[发明专利]一种平衡型三通换向控制阀

说明书

本发明公开了一种平衡型三通换向控制阀，解决现有换向速度慢、阀门体积大等问题。阀体为三通结构，且具有入口、第一出口以及第二出口，第一套筒、第二套筒分别安装于第一出口、第二出口的内腔处，第一套筒、第二套筒还分别在其套筒壁上开设有第一套筒窗口、第二套筒窗口；阀芯可移动设置于第一套筒和第二套筒内；阀芯移至第一套筒内的状态下，阀芯与第一套筒密封配合且入口与第二出口相通，阀芯移至第二套筒内的状态下，阀芯与第二套筒密封配合且入口与第一出口相通。阀内件的结构采取三通的平衡型设计，所需执行机构输出推力很小，所以动作反应迅速，阀门内结构紧凑，阀门体积和重量并未增大，安装维护较方便。

技术领域

本发明涉及控制阀领域，尤其是一种平衡型三通换向控制阀。

背景技术

在钢厂轧钢车间热处理的工艺水输送管道中，要求快速切换工艺水流向(一般0.2S以内)，工艺冷却水压力较高(1.5Mpa左右）。现有技术所用换向阀，要么因为气动活塞式执行机构所需推力大导致换向动作反应迟钝，换向速度无法满足要求；要么是因为在阀芯上部加平衡活塞，再在阀盖和下游管道之间还需加两根平衡导流管，如此设备安装成本较高，安装工作量大，安装空间较大、整机较重，安装过程也受着空间的大小制约，导致安装、维修维护均不方便。另外，在快速动作和摩擦下，平衡活塞密封圈寿命较短，维护成本高。

发明内容

本发明的目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种平衡型三通换向控制阀，解决现有换向速度慢、阀门体积大等问题。

本发明的技术方案：包括有阀体、阀芯、阀杆、第一套筒和第二套筒，所述阀体为三通结构，且具有入口、第一出口以及第二出口，所述第一套筒、第二套筒分别安装于第一出口、第二出口的内腔处，所述第一套筒、第二套筒还分别在其套筒壁上开设有第一套筒窗口、第二套筒窗口；所述阀芯呈中空的圆筒形状，且阀芯可移动设置于第一套筒和第二套筒内，所述入口设置于阀芯的下方；所述阀芯移至第一套筒内的状态下，所述阀芯与第一套筒密封配合且入口与第二出口相通，所述阀芯移至第二套筒内的状态下，所述阀芯与第二套筒密封配合且入口与第一出口相通。

采用上述技术方案，介质自入口处进入阀体内，当阀芯移动至第一套筒内，第一套筒窗口被阀芯堵住，介质经阀芯中部从第二套筒窗口流出，进入第二出口；同理，当阀芯移动至第二套筒内，第二套筒窗口被阀芯堵住，介质从第一套筒窗口流出，进入第一出口，从而实现换向；阀内件的结构采取三通的平衡型设计，介质本身压力作用在阀芯上的不平衡力几乎为零，所需执行机构输出推力很小，仅为接触部分的摩擦力和关闭预紧力，所以动作反应迅速，0.1秒即可完成介质流向切换，阀门内结构紧凑，阀门体积和重量并未增大，安装维护较方便，达到用户生产工艺控制要求。

本发明的进一步设置：入口位于阀体的底部，所述阀芯、阀杆、入口、第一套筒以及第二套筒呈同轴线设置。

采用上述进一步设置，阀芯在动作时，处于全行程完整的同心导向状态，因而保证阀门泄漏量小于IV级，在用户使用过程中关闭管道不会漏水。

本发明的再进一步设置：第一套筒和第二套筒之间设置有用于密封上述两者间隙的U型密封环，所述U型密封环的内壁还接触阀芯的外壁以形成U型密封环与阀芯密封配合。

采用上述再进一步设置，U型密封环可使阀芯在移动过程中保持接缝处的密封，在阀芯快速动作和摩擦下，U型密封环使用寿命更长久，维护成本较低。

本发明的再更进一步设置：U型密封环的开口朝向入口一侧，整体呈倒置安装。

采用上述再更进一步设置，介质是自入口一侧流入，U型密封环倒置安装可使密封更加牢靠。

本发明的再更进一步设置：阀芯的外圆底角、外圆顶角分别与第一套筒窗口的内圆底角、第二套筒窗口的内圆顶角形成密封配合。

采用上述再更进一步设置，利用现有结构形成密封，结构紧凑，设计巧妙。