自动换向阀装置.pdf

本案是关于自动换向阀的发明，其目的是通过把安装三向阀用的阀室设置在换向本体上使它们形成一个整体，以便减少组成部件，降低组装难度。而且换向本体的压力室和阀室间通过流体压力传输路径相连，可以防止在寒冷地区使用时发生冻结现象并可提高响应速度。本发明在两路供给管道(17a，17b)垂直方向设置输出管道(18)，而供给管道(17a，17b)和输出管道(18)之间设置阀的换向本体(10)。还装有固定在换向本体(10)上，可根据活塞(24)的位置确认换向与否的连杆机构(20)、固定在换向本体(10)上，用于锁定/解锁换向盘(13)的控制模片机构(30)、固定在换向本体(10)上，用于手动转动阀轴(12)及安装在阀轴(12)上的转向部件(14)的复位机构(40)。而换向本体(10)的下部设置安装三向阀(11)用的阀室(11d)，在阀室的两端设置连接供给管道用的孔(11e)，从装有控制模片机构(30)的压力室(15)至阀室(11D)之间用流体压力传输路径(19)相连。控制模片机构(30)由按动一次即可随时进行手动换向的控制模片(31)及罩住控制模片和第3弹簧(37)用的模片罩(36)、向控制模片(31)和换向本体内的换向盘(13)方向延伸并穿透模片罩(36)和第2缸(38)以及螺栓(35)向外延伸的阀杆(33)、安装在模片罩(36)内，使阀杆(33)始终受到离开换向盘(13)方向的推力

1、  一种自动换向阀装置，其特征在于：
在两路供给管道(17a，17b)的垂直方向设置输出管道(18)，而供给管道(17a，17b)和输出管道(18)之间设置阀门，再连接转动上述阀门用的装有换向盘(13)的阀旋转轴(12)的换向本体(10)；连杆机构(20)固定在换向本体(10)的下部，连杆(21)的一端通过上述换向盘(13)上的换向部件(14)连接，另一端与装有第1弹簧(25)的活塞(24)相接；连杆机构(20)可根据上述活塞(24)的移动位置判断换向与否；锁定/解锁换向盘(13)用的控制模片机构(30)固定在换向本体(10)的上部，而手动旋转上述阀旋转轴(12)及与此相连的换向部件(14)用的复位装置(40)固定于换向本体(10)的正面；
而上述换向本体(10)的下部设置安装三向阀(11)用的阀室(11d)，在阀室(11d)的两端设置连接供给管道用的孔(11e)，从装有上述控制模片机构(30)的压力室(15)至阀室(11D)之间用流体压力传输通道(19)相连。

2、  根据权利要求1所述的自动换向阀装置，其特征在于：
为了实现通过一次按动可随时进行手动换向的功能，所述的控制模片机构(30)装有：控制模片(31)、套住控制模片(31)和第3弹簧(37)的模片罩(36)、一端向控制模片(31)和换向本体(10)内的换向盘(13)方向延伸而另一端穿过模片罩(36)、第2缸(38)和螺栓(35)向外部延长的阀杆(33)、安装在模片罩(36)内，把阀杆(33)向离开换向盘(13)方向拉拽的第3弹簧(37)。

自动换向阀装置
技术领域
本发明为在两路流体供给管道中一侧流体余量降到指定压力以下时，自动转换到另一侧流体供给管道，使流体持续供给到使用侧的自动换向阀装置(auto-change valve apparatus)。
背景技术
为了给液化(LPG)气发动机的竖型蒸汽管(vapor riser)或煤气灶具持续供给液化气，通常接两路液化气罐(LPG bomb)(包括备用罐)，在供气回路安装自动换向阀。当正常使用的液化气罐的余量降到指定压力以下时，随着其压力的降底，自动切换到备用液化气罐上。
