技术领域
[0001] 本
发明涉及气体换向装置技术领域，具体涉及一种
换气阀。
背景技术
[0002] 气体
控制阀是气体管道中常用的设备，为人们所熟知。目前对气体管道的通断控制一般采用
电磁阀或者机械阀。现有的电磁阀以及机械阀由于控制气体管道切换的阀芯组件设计不合理，导致换气阀的体积大，结构不紧凑，管路切换的灵敏度差，加工装配不便，通气效率低下，以及阀芯组件与
阀体的
密封性差，容易损坏等
缺陷。
发明内容
[0003] 针对
现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种阀芯组件结构设计合理，结构紧凑，体积小，加工装配方便，工作可靠，且使用寿命长的换气阀。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种换气阀，包括有带有阀腔的阀体，装配在阀腔内的阀芯组件，以及控制阀芯组件动作的控制组件，所述阀体上设有与阀腔连通的进气口、第一出气口、第二出气口，其特征在于：所述的阀体上阀腔为筒状，阀体的阀腔两端口上分别盖设有端盖，所述阀芯组件包括有阀芯套，以及滑移配合在阀芯套内的滑轴，控制组件与滑轴驱动连接，滑轴两端经端盖限位，所述阀芯套固定在阀腔内，阀芯套上设有沿阀芯套轴向分布的三组通气孔，三组通气孔分别为与进气口密封连通的中间通气孔，与第一出气口密封连通的第一通气孔，以及与第二出气口密封连通的第二通气孔，所述滑轴上沿其轴向间隔设置有两道
密封圈，滑轴经密封圈与阀芯套密封配合，并在两道密封圈之间间隔形成换向腔，所述中间通气孔始终与换向腔连通，所述换向腔轴向长度小于所述第一通气孔和第二通气孔的间隔距离，且大于所述第一通气孔和中间通气孔之间、第二通气孔和中间通气孔之间的间隔距离。
[0005] 本发明的换气阀，其控制组件驱动滑轴在阀芯套内滑移，从而控制滑轴上的换向腔实现第一出气口和第二出气口之间切换，实现进气口与第一出气口、第二出气口的导通切换，从而实现气体换向；其采用滑轴轴向滑动的方式，经滑轴上换向腔轴向移位实现气体回路导通切换，结构紧凑，体积小，并采用阀芯套供滑轴的滑动密封配合，阀芯套可单独加工，加工较为方便，一方面，阀体上阀腔加工
精度要求降低，阀体的加工更为容易，另一方面，专
门设置阀芯套供滑轴装配，阀芯套可采用较高精度加工，有效保证滑轴与阀芯套的密封配合可靠性，保证滑轴在阀芯套内滑动灵敏，而且换向腔具有一定的轴向长度，换向腔始终与进气口连通，换向腔内始终充满气体，第一出气口与进气口之间形成的气路，以及第二出气孔与进气口之间形成的气路之间切换行程短，保证气路高效切换。
[0006] 本发明进一步设置为：所述滑轴上设有环形避空槽，环形避空槽与换向腔沿着滑轴轴向分布，环形避空槽与换向腔一端临接，滑轴与阀芯套在对应换向腔远离环形避空槽一端
位置形成有泄压腔，泄压腔经密封圈与换向腔密封隔离，阀体上对应泄压腔一端的端盖与阀体之间设有泄压通道，泄压通道连通泄压腔与外界，所述滑轴上设有连接泄压腔和环形避空槽的轴向通孔和径向通孔，轴向通孔一端为与泄压腔连通的开口，轴向通孔另一端与径向通孔连通，径向通孔相对于与轴向通孔连通一端的另一端为位于环形避空槽内的端口。
[0007] 通过采用上述技术方案，滑轴上避空槽起到让位作用，方便滑轴装配在阀芯套内；更重要的是，避空槽与换向腔临接，滑轴移动换向，为便于叙述，令环形避空槽对应第一通气孔位置，则换向腔从第一通气孔位置移至第二通气孔位置，则环形避空槽相应移动，环形避空槽与阀芯套上相应的第一通气孔连通，即环形避空槽与第一出气口连通，这样与第一出气口连接的执行器内气压可通过第一通气孔、避空槽、径向通孔、轴向通孔、泄压腔、泄压通道排气泄压，从而达到换气阀对执行器的控制灵敏度高；同样的，在换向腔从第二通气孔位置移至第一通气孔位置，则环形避空槽相应移动，环形避空槽移出第一通气孔位置，换向腔移出第二通气孔，泄压腔与第二通气孔连接，并经泄压通道实现与第二出气口连接的执行器排气泄压，从而达到换气阀对执行器的控制灵敏度高；具有换气阀工作可靠，控制灵敏度高的优点；而且采用避空槽、径向通孔、轴向通孔设计实现第一通气孔连接的相应执行器排气泄压，具有设计合理，结构紧凑，而且可实现对滑轴的减重，不仅降低材料成本，而且使得滑轴的变轻，轴向移动更为灵敏，使得换向阀换向动作更为灵敏。
[0008] 本发明进一步设置为：所述控制组件包括有
压缩弹簧，
压缩弹簧沿着轴向通孔的开口
定位装配在轴向通孔内，压缩弹簧一端抵压在轴向通孔底部，压缩弹簧另一端抵压在端盖上，所述滑轴轴向与轴向通孔的开口相对一端为连接有驱动源的驱动端。
[0009] 通过采用上述技术方案，控制组件采用滑轴一端设置压缩弹簧实现复位，滑轴另一端经驱动源驱动，控制组件结构简单，而且压缩弹簧装配在轴向通孔内，滑轴与压缩弹簧形成的整体轴向长度短，装配结构紧凑，以及压缩弹簧的轴向长度与滑轴的轴向长度重叠，压缩弹簧具有较长的轴向长度，一是保证弹簧有足够的形变储能，二保证压缩弹簧压缩移动可靠。
[0010] 本发明进一步设置为：所述阀体上对应压缩弹簧一端的端盖包括有外盖体和端盖垫板，端盖垫板经外盖体压装在阀体上，所述端盖垫板朝向泄压腔一侧设有弹簧定位座，压缩弹簧定位支承在弹簧定位座上，所述泄压通道包括有端盖垫板上设有的泄气贯穿孔，端盖垫板朝向外盖体一侧设有若干通向侧边边缘的泄气槽。
[0011] 通过采用上述技术方案，泄压通道在端盖垫板上形成，加工方便，端盖垫板上弹簧定位座加工形成方便，压缩弹簧定位安装方便。
[0012] 本发明进一步设置为：所述阀体上对应滑轴上驱动端的端盖上设有通气嘴，所述阀体上对应滑轴上驱动端的端盖与阀芯套端部密封配合，阀体上对应滑轴上驱动端的端盖、阀芯套以及滑轴驱动端形成与通气嘴连通的驱动气腔。
[0013] 通过采用上述技术方案，采用气压控制实现对滑轴的驱动控制，相应的结构简单，且控制可靠方便。
[0014] 本发明进一步设置为：所述阀芯套与阀腔间隔配合，阀芯套与阀腔间隔形成间隔腔，阀芯套轴向上位于中间通气孔两侧设有实现阀芯套与阀腔密封配合的中间密封环，中间密封环为两道，且分别位于第一通气孔与中间通气孔之间、以及位于第二通气孔与中间通气孔之间，所述间隔腔经两道中间密封环隔成轴向封闭隔绝的中间通气腔，所述中间通气腔连通进气口与中间通气孔，所述阀芯套轴向靠近第一通气孔一端设有第一密封环，所述间隔腔经第一密封环和与之相邻的中间密封环隔成轴向封闭隔绝的第一通气腔，第一通气腔连通第一通气孔和第一出气口，所述阀芯套轴向靠近第二通气孔一端设有第二密封环，所述间隔腔经第二密封环和与之相邻的中间密封环隔成轴向封闭隔绝的第二通气腔，第二通气腔连通第二通气孔和第二出气口。
[0015] 通过采用上述技术方案，阀芯套与阀腔采用间隔配合，并经两道中间密封环、第一密封环和第二密封环实现封闭隔绝相应腔体，方便阀芯套装配在阀腔内，而且阀芯套与阀腔之间形成与相应的三组通气孔和进气口、第一出气口、第二出气口对应连通的隔腔（中间通气腔、第一通气腔、第二通气腔），方便阀芯套上三组通气孔与相应的进气口、第一出气口、第二出气口密封连通，以及通气效率高。
附图说明
[0017] 图1为本发明具体
实施例换气阀结构示意图；
[0018] 图2为本发明具体实施例换气阀右视图；
[0019] 图3为图2沿着A-A剖切线剖切的剖视图；
[0020] 图4为本发明具体实施例换气阀主视图；
[0021] 图5为图4沿着B-B剖切线剖切的剖视图；
[0022] 图6为本发明具体实施例阀芯组件装配结构示意图。
[0023] 1-阀体，10-进气口，11-第一出气口，12-第二出气口，2-阀芯组件，21-阀芯套，210-中间通气孔，211-第一通气孔，212-第二通气孔，22-滑轴，221-轴向通孔，222-径向通孔，223-驱动端，231、232-中间密封环，233-第一密封环，234-第二密封环，24-密封圈，25-换向腔，26-环形避空槽，261-避空槽密封圈，27-泄压腔，3-端盖，4-间隔腔，40-中间通气腔，41-第一通气腔，42-第二通气腔，5-泄压通道，51-泄气贯穿孔，52-泄气槽，61-压缩弹簧，62-通气嘴，63-驱动气腔
具体实施方式
[0024] 参见附图1至附图6，本发明公开的一种换气阀，包括有带有阀腔的阀体1，装配在阀腔内的阀芯组件2，以及控制阀芯组件2动作的控制组件。所述阀体1上设有与阀腔连通的进气口10、第一出气口11、第二出气口12；所述的阀体1上阀腔为筒状，阀体1的阀腔两端口上分别盖设有端盖3。
[0025] 其改进点为：所述阀芯组件2包括有阀芯套21，以及滑移配合在阀芯套21内的滑轴22，控制组件与滑轴22驱动连接，滑轴22经控制组件实现在阀芯套21内轴向滑移，滑轴22两端经端盖3限位。
[0026] 所述阀芯套21固定在阀腔内，阀芯套21上设有沿阀芯套21轴向分布的三组通气孔，三组通气孔分别为与进气口10密封连通的中间通气孔210、与第一出气口11密封连通的第一通气孔211、以及与第二出气口12密封连通的第二通气孔212；本具体实施例中，一组通气孔由绕阀芯套21周向设置的一圈通气孔构成，为便于通气孔与相应的进气口10、第一出气口11、第二出气口12密封连通，所述阀芯套21与阀腔间隔配合，阀芯套21与阀腔间隔形成间隔腔4，阀芯套21轴向上位于中间通气孔210两侧设有实现阀芯套21与阀腔密封配合的中间密封环231、232，中间密封环为两道，且分别位于第一通气孔211与中间通气孔210之间、以及位于第二通气孔212与中间通气孔210之间；所述间隔腔4经两道中间密封环231、232隔成轴向封闭隔绝的中间通气腔40，所述中间通气腔40连通进气口10与中间通气孔210。所述阀芯套21轴向靠近第一通气孔211一端设有第一密封环233，所述间隔腔4经第一密封环233和与之相邻的中间密封环231隔成轴向封闭隔绝的第一通气腔41，第一通气腔41连通第一通气孔211和第一出气口11。所述阀芯套21轴向靠近第二通气孔212一端设有第二密封环234，所述间隔腔4经第二密封环234和与之相邻的中间密封环232隔成轴向封闭隔绝的第二通气腔42，第二通气腔42连通第二通气孔212和第二出气口12。这样阀芯套21上三组通气孔与相应的进气口10、第一出气口11、第二出气口12经间隔腔4内的第一密封环233、第二密封环234、两道中间密封环231、232密封连通，具有连通连接方便，以及通气效率高，方便阀芯套上的通气孔加工设置，以及阀芯套装配在阀腔内。当然作为本发明可行的技术方案，阀芯套也可紧配在阀腔内，通气孔可为单个孔设置，阀芯套上通气孔与相应的第一出气口、第二出气口、进气口采用嵌套直接密封连接，但这样存在阀芯套上通气孔的加工设置不变，而且阀芯套的装配不便，以及与阀体上相应的第一出气口、第二出气口、进气口密封配合不方便的缺陷。故本发明优先采用本具体实施例的方案。
[0027] 其中，所述滑轴22上沿其轴向间隔设置有两道密封圈环形固定座，两道密封圈环形固定座上的密封圈装配槽内装配有密封圈24；滑轴22经密封圈24与阀芯套21密封配合，阀轴22上位于两道密封圈24之间间隔形成换向腔25；所述中间通气孔210始终与换向腔25连通，所述换向腔25轴向长度小于所述第一通气孔211和第二通气孔212的间隔距离，且大于所述第一通气孔211和中间通气孔210之间、第二通气孔212和中间通气孔210之间的间隔距离。为尽量减小滑轴滑动切换换向腔位置时行程，即换气阀换向行程，换向腔25轴向长度接近第一通气孔211和第二通气孔212的间隔距离。
[0028] 为进一步的提高换气阀的工作可靠性，所述滑轴22上设有环形避空槽26，环形避空槽26与换向腔25沿着滑轴22轴向分布，环形避空槽26与换向腔25一端临接；在滑轴22上与换向腔25相邻一端设置有避空槽密封圈261，避空槽密封圈261和与之相邻的换向腔25一端密封圈形成环形避空槽26在轴向上密封隔绝；滑轴22与阀芯套21在对应换向腔25远离环形避空槽26一端位置形成有泄压腔27，泄压腔27经密封圈24与换向腔25密封隔离，阀体1上对应泄压腔27一端的端盖与阀体1之间设有泄压通道5，泄压通道5连通泄压腔27与外界；所述滑轴22上设有连接泄压腔27和环形避空槽26的轴向通孔221和径向通孔222，轴向通孔221一端为与泄压腔27连通的开口，轴向通孔221另一端与径向通孔222连通，径向通孔222相对于与轴向通孔221连通一端的另一端为位于环形避空槽26内的端口。本具体实施例中，环形避空槽26对应第一出气口11位置，当然环形避空槽对应第二出气口12位置也可，为便于对泄压过程的描述，令环形避空槽26对应第一通气孔211位置；则滑轴22由换向腔25对应第一通气孔211滑移至第二通气孔212时，则环形避空槽26相应移动，由于避空槽26与换向腔25临接，环形避空槽26与阀芯套21上相应的第一通气孔211连通，即环形避空槽与第一出气口连通，这样与第一出气口连接的执行器内气压可通过第一通气孔、避空槽、径向通孔、轴向通孔、泄压腔、泄压通道排气泄压；而且采用避空槽、径向通孔、轴向通孔设计实现第一通气孔连接的相应执行器排气泄压，具有设计合理，结构紧凑，而且可实现对滑轴的减重，不仅降低材料成本，而且使得滑轴的变轻，轴向移动更为灵敏，使得换向阀换向动作更为灵敏。
[0029] 本具体实施例中，所述控制组件包括有压缩弹簧61，压缩弹簧61沿着轴向通孔221的开口定位装配在轴向通孔内，压缩弹簧61一端抵压在轴向通孔221底部，压缩弹簧61另一端抵压在端盖3上，所述滑轴22轴向与轴向通孔221的开口相对一端为连接有驱动源的驱动端223。所述阀体1上对应压缩弹簧61一端的端盖3包括有外盖体31和端盖垫板32，端盖垫板32经外盖体31压装在阀体1上，所述端盖垫板32朝向泄压腔27一侧设有弹簧定位座，压缩弹簧61定位支承在弹簧定位座上，所述泄压通道5包括有端盖垫板32上设有的泄气贯穿孔51，端盖垫板32朝向外盖体31一侧设有若干通向侧边边缘的泄气槽52。控制组件采用滑轴22一端设置压缩弹簧61实现复位，滑轴22另一端经驱动源驱动，控制组件结构简单，而且压缩弹簧61装配在轴向通孔221内，滑轴22与压缩弹簧61形成的整体轴向长度短，装配结构紧凑，以及压缩弹簧61的轴向长度与滑轴22的轴向长度重叠，压缩弹簧61具有较长的轴向长度，一是保证弹簧有足够的形变储能，二保证压缩弹簧61压缩移动可靠。当然作为本发明可行
变形结构，控制组件可以采用
电机、电磁
铁装置、
气缸机构等等直接与滑轴直接连接驱动，但存在控制组件结构复杂，换气阀的体积变大，与滑轴连接不便，不方便各机构的装配连接等，
[0030] 故本发明优先采用滑轴一端为连接驱动源的驱动端，滑轴另一端经弹簧复位驱动；而且弹簧的装配可以采用轴向通孔以外的定位结构定位支承，如在滑轴上设置台阶轴段，压缩弹簧套在台阶轴段上实现对压缩弹簧的定位安装，但其存在轴向长度受到限制，压缩弹簧的设置不便，和复位不可靠的缺陷。
[0031] 作为本发明优选的，换气阀滑轴的驱动端驱动采用气压驱动控制；具体为：所述阀体1上对应滑轴22上驱动端223的端盖上设有通气嘴62，所述阀体1上对应滑轴22上驱动端223的端盖与阀芯套21端部密封配合，阀体1上对应滑轴22上驱动端223的端盖、阀芯套21以及滑轴22驱动端223形成与通气嘴62连通的驱动气腔63；通气嘴22一端插接气管，通气嘴另一端通向驱动气腔63。采用气体驱动，则相应的，滑轴的驱动端对应的驱动气腔为可压缩，空间小，从而进一步的实现换气阀的结构紧凑，体积小；而且采用气压驱动，相应的部件少，结构简单只需要形成一个密封的驱动气腔和气嘴即可。
[0032] 本发明的换气阀工作原理为：状态一：在驱动气腔63内无气压时，在压缩弹簧61的作用下，进气口10—中间通气腔40—中间通气孔210—换向腔25—第一通气孔211—第一通气腔41—第一出气口11形成通路，实现对于第一出气口连接的执行器控制；则第二出气口12连接的执行器内残留的气压，经第二出气口12—第二通气腔42—第二通气孔212—泄压腔27—泄压通道5，形成泄压。
[0033] 状态二：需要换向时，驱动气腔63内通入气压，驱动滑轴22在阀芯套21内滑移，滑轴22上的换向腔25从第一通气孔211切换至第二通气孔212，则进气口10—中间通气腔40—中间通气孔210—换向腔25—第二通气孔212—第二通气腔42—第二出气口12形成通路，实现对于第二出气口12连接的执行器控制；则第一出气口11连接的执行器内残留的气压，经第一出气口11—第一通气腔41—第一通气孔211—避空槽26—径向通孔222—轴向通孔221—泄压腔27—泄压通道5，形成泄压。
