CN104633245B - 制氮装置均压斜角阀结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制氮装置均压斜角阀结构，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、活塞杆和复位弹簧，所述阀杆的两端分别与阀芯和活塞杆的一端固定连接，活塞杆的另一端固定连接在活塞的一端，还包括活塞杆延长部，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，所述阀芯上还设置有贯穿阀芯两端面的通孔，阀芯远离气缸的一端还设置有一层橡胶层。本使用新型有利于判断斜角阀的活塞运动情况，延长斜角阀的使用寿命和强化吸附罐的再生效果。
Description
技术领域
本发明涉及变压吸附制氮设备技术领域，特别是涉及一种制氮装置均压斜角阀结构。
背景技术
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。
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，阀芯的行程主要是通过与阀芯连接的气缸加以实现，此结构形式中由于处于阀杆两端的阀芯和活塞分别位于阀座内和气缸缸体内，使得阀芯的行程不便于判断，同时均压用斜角阀一般情况下故障频率高，此结构形式不便于判断斜角阀的故障所在；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。
发明内容
针对上述现有技术中处于阀杆两端的阀芯和活塞分别位于阀座内和气缸缸体内，使得阀芯的行程不便于判断，同时均压用斜角阀一般情况下故障频率高，此结构形式不便于判断斜角阀的故障所在，和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的问题的问题，本发明提供了一种制氮装置均压斜角阀结构。
为解决上述问题，本发明提供的制氮装置均压斜角阀结构通过以下技术要点来解决问题：制氮装置均压斜角阀结构，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、活塞杆和复位弹簧，所述阀杆的两端分别与阀芯和活塞杆的一端固定连接，活塞杆的另一端固定连接在活塞的一端，还包括活塞杆延长部，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，所述阀芯上还设置有贯穿阀芯两端面的通孔，阀芯远离气缸的一端还设置有一层橡胶层。
本发明设置在连接两个吸附塔的均压管上的斜角阀阀座上，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；设置在阀芯上的通孔，使得任意一个变压吸附塔再生，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至少在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；设置的橡胶层还有利于均匀阀芯密封面上的受力，减小复位弹簧回弹时密封面上的撞击强度，有利于延长本发明的使用寿命。
更进一步的技术方案为：
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，且环形密封圈均为O型圈。
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，有利于保证本发明工作稳定；采用O型圈的环形密封圈设置，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。
为缩小本发明的体积和简化本发明的结构，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。
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。
还包括呈筒状的固定套，所述固定套的一端固定连接在缸体上，固定套的另一端设置有外螺纹，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。
由于本发明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。
所述外螺纹为细牙螺纹。
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发明工作稳定。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明结构简单，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，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，此设置对活塞的运动还具有导向作用，有利于均匀活塞在工作过程中侧面的磨损，有利于提高活塞的使用寿命。
2、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。
3、设置的橡胶层还有利于均匀阀芯密封面上的受力，减小复位弹簧回弹时密封面上的撞击强度，有利于延长本发明的使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述的制氮装置均压斜角阀结构一个具体实施例的结构示意图；
图2为图1所述A部分的局部放大图。
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。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例：
实施例1：
如图1所示，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、活塞杆9和复位弹簧7，所述阀杆2的两端分别与阀芯1和活塞杆9的一端固定连接，活塞杆9的另一端固定连接在活塞6的一端，还包括活塞杆延长部10，所述活塞6将缸体分为两个空腔，靠近阀芯1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,所述阀芯1上还设置有贯穿阀芯1两端面的通孔，阀芯1远离气缸4的一端还设置有一层橡胶层。
本发明设置在连接两个吸附塔的均压管上的斜角阀阀座上，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与缸体的交界处可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6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1脱落；设置在阀芯1上的通孔，使得任意一个变压吸附塔再生，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至少在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；设置的橡胶层还有利于均匀阀芯密封面上的受力，减小复位弹簧7回弹时密封面上的撞击强度，有利于延长本发明的使用寿命。
实施例2：
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，且环形密封圈5均为O型圈。
为缩小本发明的体积和简化本发明的结构，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。
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1上设置有中心孔，阀芯1穿设在阀杆2上，阀芯1与阀杆2通过阀芯螺帽8固定。
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4进气室的密封性能，有利于保证本发明工作稳定。
由于本发明在工作过程中动作频率高，阀芯1与阀座的密封位置由于碰撞频率高，导致阀芯1易损，此设置便于在阀芯1受损时能够简单迅速的更换阀芯1，更进一步的，阀芯1的材质采用黄铜，由于黄铜质软，此设置有利于降低阀芯1加工的难度。
实施例3：
本实施例在实施例2的基础上作进一步限定，如图1所示，还包括呈筒状的固定套3，所述固定套3的一端固定连接在缸体上，固定套3的另一端设置有外螺纹，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1与缸体之间。
所述外螺纹为细牙螺纹。
设置的固定套3用于本发明与阀座的连接，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。
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发明工作稳定。
Claims (6)
1.制氮装置均压斜角阀结构，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）、活塞杆（9）和复位弹簧（7），所述阀杆（2）的两端分别与阀芯（1）和活塞杆（9）的一端固定连接，活塞杆（9）的另一端固定连接在活塞（6）的一端，其特征在于，还包括活塞杆延长部（10），所述活塞（6）将缸体分为两个空腔，靠近阀芯（1）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,所述阀芯（1）上还设置有贯穿阀芯（1）两端面的通孔，阀芯（1）远离气缸（4）的一端还设置有一层橡胶层；
设置在阀芯（1）上的通孔，使得任意一个变压吸附塔再生，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。
2.根据权利要求1所述的制氮装置均压斜角阀结构，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），且环形密封圈（5）均为O型圈。
3.根据权利要求1所述的制氮装置均压斜角阀结构，其特征在于，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。
4.根据权利要求1所述的制氮装置均压斜角阀结构，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（1）上设置有中心孔，阀芯（1）穿设在阀杆（2）上，阀芯（1）与阀杆（2）通过阀芯螺帽（8）固定。
5.根据权利要求1所述的制氮装置均压斜角阀结构，其特征在于，还包括呈筒状的固定套（3），所述固定套（3）的一端固定连接在缸体上，固定套（3）的另一端设置有外螺纹，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（1）与缸体之间。
6.根据权利要求5所述的制氮装置均压斜角阀结构，其特征在于，所述外螺纹为细牙螺纹。
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171201 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |