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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410790401.1(22)申请日 2014.12.19F15B 13/02(2006.01)F16K 11/07(2006.01)(71)申请人 林东亮地址 350002 福建省福州市台江区高桥支路6 号华信花园 8 栋 607 室(72)发明人 林东亮(74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限公司 35100代理人 林捷(54) 发明名称气动自动换向阀、气动换向器及其使用方法(57) 摘要本发明涉及一种气动自动换向阀、气动换向器及其使用方法，其特征在于：所述换向阀包括阀芯和阀套，所述阀芯为圆柱体，在圆柱体上设有三段外表面与。
2、阀套内表面相吻合的第一、第二、第三环形活塞，在阀芯内设有两个相互平行的第一、第二沉孔，本发明气动自动换向阀优点，不使用电及其他外部控制力量、信号等，实现气阀的自动往复换向运动，且输出压力衰减小，换向频率在20-80Hz 范围内可控，频率高，动作稳定。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图6页(10)申请公布号 CN 104500478 A(43)申请公布日 2015.04.08CN 104500478 A1/2 页21.一种气动自动换向阀，其特征在于 ：所述换向阀包括阀芯和阀套，所述阀芯为圆柱体，在圆柱体上设有三段外表面与。
3、阀套内表面相吻合的第一、第二、第三环形活塞，在阀芯内设有两个相互平行的第一、第二沉孔，第一沉孔自阀芯第一端往第二端延伸至所述第二、第三环形活塞之间，且与第二、第三环形活塞之间设置第一穿孔相通，第二沉孔自阀芯第二端往第一端延伸至所述第一、第二环形活塞之间，且与第一、第二环形活塞之间设置第二穿孔相通 ；所述阀套为圆柱形套，其中段部设有第一通孔，位于阀套两端部周向都均布有四个左、右第二通孔，在阀套上位于第一通孔与第二通孔之间设有两个第三通孔，两边各两个的第三通孔轴心线共线，该两轴心线所形成的第一平面与第一通孔轴心线相垂直第二通孔中有四个通孔的轴心线位于第一平面上。2.一种使用权利要求 1 所述气动自。
4、动换向阀的气动换向器，其特征在于 ：所述气动换向器包括横竖相贯的壳体、竖直固定设在壳体内的所述阀套和横向固定设在阀套两侧的腔套，所述阀套体内设有可在其体内滑动的所述阀芯，所述腔套内设有两活塞杆，所述两活塞杆的内侧端均设有活塞，两活塞与阀套外表面之间设有弹簧。3.根据权利要求 2 所述的气动换向器，其特征在于 ：所述阀套表面位于第二通孔、第三通孔位置设有缩径，一侧的第三通孔与左边的腔套外表面相贯通，该左边的腔套外表面又与左边活塞外侧端腔体贯通，另一侧的第三通孔与右边的腔套外表面相贯通，该右边的腔套外表面又与右边活塞外侧端腔体贯通。4.根据权利要求 3 所述的气动换向器，其特征在于 ：所述左边活塞。
5、外侧端腔体和右边活塞外侧端腔体均有阻尼环及端盖封堵，阀套两端均有气密轴和 O 型圈封堵。5.一种使用权利要求 1 所述气动自动换向阀的气动换向器的使用方法，其特征在于 ：所述气动换向器包括横竖相贯的壳体、竖直固定设在壳体内的阀套和横向固定设在阀套两侧的腔套，所述阀套体内设有可在其体内滑动的阀芯，所述腔套内设有所述的两活塞杆，所述两活塞杆的内侧端均设有活塞，所述阀芯为圆柱体，在圆柱体上设有三段外表面与阀套内表面相吻合的第一、第二、第三环形活塞，在阀芯内设有两个相互平行的第一、第二沉孔，第一沉孔自阀芯第一端往第二端延伸至所述第二、第三环形活塞之间，且与第二、第三环形活塞之间设置第一穿孔相通，第二沉。
