技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于化工、石化、造纸、环保等工业过程自动控制系统中使用的新型气动波纹管型三通调节阀。
背景技术
[0002] 目前在化工、石化、造纸、环保等工业过程自动控制系统的管道中使用的普通型气动三通调节阀，它分为两种型式：一种是气动三通合流调节阀，既是把两个进口端
流体合成一个出口端流体；一种是气动三通分流调节阀，是把一个进口端流体分为两个出口端流体；他们分别用于合流或分流的场合。由于阀
门结构设计上的不足，三通合流调节阀和三通分流调节阀不能互换使用，如果工艺改变需要改变介质流动方向或者用户选型有误，那么这一台就不能使用了，必须另行购买一台新的三通调节阀，既影响了生产，也给用户增加了生产成本。
[0003] 另外由于普通型气动三通调节阀只能装有聚四氟乙烯V型填料，密封不可靠，很容易产生泄露，尤其是使用于剧毒、易挥发、易渗透、易污染环境及稀有贵重介质的重要工况；一旦产生
泄漏，既污染了环境，也浪费了原材料，甚至会造成重大的人身或设备事故，给安全生产带来隐患。
[0004] 普通型气动三通调节阀一般由两部分组成：气动
薄膜执行机构和阀部份。
[0005] 气动薄膜执行机构由上、下金属膜盖、
橡胶膜片、
弹簧、
推杆、
支架等组成，由于橡胶膜片耐压强度低，支架采用灰口
铸铁制造，使它的体积增大，输出
力小，强度降低，使用压差小，弹簧容易断裂，容易发生突发事故，而且备件库存量增大。
[0006] 阀部份是由三通
阀体、短接管、阀盖、阀杆、阀芯和两个
阀座组成，阀座通过
螺纹连接方式与阀体连接，由于加工误差，与阀芯的中心很难重合，必须通过
研磨才能达到泄漏等级要求，易锈蚀且拆装困难；由于流道转弯和死区多，造成流体流动时产生
涡流，容易形成气蚀现象而损坏阀芯阀座，使用寿命大大缩短。
发明内容
[0007] 本发明所要解决的技术问题在于针对现有普通型气动三通调节阀所存在的问题而提供一种设有带弹簧的双作用
气缸式执行机构、阀部份设有自动对中心卡入式阻尼阀座、不锈
钢金属波纹管和聚四氟乙烯V型填料的双层密封装置、特殊设计的阀芯阀笼、全新设计的阀体流道的新型气动波纹管型三通调节阀；它既可以用于合流场合也可以用于分流场合，而且具有
密封性好、通用性强、安全可靠、使用寿命长等优点，特别适用于剧毒、易挥发、易渗透、易污染环境及稀有贵重介质的重要场合。
[0008] 本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
[0009] 气动波纹管三通调节阀，包括执行机构和设置在执行机构下方的阀部份；所述阀部分包括：
[0010] 一三通阀体，所述三通阀体具有第一阀口、第二阀口和第三阀口和一安装口，其中第一阀口和第二阀口同轴线，第三阀口和安装口同轴线并与第一阀口和第二阀口的共同轴线垂直，第一阀口与第三阀口之间通过下阀座孔连通，第一阀口与第二阀口通过上阀座孔连通；
[0011] 通过下阀座
密封垫片安装在下阀座孔内的下阀座，所述下阀座中具有一下阀孔，所述下阀孔连通所述第一阀口和第三阀口；
[0012] 通过上阀座密封垫片安装在上阀座孔内的上阀座，所述上阀座中具有一上阀孔，所述上阀孔连通所述第一阀口和第二阀口；
[0013] 一阀芯部件，所述阀芯部件具有位于所述下阀孔内的下阀芯和位于所述上阀孔内的上阀芯，其中下阀芯向下运动过程中对所述下阀孔实施关闭，下阀芯向上运动过程中对所述下阀孔实施开启，上阀芯向上运动过程中对所述上阀孔实施关闭，上阀芯向下运动过程中对所述上阀孔实施开启；
[0014] 一下阀盖部件，所述下阀盖部件具有一通过下阀盖
密封件以及阀盖
法兰、
紧固件安装在所述安装口上的下阀盖和与上阀盖连接的上法兰以及连接在下阀盖与上法兰之间的管部，在所述下阀盖中心开设有一下阀杆孔；
