本實用新型屬于多通閥，涉及一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥。

背景技術(shù)：

蓄熱式燃燒系統(tǒng)包括一對燃燒器、蓄熱體和一套換向閥，它周期性換向操作，同時完成組織燃燒、空氣(燃?xì)?換熱、煙氣排放三種功能。高頻換向蓄熱式換熱器包括一對蓄熱體和一套換向閥，它周期性換向操作，完成空氣與煙氣的換熱。

中國專利CN 99222513.2，公開了一種閥體為長方形的四通換向閥，將其與燃燒器A、B及空氣、煙氣管道連接，通過該閥的兩種狀態(tài)使燃燒器A、B交替處于燃燒、蓄熱狀態(tài)。從而達(dá)到蓄熱式燃燒系統(tǒng)既可組織燃燒又可預(yù)熱空氣的目的。

中國專利CN02281025.0，公開了一種閥體為圓筒形的四通換向閥，將其與燃燒器A、B及空氣、煙氣管道連接，通過該閥的兩種狀態(tài)使燃燒器A、B交替處于燃燒、蓄熱狀態(tài)。從而達(dá)到蓄熱式燃燒系統(tǒng)既可組織燃燒又可預(yù)熱空氣的目的。

中國專利CN03264607.0，公開了一種閥體為長方形的四通換向球閥，采用球面密封閥芯，解決蓄熱式燃燒系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)板式閥芯密封可靠性差、漏風(fēng)率高等問題。

現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)式四通換向閥，其缺點是閥體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大而笨重，閥芯和閥體密封可靠性差、漏風(fēng)率高等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥，以解決現(xiàn)有技術(shù)四通換向閥閥體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大而笨重的問題，以及轉(zhuǎn)板式閥芯密封可靠性差、漏風(fēng)率高的問題。

本實用新型提供一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥，包括閥體，其特征在于：該球形閥體空心球閥芯四通換向閥還包括閥芯、閥軸、閥芯軸套、閥芯加強(qiáng)筋、閥芯內(nèi)隔板和四個接口，所述閥體和閥芯均為球形，閥芯由空心球加工而成且位于閥體內(nèi)部，閥體與四個接口連接形成閥外殼，四個接口為圓形，兩兩相對，相對兩個接口的中心線與另兩個相對接口的中心線成90°，閥芯上開有四個內(nèi)孔，兩兩相對，相對兩個內(nèi)孔的中心線與另兩個相對內(nèi)孔的中心線成90°，閥體上的四個接口與閥芯上的四個內(nèi)孔的內(nèi)徑均相等，閥芯加強(qiáng)筋設(shè)置在閥芯內(nèi)壁上，閥芯內(nèi)隔板設(shè)置在閥芯內(nèi)并將四個內(nèi)孔分隔成兩個通道，閥軸固定在閥芯軸套內(nèi)，閥芯與閥芯軸套、閥芯加強(qiáng)筋和閥芯內(nèi)隔板連成一體形成轉(zhuǎn)動部件，閥軸兩端穿出閥體，閥芯內(nèi)隔板的圓心與閥芯和閥體的球心重合，閥體和閥芯之間設(shè)置有密封環(huán)、彈簧和密封彈簧。

本實用新型進(jìn)一步技術(shù)特征在于：所述閥芯軸套與閥芯上四個內(nèi)孔圓心所在的平面垂直，閥體上設(shè)置有上密封軸承和下密封軸承，上密封軸承和下密封軸承之間的中心線與四個接口圓心所在的平面垂直，閥軸從閥芯軸套內(nèi)穿出后，其上部通過上密封軸承穿出閥體，下部與下密封軸承連接。

本實用新型進(jìn)一步技術(shù)特征在于：所述球形閥體空心球閥芯四通換向閥還包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥軸從閥芯軸套內(nèi)穿出后，其上部通過上密封軸承穿出閥體后與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接。

本實用新型進(jìn)一步技術(shù)特征在于：所述球形閥體空心球閥芯四通換向閥的四個接口處還設(shè)置有密封槽外環(huán)、密封槽內(nèi)環(huán)和內(nèi)環(huán)連接件，在每個接口處，密封槽外環(huán)與閥體固定連接，密封槽內(nèi)環(huán)通過內(nèi)環(huán)連接件固定在閥體接口內(nèi)，密封槽外環(huán)、密封槽內(nèi)環(huán)之間形成的U形槽處安裝彈簧圈、密封彈簧和密封環(huán)，彈簧圈和密封彈簧在U形槽底部，密封環(huán)與閥芯接觸。

本實用新型進(jìn)一步技術(shù)特征在于：所述密封環(huán)的密封面為凹球面，密封環(huán)與閥芯之間為球面密封。

本實用新型所述的一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥，主要用于采用蓄熱式燃燒技術(shù)或高頻換向蓄熱式換熱技術(shù)的換熱設(shè)備。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

第一，本實用新型采用的是球形閥體，因此受力均勻。在同樣壁厚條件下，球形閥體的承載能力最高，在相同內(nèi)壓條件下，球形閥體所需要壁厚僅為同直徑、同材料的圓筒形閥體壁厚的1/2(不考慮腐蝕裕度)；

第二，本實用新型采用的是球形閥體，在相同容積條件下，球形閥體的表面積最小。由于壁厚薄、表面積小等原因，球形閥體一般要比圓筒形閥體節(jié)約20％～40％的鋼材，降低了制造成本。