6、孔自阀芯第二端往第一端延伸至所述第一、第二环形活塞之间，且与第一、第二环形活塞之间设置第二穿孔相通 ；所述阀套为圆柱形套，其中段部设有第一通孔，位于阀套两端部周向都均布有四个左、右第二通孔，在阀套上位于第一通孔与第二通孔之间设有两个第三通孔，两边各两个的第三通孔轴心线共线，该两轴心线所形成的第一平面与第一通孔轴心线相垂直，第二通孔中有四个通孔的轴心线位于第一平面上 ；进气口 P 与第一通孔 K14 对应，工作口 A、工作口 B 分别对应两边的第三通孔 K16，S1、S2 对应两边的第二通孔 K15 ；第一阶段，进气口 P 进气，压力气通过阀芯的环形面积向工作口 B 输出压力，活塞工作腔的泄压气。
7、由气口 A 通过阀芯的环形面积向排气口 S1 及 S2 排气，此时阀芯受左侧容腔内气压作用向右加速移动，右侧容腔内气体由排气口 S1 和 S2 排气 ；第二阶段，阀芯受左侧容腔内气压作用继续向右加速移动，将要封闭进气口 P 和排气口S1及S2；第三阶段，阀芯处于阀套中间位置，进气口 P、排气口 S1 及 S2 处于近封闭状态 ；此时阀芯受左侧容腔内气压及本身惯性作用继续向右移动 ；第四阶段，阀芯移动至阀套中心偏右侧位置，进气口 P 内压力气通过阀芯环形面积向权 利 要 求 书CN 104500478 A2/2 页3工作口 A 通压力气，工作口 B 内气体通过阀芯环形面积接通排气口 S1 及 S。
8、2，此时阀芯受本身惯性作用继续向右移动 , 但受右侧容腔内气压力减速 ；第五阶段，阀芯移动至阀套右侧位置，进气口 P 内压力气通过阀芯环形面积向工作口 A通压力气，工作口 B 内气体通过阀芯环形面积接通排气口 S1 及 S2，此时阀芯受右侧容腔内气压力减速停止并开始向左侧运动，开始往复。权 利 要 求 书CN 104500478 A1/5 页4气动自动换向阀、气动换向器及其使用方法0001 技术领域 ：本发明涉及一种气动自动换向阀及其使用方法。0002 背景技术 ：目前出现的一些机械打磨机为旋转式打磨机，由于其打磨轨迹是圆形的，容易在墙体表面形成参差不齐的圆圈状打磨痕迹，不适用后续的工作，且旋。
9、转式打磨机采用的砂纸必须为背部植绒的砂纸，使用成本高。0003 而要实现直线打磨，以目前的气动或电动设备均无法实现。0004 发明内容 ：本发明的目的在于提供一种气动自动换向阀及气动换向器，该气动自动换向阀及气动换向器结构简单、设计合理，有利于运用在打磨机上实现高频往复直线打磨。0005 本发明气动自动换向阀，其特征在于 ：所述换向阀包括阀芯和阀套，所述阀芯为圆柱体，在圆柱体上设有三段外表面与阀套内表面相吻合的第一、第二、第三环形活塞，在阀芯内设有两个相互平行的第一、第二沉孔，第一沉孔自阀芯第一端往第二端延伸至所述第二、第三环形活塞之间，且与第二、第三环形活塞之间设置第一穿孔相通，第二沉孔自阀。
10、芯第二端往第一端延伸至所述第一、第二环形活塞之间，且与第一、第二环形活塞之间设置第二穿孔相通 ；所述阀套为圆柱形套，其中段部设有第一通孔，位于阀套两端部周向都均布有四个左、右第二通孔，在阀套上位于第一通孔与第二通孔之间设有两个第三通孔，两边各两个的第三通孔轴心线共线，该两轴心线所形成的第一平面与第一通孔轴心线相垂直第二通孔中有四个通孔的轴心线位于第一平面上。0006 本发明气动换向器，其特征在于 ：所述气动换向器包括横竖相贯的壳体、竖直固定设在壳体内的所述阀套和横向固定设在阀套两侧的腔套，所述阀套体内设有可在其体内滑动的所述阀芯，所述腔套内设有两活塞杆，所述两活塞杆的内侧端均设有活塞，两活塞与。
11、阀套外表面之间设有弹簧。0007 进一步的，上述阀套表面位于第二通孔、第三通孔位置设有缩径，一侧的第三通孔与左边的腔套外表面相贯通，该左边的腔套外表面又与左边活塞外侧端腔体贯通，另一侧的第三通孔与右边的腔套外表面相贯通，该右边的腔套外表面又与右边活塞外侧端腔体贯通。0008 进一步的，上述左边活塞外侧端腔体和右边活塞外侧端腔体均有阻尼环及端盖封堵，阀套两端均有气密轴和 O 型圈封堵。0009 本发明气动换向器的使用方法，其特征在于 ：所述气动换向器包括横竖相贯的壳体、竖直固定设在壳体内的阀套和横向固定设在阀套两侧的腔套，所述阀套体内设有可在其体内滑动的阀芯，所述腔套内设有所述的两活塞杆，所述两。
12、活塞杆的内侧端均设有活塞，所述阀芯为圆柱体，在圆柱体上设有三段外表面与阀套内表面相吻合的第一、第二、第三环形活塞，在阀芯内设有两个相互平行的第一、第二沉孔，第一沉孔自阀芯第一端往第二端延伸至所述第二、第三环形活塞之间，且与第二、第三环形活塞之间设置第一穿孔相通，第二沉孔自阀芯第二端往第一端延伸至所述第一、第二环形活塞之间，且与第一、第二环形活塞说 明 书CN 104500478 A2/5 页5之间设置第二穿孔相通 ；所述阀套为圆柱形套，其中段部设有第一通孔，位于阀套两端部周向都均布有四个左、右第二通孔，在阀套上位于第一通孔与第二通孔之间设有两个第三通孔，两边各两个的第三通孔轴心线共线，该两轴心。
13、线所形成的第一平面与第一通孔轴心线相垂直，第二通孔中有四个通孔的轴心线位于第一平面上 ；进气口 P 与第一通孔 K14 对应，工作口 A、工作口 B 分别对应两边的第三通孔 K16，S1、S2 对应两边的第二通孔 K15 ；第一阶段，进气口 P 进气，压力气通过阀芯的环形面积向工作口 B 输出压力，活塞工作腔的泄压气由气口 A 通过阀芯的环形面积向排气口 S1 及 S2 排气，此时阀芯受左侧容腔内气压作用向右加速移动，右侧容腔内气体由排气口 S1 和 S2 排气 ；第二阶段，阀芯受左侧容腔内气压作用继续向右加速移动，将要封闭进气口 P 和排气口S1及S2；第三阶段，阀芯处于阀套中间位置，进气口。
14、 P、排气口 S1 及 S2 处于近封闭状态 ；此时阀芯受左侧容腔内气压及本身惯性作用继续向右移动 ；第四阶段，阀芯移动至阀套中心偏右侧位置，进气口 P 内压力气通过阀芯环形面积向工作口 A 通压力气，工作口 B 内气体通过阀芯环形面积接通排气口 S1 及 S2，此时阀芯受本身惯性作用继续向右移动 , 但受右侧容腔内气压力减速 ；第五阶段，阀芯移动至阀套右侧位置，进气口 P 内压力气通过阀芯环形面积向工作口 A通压力气，工作口 B 内气体通过阀芯环形面积接通排气口 S1 及 S2，此时阀芯受右侧容腔内气压力减速停止并开始向左侧运动，开始往复。0010 本发明气动自动换向阀优点 ：1） 不使用电。
15、及其他外部控制力量、信号等，实现气阀的自动往复换向运动，且输出压力衰减小。0011 2） 换向频率高，可无级调频。0012 换向频率在 20-80Hz 范围内可控，频率高，动作稳定。0013 使用本发明气动自动换向阀的换向器与平面打磨纸结合后形成气动直线往复式打磨机，其优点有 ：1）直线往复式打磨，能打磨多种不规则表面，能达到人手工打磨的痕迹效果，避免了旋转式打磨机磨出来的带圈圈的纹路，2）产品重量轻，手持部分重量只有旋转式打磨机的 1/3，降低工人劳动强度，避免了旋转式打磨机带电机，难以降低整机重量的弊端，3）手持部分不使用电，提高户外及潮湿等环境下工作的安全性，4）可以使用圆形、方形等多种。