[0015] 一上阀盖，所述上阀盖通过紧固件安装在所述下阀盖部件的上法兰上，在所述上阀盖中心开设有一上阀杆孔；
[0016] 一下端与所述阀芯部件连接，上端依次穿过所述下阀盖的下阀杆孔、管部的内孔、上阀盖上的上阀杆孔的阀杆，在所述阀杆位于所述管部的内孔中的一段上套有一波纹管密封组件，所述波纹管密封组件包括波纹管和波纹管连接套，所述波纹管连接套被固定在下阀盖部件的上法兰和上阀盖之间，波纹管的上端与波纹管连接套的下端连接；
[0017] 设置在所述阀杆与所述上阀盖的上阀杆孔之间的密封填料；
[0018] 所述执行机构安装在所述上阀盖上并与所述阀杆连接，驱动所述阀杆上下运动。
[0019] 在发明的一个优选
实施例中，在所述下阀盖部件中的下阀盖与上阀座设置有上阀笼，在所述上阀座与所述下阀座之间设置有下阀笼，在所述上、下阀笼的笼壁上开设有若干节流孔。
[0020] 在本发明的一个优选实施例中，在所述上阀盖上盖有一套在所述阀杆上的填料压盖。
[0021] 所述密封填料为聚四氟乙烯V型填料。
[0022] 在本发明的一个优选实施例中，所述上、下阀座为卡入式阀座。
[0023] 在本发明的一个优选实施例中，所述执行机构为一带弹簧的双作用气缸式执行机构，其包括：
[0024] 一下端安装在所述上阀盖上的支架，所述支架的中间部分为两根支臂，两根支壁的上端为一气缸底座法兰，在所述气缸底座法兰上开设有一下进气孔和一中心推杆孔；
[0025] 一通过气缸卡环以及密封件安装在所述气缸底座法兰上的
气缸体，在所述气缸体靠近顶部的
位置开设有一上进气孔，顶部的中心开设有一弹簧预紧
螺栓孔，所述气缸体与所述气缸底座法兰围成的空间构成气缸的
活塞腔；
[0026] 一下端与所述阀杆上端连接的推杆，所述推杆的上端穿过所述气缸底座法兰上的中心推杆孔而进入所述活塞腔内；
[0027] 固定在所述推杆上端且位于所述活塞腔内的活塞；
[0028] 旋在所述弹簧预紧螺栓孔内的弹簧预紧螺栓，所述弹簧预紧螺栓的下端延伸进所述活塞腔并在该弹簧预紧螺栓的下端固接有一弹簧罩，在所述弹簧罩与所述活塞之间设置有弹簧。
[0029] 在本发明的一个优选实施例中，所述推杆与阀杆的连接处通过推杆夹夹固紧，在所述推杆夹的一侧固定有一行程
指针，在推杆夹的另一侧设置有一滑
块；另在靠近行程指针这一侧的支臂内侧安装有行程标尺，而在靠近滑块这一侧的支臂内侧安装有一滑轨，所述滑块跟随所述推杆在所述滑轨上移动，所述行程指针结合行程标尺显示所述推杆的移动距离。
[0030] 由于采用上述技术方案，本发明设有带弹簧的双作用气缸式执行机构，具有很大的推力和很高的刚性强度，动作灵敏，
定位精度高，响应速度快，气缸上部和下部气室同时接受纯净的压缩空气，永不
腐蚀。
[0031] 另由于三通式阀体内由于采用两个自动对中心的上、下卡入式阀座，上、下卡入式阀座与三通式阀体之间采用无
螺纹连接，上、下卡入式阀座的固定力是通过上、下阀笼、下阀盖组件中的下阀盖、阀盖法兰施加的轴向推力，因此更换起来轻而易举而又精确无比；设有两个钻满小孔的上、下阀笼可以缓冲流体紊流速度，保护阀芯部件、上、下卡入式阀座不受流体冲刷的破坏，同时还可以降低噪音，使用寿命显著提高，而且拆装维修非常方便。
[0032] 又由于在阀杆外部设有金属波纹管密封组件，把三通式阀体与下阀盖组件的内腔形成一个封闭的容器，阀杆带动阀芯部件的上下移动只会引起波纹管的微量
变形而没有摩擦，介质是不会泄漏的。而且在阀杆的上端又设有聚四氟乙烯V型填料作为第二道密封，构成双层密封，既使使用时间很长也不会产生介质泄漏。消除了事故隐患，保证了生产的安全。
[0033] 三通式阀体内的阀芯组件中的上、下阀芯在上、下卡入式阀座的导向下运行平稳，根据
流体力学的力平衡原理，上、下阀芯所受到的
不平衡力很小；又由于配用高刚性的气缸式执行机构，可以抵抗很高的流体产生的不平衡力，所以无论是合流场合还是分流场合均可
开关自如；如果工艺改变需要合流场合改为分流场合或者分流场合改为合流场合，或者用户选错了阀门，该三通阀均不需要更换，都好使用，这样就减少了不必要的麻烦，为用户节约了资金。
附图说明
[0034] 图1为本发明气动波纹管三通调节阀的结构示意图。
具体实施方式
[0035] 以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。
[0036] 参见图1，图中给出的气动波纹管三通调节阀，包括执行机构和设置在执行机构下方的阀部份；其中阀部分包括一个三通式阀体1，该三通式阀体1具有一个内腔和三个阀口A、B、C和一个安装孔D，其中阀口A和B同轴线，阀口C和安装口D同轴线并与阀口A和B的共同轴线垂直，阀口A和阀口C之间通过下阀座孔3a，阀口A与阀口B通过上阀座孔7a连通。
[0037] 上、下阀座7、3均为自动对中心的卡入式阀座，其中下阀座3通过下阀座密封垫片2安装在下阀座孔3a内，下阀座3中具有一下阀孔3b，下阀孔3b连通阀口A和阀口C；上阀座7通过上阀座密封垫片6安装在上阀座孔7a内，上阀座7中具有一上阀孔7b，上阀孔
7b连通阀口A和阀口B。
[0038] 下阀盖部件9具有一个下阀盖9a、上法兰9c以及连接在下阀盖9a与上法兰9c之间的管部9b，下阀盖9a通过下阀盖密封件11、阀盖法兰12、阀盖法兰双头
螺柱13、阀盖法兰
螺母14安装在安装口D上。在下阀盖9a中心开设有一下阀杆孔9aa。
[0039] 在下阀盖部件9中的下阀盖9a与上阀座7设置有上阀笼8，在上阀座7与下阀座3之间设置有下阀笼5，这样上、下阀座7、3与三通式阀体1的上、下阀孔7b、3b之间采用无螺纹连接，上、下阀座7、3的固定力是通过上、下阀笼8、5、下阀盖组件9中的下阀盖9a、阀盖法兰12施加的轴向推力，因此更换起来轻而易举而又精确无比。
[0040] 在上、下阀笼8、5的笼壁上开设有若干节流孔8a、5a，这样上、下阀笼8、5可以缓冲流体紊流速度，保护阀芯部件4、上、下阀座7、3不受流体冲刷的破坏，同时还可以降低噪音，使用寿命显著提高，而且拆装维修非常方便。
[0041] 该气动波纹管三通调节阀的阀芯部件4具有位于下阀孔3b内的下阀芯4b和位于上阀孔7b内的上阀芯4a，上、下阀芯4a、4b与上、下阀孔7b、3b自动
定心。
[0042] 下阀芯4b向下运动过程中对下阀孔3b实施关闭，而向上运动过程中对下阀孔3b实施开启。上阀芯4a向上运动过程中对上阀孔7b实施关闭，而向下运动过程中对上阀孔7b实施开启。
[0043] 该气动波纹管三通调节阀的上阀盖17通过连接螺栓16以及螺母安装在阀盖部件9的上法兰9c上，在上阀盖17中心开设有一上阀杆孔17a。
[0044] 该气动波纹管三通调节阀的阀杆10的下端与阀芯部件4连接，上端依次穿过下阀盖9a中的下阀杆孔9aa、管部9b的内孔9bb、上阀盖17上的上阀杆孔17a，在阀杆17位于管部9b的内孔9bb中的一段上套有一波纹管密封组件15，该波纹管密封组件15包括
不锈钢金属波纹管15b和波纹管连接套15a，波纹管连接套15a被固定在下阀盖部件9的上法兰9c和上阀盖17之间，不锈钢金属波纹管15b的上端与波纹管连接套15a的下端连接。该波纹管密封组件15将三通式阀体1与下阀盖组件9的内腔形成一个封闭的容器，由不锈钢金属波纹管15b承担密封作用，阀杆10带动阀芯部件4的上下移动只会引起不锈钢金属波纹管15b的微量变形而没有摩擦，在阀杆17带动阀芯部件4上下移动调节介质流量时，这样就把介质密封在封闭腔内而不会泄漏，形成第一道密封。
