所述活塞杆穿越所述上密封件以及所述下密封件设置并与所述上密封件以及所述下密封件之间为可滑动式气密性连接结构。10.根据权利要求1所述的应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，其特征在于，于所述壳体内设置有助力弹簧，所述助力弹簧设置于所述活塞的上方，所述助力弹簧的上端与所述壳体的上侧面相抵，所述助力弹簧的下端与所述活塞的上侧面相抵，所述助力弹簧压缩设置。

技术总结
一种应用于制氮设备高频切换密的阀位反馈型角座阀，属于阀门设备技术领域，包括壳体，壳体内设置有执行机构，执行结构包括有活塞，活塞可在壳体内上下运动，活塞杆上侧装有圆柱撞块，阀门打开或关闭时圆柱撞块随活塞杆做直线运行，触发开阀位置和关阀位置的微动开关，实现干接点阀位反馈信号功能。本实用新型所提供的应用于制氮设备高频切换的阀位反馈型角座阀可以实现控制系统通过数字量输入接口采集阀门的实际状态，判断阀门对控制系统控制指令执行是否正确，通过这种结构优化设计，本实用新型控制系统通过采集上述信号能够对角座阀的阀芯工作状态进行准确判断，有助于提高设备运行稳定性。备运行稳定性。备运行稳定性。


技术研发人员：李宝存 康振
受保护的技术使用者：北京市飞达捷能气体分离技术有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/8/9