16、形状的砂纸，且装夹方便，对砂纸带预张紧效果。购买方便，成本低，改变了旋转式打磨机只能使用圆形带背部植绒的砂纸，成本高的弊端，5）可以实现无边缝打磨，可打磨多种阴阳角，避免了旋转式打磨机难以打磨阴阳角等位置的弊端。0014 附图说明 ：图 1 是阀芯的剖面图 ；图 2 是阀芯的立体图 ；图 3 是阀套的剖面图 ；图 4 是阀套的立体图 ；说 明 书CN 104500478 A3/5 页6图 5-9 为阀芯在阀套的运动说明图（网格剖面线局域表示进高压力气及去往活塞工作腔的压力气，圆形剖面线局域表示排气及活塞工作腔的泄压气）；图 10 为极限情况下阀芯的初始位置处于阀套的中心 ；图 11 是气动换向。
17、器的横剖面图 ；图 12 是气动换向器的横剖面轴侧视图 ；图 13 是气动直线往复式打磨机的立体图 ；图 14 是图 13 的爆炸图 ；图 15 是气动换向器和砂纸装夹板组合状态的立体图 ；图 16 是砂纸装夹部的局部构造示意图。0015 具体实施方式 ：本发明气动换向器包括横竖相贯的壳体 K1、竖直固定设在壳体内的阀套 K2 和横向固定设在阀套两侧的腔套 K3，所述阀套 K2 体内设有可在其体内滑动的阀芯 K4，阀芯 K4 和阀套K2构成换向阀，所述腔套内设有所述的两活塞杆3，所述两活塞杆3的内侧端均设有活塞K5，所述阀芯 K4 为圆柱体，在圆柱体上设有三段外表面与阀套内表面相吻合的第一、第。
18、二、第三环形活塞 K6、K7、K8，在阀芯内设有两个相互平行的第一、第二沉孔 K9、K10，第一沉孔K9 自阀芯第一端 K25 往第二端 K11 延伸至所述第二、第三环形活塞之间，且与第二、第三环形活塞之间设置第一穿孔 K12 相通，第二沉孔 K10 自阀芯第二端 K11 往第一端 K25 延伸至所述第一、第二环形活塞之间，且与第一、第二环形活塞之间设置第二穿孔 K13 相通 ；所述阀套为圆柱形套，其中段部设有第一通孔 K14，位于阀套两端部周向都均布有四个左、右第二通孔 K15，在阀套上位于第一通孔与第二通孔之间设有两个第三通孔 K16，两边各两个的第三通孔轴心线共线，该两轴心线所形成的第一。
19、平面与第一通孔轴心线相垂直第二通孔中有四个通孔的轴心线位于第一平面上，为了有利于活塞杆回复，上述两活塞与阀套外表面之间设有弹簧 K17。0016 本发明气动自动换向阀的阀芯和阀套的工作原理 ：下面中 P 为高压空气进气的进气，对应口为第一通孔 K14。工作口 A、工作口 B 分别对应两边的第三通孔 K16，S1、S2 对应两边的第二通孔 K15。0017 图 5 第一阶段表示假定初始时阀芯处于阀套左侧（右侧位置与左侧原理对称）。进气口 P 进气，压力气通过阀芯的环形面积向工作口 B 输出压力。活塞工作腔的泄压气由气口 A 通过阀芯的环形面积向排气口 S1 及 S2 排气。此时阀芯受左侧容腔内气。
20、压作用向右加速移动，右侧容腔内气体由排气口 S1 和 S2 排气。0018 图 6 第二阶段表示阀芯受左侧容腔内气压作用继续向右加速移动，将要封闭进气口 P 和排气口 S1 及 S2。0019 图 7 第三阶段表示阀芯处于阀套中间位置。进气口 P、排气口 S1 及 S2 处于近封闭状态。此时阀芯受左侧容腔内气压及本身惯性作用继续向右移动。0020 图 8 第四阶段表示阀芯移动至阀套中心偏右侧位置。进气口 P 内压力气通过阀芯环形面积向工作口 A 通压力气。工作口 B 内气体通过阀芯环形面积接通排气口 S1 及 S2，此时阀芯受本身惯性作用继续向右移动 , 但受右侧容腔内气压力减速。0021 图。