[0045] 在阀杆10与上阀盖17的上阀杆孔17a之间设置有聚四氟乙烯V型填料密封填料18，作为第二道密封，与波纹管密封组件15构成双层密封，以防止万一金属波纹管15b发生破损也不至于使介质泄漏，确保万无一失。这样既使使用时间很长也不会产生介质泄漏。消除了事故隐患，保证了生产的安全。另在上阀盖17上盖有一套在阀杆10上的填料压盖19。
[0046] 该气动波纹管三通调节阀的执行机构为一带弹簧的双作用气缸式执行机构，其包括一个支架51，该支架51具有两根支臂51a、51b，两根支臂51a、51b的下端通过螺栓固定在上阀盖17上，在两根支臂51a、51b的上端一体连接有一气缸底座法兰51c，在气缸底座法兰51c上开设有一下进气孔51ca和一中心推杆孔51cb。
[0047] 带弹簧的双作用气缸式执行机构中的气缸体61为一筒形结构，扣在气缸底座法兰51c上并通过气缸卡环53卡紧。在气缸体61靠近顶部的位置开设有一上进气孔61a，顶部的中心开设有一弹簧预紧螺栓孔61b，气缸体61与气缸底座法兰51c围成的空间构成气缸的活塞腔63。
[0048] 推杆52穿过气缸底座法兰51c上的中心推杆孔51cb内的推杆衬套54，其下端与阀杆10上端通过采用螺纹方式连接，并通过安装在推杆52下端的推杆夹50夹缩紧固定。上端进入到活塞腔63内。在活塞腔63内设置有一活塞56，活塞56通过活塞固定套57、活塞
锁紧螺母58固定在推杆52的上端。活塞56外径处设有活塞
密封圈55并与气缸体61的内径配合。
[0049] 在弹簧预紧螺栓孔61b内旋有一弹簧预紧螺栓62，弹簧预紧螺栓62的下端延伸进活塞腔63并在该弹簧预紧螺栓62的下端固接有一弹簧罩60，在弹簧罩60与活塞56之间设置有弹簧59。
[0050] 为了显示推杆52的行程，在推杆52与阀杆17的连接处安装有一推杆夹50，在推杆夹50的一侧固定有一行程指针64，另一侧设置有一滑块65；另在靠近行程指针64这一侧的支臂51b内侧安装有行程标尺66，而在靠近滑块65这一侧的支臂51a内侧安装有一滑轨67，滑块65跟随推杆52在滑轨67上移动，行程指针64结合行程标尺66显示推杆52的移动距离。
[0051] 本具体实施方式中的气缸体61和支架51分别采用航空
铝合金和球墨
铸铁材料，强度高、
耐磨性好，可承受的气源压力高，具有坚固耐用、推力强大、体积小、重量轻和定位精度高等特点。
[0052] 将执行机构与阀部份通过支架夹连接后就形成了气动波纹管型三通调节阀；将该气动波纹管型三通调节阀安装在工艺管道上，当气源压力从支架51上部气缸底座法兰51c的进气孔51ca向活塞腔63下部通气时，活塞56带动推杆52、阀杆10带动阀芯组件4向上运动，
压缩弹簧59，阀芯组件4中的上阀芯4a使上阀座7的上阀孔7b关闭，阀芯组件4中的下阀芯4b将下阀座3的下阀孔3b打开，A口和C口通；当气源压力从气缸体61上部的进气孔61a进气时，产生的推力和弹簧59反作用力的合力推动活塞56和推杆52向下移动，通过阀杆10带动阀芯组件4向下运动，阀芯组件4中的上阀芯4a使上阀座7的上阀孔7b打开，阀芯组件4中的下阀芯4b将下阀座3的下阀孔3b关闭，A口和B口通。当活塞腔63内的上下气室的推力产生平衡时，阀芯组件4可以停留在对应位置，A口和B口、C口均通，就可以实现两股流体合为一股流体（合流）或者将一股流体分为两股流体（分流）的控制，它可以代替两台单座阀使用。
[0053] 本发明的气动波纹管三通调节阀的阀部分采用不锈钢金属波纹管和聚四氟乙烯V型填料双层密封结构，确保介质无泄漏。结构上采用模块化、堆积式结构设计，上、下阀笼圆周均匀布满节流小孔，阀体、阀座无螺纹连接，维修拆装方便，结构新颖、科学合理，具有可靠的密封性能，使用安全可靠，保护环境，使用寿命长。尤其适用于剧毒、易挥发、易渗透、易污染环境及稀有贵重介质的合流或者分流的重要场合。