在日本公开专利公报公布号为特开2000-39080号上发表了与上述技术相关的自动换向阀装置，此装置具有A，B两路LPG供给管道，通过输出管道---C回路向竖型蒸汽管输送LPG。它由换向本体、固定在换向本体下部的连杆机构、固定在换向本体上部的控制模片机构、固定在换向本体正面的复位机构以及固定在换向本体背面的用于安装两路供给管道和输出管道的阀室等构成。
具有以上结构的自动换向阀装置中，当A或B供给管道剩有足够的LPG余量时，换向本体压力室内压和第2弹簧的拉力得到平衡，阀杆位于上侧，凸缘顶到换向盘的外侧，换向盘处于锁定状态。相反，当随着LPG的余量的减少时，压力室的内压降到指定压力以下，阀杆被控制模片机构的弹簧的弹力向下压，把凸缘压入换向盘内部，解除换向盘的锁定状态。此时处于解锁状态的换向盘因连杆机构及换向部件的启动而旋转，由此带动阀轴旋转，3向阀随之切换到另一侧供给管道。
但是在上述自动换向阀装置中，为了把送到输出管道的流体压力传送到换向本体的压力室，换向本体的压力室至输出管道间必须连接流体压力传输管路。
而从结构特性上讲，上述流体压力传输管路只能放在自动换向阀装置的外部。因流体压力传输管路露在外面所以在寒冷地区使用时要防止冻结，因此势必带来整个自动换向阀装置必须罩上防护罩进行保护等缺点。
而且换向本体、连杆机构、控制模片机构、复位机构及阀室都需要分别独立制造，其组成部件过多，造成制作难度加大，并组装时要下很大工夫才能确保其性能和产品的保密性。
发明内容
本发明以解决上述原有自动换向阀装置的诸多缺点为目的而研究开发，即本发明中把安装三向阀用的阀室设置在换向本体上使它们形成一个整体，以减少组成部件，降低组装难度。而且换向本体的压力室和阀室间通过流体压力传输通道相连，可以防止在寒冷地区使用时发生冻结现象并可提高响应速度。
为了达到上述目的，本发明在两路供给管道的垂直方向设置输出管道，在供给管道和输出管道之间设置阀门，再连接转动阀们用的装有换向盘的阀旋转轴的换向本体。本发明的连杆通过换向盘上的换向部件固定在换向本体的下部，连杆再通过装有第1弹簧的活塞相连构成连杆机构，而连杆机构可根据活塞的位置判断换向与否。锁定/解锁换向盘用的控制模片机构固定在换向本体的上部。而手动转动阀旋转轴及与此相连的换向部件用的复位装置固定于换向本体的正面。
具有上述结构的自动换向阀机构的特点为：换向本体的下部设置安装3向阀用的阀室使它们形成一个整体，在阀室两端设置连接供给管道用的孔。装有控制模片机构的换向本体内的压力室至阀室间用流体压力传输通道相连。
上面提到的控制模片机构具有手动换向功能，即按动一次可随时进行手动换向。手动换向机构由套住控制模片和第3弹簧的模片罩、一边向控制模片和换向本体内的换向盘方向延伸另一边穿过第2缸和螺栓向外部延长的阀杆、安装在模片罩内，把阀杆向离开换向盘方向拉伸的第3弹簧构成。
本发明中，换向本体和安装3向阀用的阀室形成一体，可减少组成部件，降低组装难度。而且换向本体到阀室间用流体压力传输通道直接连接，不需额外排管，并可提高响应速度。
按动控制模片机构的手动换向手柄，阀杆独立向换向盘移动使凸缘被压入换向盘内部，以极其简单的机械结构解除换向盘的锁定状态。
附图说明
图1为本发明中的自动换向阀装置的正视图，
图2为沿着图1所示A-A线剖开的剖面图，
图3为沿着图12所示B-B线剖开的剖面图，
图4为为了说明换向盘、换向部件及复位路径之间关系而拆开部件后的局部斜视图，
图5a至图5C为显示换向盘锁定---解除---锁定过程用的剖面图，
图6为显示换向盘和控制模片之关系用的剖面图，
主要部件说明
10：换向本体        11：三向阀
11d：阀室           12：阀旋转轴
13：换向盘          14：换向部件
15：压力室          19：流体传输通道
20：连杆机构        21：连杆
23：第1缸           24：活塞