21、 9 第五阶段表示阀芯移动至阀套右侧位置。进气口 P 内压力气通过阀芯环形面积向工作口 A 通压力气。工作口 B 内气体通过阀芯环形面积接通排气口 S1 及 S2，此时阀芯说 明 书CN 104500478 A4/5 页7受右侧容腔内气压力减速停止并开始向左侧运动，开始往复。0022 图 10 表示极限情况下阀芯的初始位置处于阀套的中心。但因加工误差、形位误差或者整个结构放置角度引起的重力偏差等，均可使进气口 P 进气后阀芯左右两侧容腔的排气量不平衡，即两侧压力不平衡，阀芯将向压力低的方向移动，亦会开始 B 图的循环。0023 上述阀套表面位于第二通孔、第三通孔位置设有缩径 K18，一侧的第三。
22、通孔与左边的腔套外表面K19相贯通，该左边的腔套外表面又与左边活塞外侧端腔体K20贯通，另一侧的第三通孔与右边的腔套外表面 K21 相贯通，该右边的腔套外表面又与右边活塞外侧端腔体 K22 贯通。0024 上述左边活塞外侧端腔体和右边活塞外侧端腔体均有阻尼环及端盖 K23 封堵，阀套两端均有气密轴 K24 和 O 型圈封堵。0025 使用本发明气动自动换向阀的换向器与平面打磨纸或砂纸装夹板结合后形成气动直线往复式打磨机，气动直线往复式打磨机包括砂纸装夹板 1 和设在砂纸装夹板 1 上的气动换向器 2，所述气动换向器 2 上伸出两根往复同向伸缩运动的活塞杆 3，两活塞杆 3 的自由端分别固定在砂。
23、纸装夹板的两支撑座 4 上 ；使用时，使用者手持固定或借助杆件固定气动换向器外表面，活塞杆在外力作用下往复同向伸缩运动，由于气动换向器相对固定，因此就驱动砂纸装夹板及其上装夹的砂纸往复直线运动，实现砂纸直线打磨物体表面。0026 为了较好地对砂纸装夹板施力，上述气动换向器的底面设有若干个滚轮 5 抵靠在砂纸装夹板的上表面上，砂纸装夹板上设有限位槽以限位滚轮 5 移动。0027 为了较好的夹持砂纸 13，上述砂纸装夹板两侧端部设有 V 型槽 6，V 型槽 6 上压设有 V 型压片 7，所述 V 型压片由蝶形螺母 8 锁紧在砂纸装夹板上。0028 为了方便使用，上述气动换向器侧部固定连接有曲形杆 。
24、9，曲形杆与可延长的握持手柄10连接，所述握持手柄10中心部穿设有吸尘管11，所述吸尘管伸入罩设在气动换向器上的罩盖 12，在使用过程中有大量的粉尘产生，利用吸尘管 11 与外界的吸尘器连接即可吸收粉尘。0029 本发明与市场上其它气动换向阀的区别在于1）不使用电及其他外部控制力量、信号等，实现气阀的自动往复换向运动。0030 市面上现有的换向阀或者是电磁换向，或者是气动外控换向，都需要外部给出换向信号，实质是给出电磁或气动的换向推力，才能实现阀的换向，而本换向阀靠气动在阀内部产生换向推力，省去了外部控制环节，只要输入气压，阀芯即自动处于不停的换向过程中，适用于需要自动往复运动的机构。0031。
25、 2）换向频率高，可无级调频。0032 市面上现有的换向阀，换向的频率受电磁、气控等外控信号的频率限制，难以实现高频换向，本换向阀的换向频率较高，且可无级调频。0033 （换向频率在 20-80Hz 范围内可控，频率高。0034 市面上现有的换向阀，换向的频率受电磁、气控等外控信号的频率限制，难以实现高频换向（最高一般为 8Hz），本换向阀的换向频率相对较高。（在 20-80Hz 范围内可控）3）换向需要的启动压力小，输出工作压力衰减小。0035 市面上现有的换向阀要实现阀芯换向，一般都需要比较大的输入气压（一般都大于 1.5Kg 气压）才能实现稳定的换向动作，本换向阀动作需要的启动压力较低。（气压为 1Kg说 明 书CN 104500478 A5/5 页8时仍能稳定工作）其次，本换向阀换向气流通道与工作气流通道分离，工作气流受换向气流影响小，输出工作压力衰减小。说 明 书CN 104500478 A1/6 页9图1图2图3说 明 书 附 图CN 104500478 A2/6 页10图4图5图6说 明 书 附 图CN 104500478 A。