30：控制模片机构    31：控制模片
33：阀杆            34：圆盘
35：螺栓            36：模片罩
37：第3弹簧         38：第2缸
39：手动换向柄          40：复位机构
41：复位转盘            42：手柄
43，44：复位突起
具体实施方式
下面根据附件中地图纸对本自动换向阀装置加以详细说明。
图1至图6为本发明中的LPG自动换向阀装置的整体/局部示意图。
如图所示，换向本体10上设置了A，B两路LPG供给管道17a，17b和输出管道18，LPG经供给管道17a，17b、C回路再通过输出管道18输出到竖式蒸汽管等设备。换向本体10本体的下部、上部和正面分别固定着连杆机构20、控制模片机构30和复位机构40。
如图2所示，换向本体10的一侧形成与换向本体10两端的供给管道连通的阀室11d，阀室11d的两端有两个连通供给管道17a，17b的同心孔11e，阀室11d内安装切换A、B两路供给管道17a，17b用的球型3向阀11。而3向阀11上连接阀旋转轴12的末端，阀旋转轴12的中部再安装换向盘13。上述3向阀11内安装带连通供给管道用孔的换向本体11b，11c和阀球11a，阀球11a可在换向本体11b，11c之间旋转。
换向盘13可通过阀旋转轴12把安装在换向本体10的阀室11d内的3向阀11转动90度，以完成换向动作。如图4所示，换向盘13为带棱角13a的扇形，其圆弧部分有一个轴向突出的换向凸起13b。
上述换向本体10中，在控制模片机构30的控制模片31的安装位置有凹形压力室15，而压力室15至阀室11d之间用流体压力传输通道19相连。
如图2、图4所示，上述阀旋转轴12上安装可旋转的U形换向部件14，换向部件14为带两个平行的辅件14a，14b的形，而此辅件14a，14b上的偏心处用连杆固定针22安装连杆机构20的组成部件—连杆21。
如图2所示，在连杆机构20中，第1缸23内安装一个中空的活塞24，此活塞24的中空内再安装第一弹簧25，其弹力把活塞24向上推。而活塞24上部的圆锥型凹槽24a与上述连杆21的球型末端21a相连。
如图5a至5c所示，上述连杆机构20由第1弹簧25弹力引起的活塞24的直线运动通过连杆21在换向本体10中被换向部件14转换成旋转运动。而换向部件14的辅件14a与换向盘13的换向突起13b相接，因此换向部件14的旋转带动换向突起13b旋转，由此连接在阀旋转轴末端上的3向阀11动作。
如图2所示，控制模片机构30与第2缸38的连接处安装可在换向本体10的压力室15内向下运动的控制模片31。而第2缸38内安装第2弹簧32，其一端与控制模片31相接，使第2缸38对控制模片31的压力和压力室15内压达到平衡。第2缸38的末端再安装一个螺栓35，用于通过推动位于第2弹簧32上部的圆盘34来调整第2弹簧32的弹力。
控制模片31上安装罩住第3弹簧37用的模片罩36和一端向换向本体10内的换向盘13方向延伸，另一端穿透模片罩36和第2缸38以及螺栓35向外延伸的阀杆33。第3弹簧37向上推动安装在模片罩36内的阀杆环50，使阀杆始终受到离开换向盘13方向的力。为了方便按动阀杆33，在阀杆33的上端安装手动切换手柄39。
控制模片机构30是为了在换向本体10内解除换向盘13的锁定状态而设置。如图6所示，换向盘13上以90度安装两个凸缘13c，13d，在正常状态下，这两个凸缘13c，13d突出到换向盘13外部，使其被锁定。而随着换向本体10内的压力室压力的下降，控制模片机构30的阀杆33向下推动凸缘13c，13d使其被推入换向盘13内部，解除锁定状态，以切换3向阀11。
因此，当供给管道的LPG余量充足，压力室15的内压和第2弹簧32的弹力达到均衡时，阀杆33位于上侧位置，凸缘13c突出到换向盘13的外部，换向盘13维持锁定状态。
相反，当LPG的余量减少，压力室15内压降到指定压力以下时，阀杆33被第2弹簧32的弹力向下压，凸缘13c被压入换向盘13的内部，换向盘13的锁定被解除。
需要手动切换时，即使供给管道的LPG余量充足，气压比指定压力高，按动手动换向柄39时，与控制模片机构30的手动换向柄39形成一体的阀杆33向换向盘13方向独立移动下压凸缘13c，使凸缘13c被压入换向盘13，换向盘13的锁定被解除。
解除锁定的换向盘13在上述凸轮机构20及换向部件14的作用下进行旋转运动，阀旋转轴12也随之旋转，3向阀11自动切换到另一侧供给管道上。
供给管道17a，17b被切换后，压力室15的内压通过阀室11d的3向阀11向输出管道18输出，同时传送到阀室11d、流体压力传输通道19及压力室15。随着压力室15内压逐渐升高，第2弹簧32被压缩，原先被第2弹簧32弹力拉到下位的阀杆33向上移，旋转移位的换向盘13中的凸缘13d随之弹出，突到换向盘13的外侧，换向盘13被锁定。
手动换向后，当松开手动换向柄39，安装在模片罩36内的第3弹簧37的弹力使阀杆33上移到原来的位置，换向盘13中的凸缘13d随之弹出，突到换向盘13的外侧，换向盘13被锁定。
但是换向盘13旋转到另一侧凸缘13d与阀杆33成一条直线之前，另一侧凸缘13d不可能突出到换向盘13的外部，因此不能锁定换向盘13。也就是说，换向过程中换向盘13有时会出现过度旋转的现象。为了防止这种情况发生，换向本体10上安装止挡16，当换向盘13旋转90度后其棱角13a部位被这个止挡16顶住，使换向盘13停止旋转(参见图6)。
被止挡16停住的换向盘13的位置正好对应着连杆的上移位置，与凸缘13c，13d换向盘13的锁定位置一致。
供给管道被切换，换掉与原供给管道相连的液化气罐之后，可通过复位机构40复位换向部件14和连杆机构20使换向盘13逆转，进行3向阀11的再切换。
如图4所示，上述复位机构40中设置了转动阀旋转轴12用的复位转盘41，复位转盘41的一端安装手动旋转复位转盘41用手柄42，复位转盘41的另一端轴向设置一对复位突起43，44，这一对复位突起43，44相对于手柄可分别旋转90度角，并与换向部件14的一侧辅件14b相接。进行复位动作时，复位突起43，44不应使换向部件14碰到换向盘13的换向突起13b。
用复位机构40进行复位时，首先从正常运转状态(参照图5a)转到换向状态过程中换向部件14的一侧旋转到与复位突起43相接的位置后停止。此时继续转动手柄，复位突起43向换向时的换向部件14的旋转方向相反的方向旋转，当手柄42旋转到180度时结束复位动作。如上所述，复位机构40使换向部件14和换向盘13的换向突起13b在换向前的相反位置相接，下次换向时换向盘13向上次相反的方向旋转，使3向阀被11切换。反复上述动作完成切换、复位动作。
另外，连杆机构20具备判断供给管道切换与否的手段，即分别在活塞24上、下部位，至少粘贴一个带颜色或图案的标志28，并在第1缸23上设置窗口29，以便观察上述带颜色或图案的标志28来判断是否换向或复位(参见图1，图2)。
如上所述，本发明把安装三向阀用的阀室设置在换向本体上使它们形成一个整体，可减少组成部件，降低组装难度。
而且换向本体到阀室间用流体压力传输通道直接连接，不需额外排管，减少工作量，切换供给管道时流体压力从3向阀直接传送到压力室，因此可以提高响应速度，防止在寒冷地区使用时发生冻结现象。
另，通过控制模片机构随时可进行手动换向，即按动控制模片机构中的手动换向柄，阀杆独立向换向盘移动使凸缘被压入换向盘内部，以极其简单的机械结构解除换向盘的锁定状态。