第三、本實用新型采用的球形閥體，閥體與閥芯不直接接觸，閥體內(nèi)表面不需要加工，減小了加工難度。

第四、本實用新型采用的球形閥芯由空心球加工而成，相比實心球閥芯，質(zhì)量輕，制造簡單，成本低。

第五、本實用新型采用的球面彈性密封，與柱面密封或平面密封相比，接觸面積少、摩擦阻力小，閥芯與閥體的熱膨脹差可通過彈性密封自動補(bǔ)償，密封環(huán)的磨損也可通過彈性密封自動補(bǔ)償。

另外，本實用新型的旋轉(zhuǎn)式四通換向閥，球形閥體具有結(jié)構(gòu)簡單、受力均勻、質(zhì)量輕等優(yōu)點，解決了現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)式四通換向閥閥體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大而笨重等問題；空心球形閥芯受力均勻、質(zhì)量輕、球形密封面配合彈性密封環(huán)，形成球面彈性密封，密封性更好、更可靠，解決了現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)板式四通閥密封可靠性差、漏風(fēng)率高等問題。

下面用附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但附圖和具體實施方式并不限制本實用新型的范圍。

附圖說明

圖1為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的閥體結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的閥芯結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的閥芯局部剖視圖。

圖5為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的球面彈性密封局部剖視圖。

圖6為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的球面彈性密封結(jié)構(gòu)圖。

圖7為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的密封環(huán)。

圖8為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的密封彈簧。

圖9為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的球形閥芯工作位置之一。

圖10為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的球形閥芯工作位置之二。

圖中所示附圖標(biāo)記為：

1、閥體；2、閥芯；3、閥軸；4、閥芯內(nèi)隔板；5、A接口；6、B接口；7、C接口；8、D接口；9、執(zhí)行機(jī)構(gòu)；10、上密封軸承；11、下密封軸承；12、密封環(huán)；13、彈簧圈；14、密封槽外環(huán)；15、密封槽內(nèi)環(huán)；16、內(nèi)環(huán)連接件；17、閥芯軸套；18、閥芯加強(qiáng)筋；19、密封彈簧。

具體實施方式

如圖1～圖10所示，本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥，包括閥體1、閥芯2、閥軸3、閥芯軸套17、閥芯加強(qiáng)筋18、閥芯內(nèi)隔板4和四個接口，所述閥體1和閥芯2均為球形，閥芯2由空心球加工而成且位于閥體1內(nèi)部，閥體1與四個接口連接形成閥外殼，四個接口為圓形，兩兩相對，相對兩個接口的中心線與另兩個相對接口的中心線成90°，閥芯2上開有四個內(nèi)孔，兩兩相對，相對兩個內(nèi)孔的中心線與另兩個相對內(nèi)孔的中心線成90°，閥體1上的四個接口直徑相等，閥芯2上的四個內(nèi)孔的直徑相等，閥芯2上的內(nèi)孔直徑等于或小于閥體1上的接口直徑，閥芯加強(qiáng)筋18設(shè)置在閥芯2內(nèi)壁上，閥芯內(nèi)隔板4設(shè)置在閥芯2內(nèi)并將四個內(nèi)孔分隔成兩個通道，閥軸3固定在閥芯軸套17內(nèi)，閥芯2與閥芯軸套17、閥芯加強(qiáng)筋18和閥芯內(nèi)隔板4連成一體形成轉(zhuǎn)動部件，閥軸3兩端穿出閥體1，閥芯內(nèi)隔板4的圓心與閥芯2和閥體1的球心重合，閥體1和閥芯2之間設(shè)置有密封環(huán)12、彈簧圈子3和密封彈簧19。

所述閥芯軸套17與閥芯2上四個內(nèi)孔的圓心所在的平面垂直，閥體1上設(shè)置有上密封軸承10和下密封軸承11，上密封軸承10和下密封軸承11之間的中心線與四個接口的圓心所在的平面垂直，閥軸3從閥芯軸套17內(nèi)穿出后，其上部通過上密封軸承10穿出閥體1，下部與下密封軸承11連接。

閥軸3與閥芯軸套17固定連接，并通過閥芯軸套17帶動閥芯2轉(zhuǎn)動，閥軸3上部通過上密封軸承10穿出閥體1與執(zhí)行機(jī)構(gòu)9連接。

所述四個接口為A接口5、B接口6、C接口7、D接口8。閥體1與A接口5、B接口6、C接口7、D接口8連接形成閥外殼，閥體1和閥芯2不直接接觸。

如圖3、圖4所示，閥芯2由空心球加工而成，閥芯2上開有a、b、c、d四個內(nèi)孔，內(nèi)徑相同，與球形閥體1的四個接口對應(yīng)。閥芯內(nèi)隔板4在球形閥芯2內(nèi)將a、b、c、d四個內(nèi)孔分隔成兩個彎曲通道，即a-b通道、c-d通道。閥芯軸套17帶動閥芯2轉(zhuǎn)動，閥芯加強(qiáng)筋18在閥芯2內(nèi)部對閥芯2起支撐加強(qiáng)作用。

圖5所示為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的球面彈性密封局部剖視圖，如圖5所示，密封槽外環(huán)14與閥體1焊接固定，密封槽內(nèi)環(huán)15通過內(nèi)環(huán)連接件16固定在閥體1的四個接口內(nèi)。密封槽外環(huán)14、密封槽內(nèi)環(huán)15之間形成的U形槽安裝彈簧圈13、密封彈簧19和密封環(huán)12，彈簧圈13、密封彈簧19在U形槽底部，密封環(huán)12與閥芯2直接接觸，密封環(huán)12的密封面為凹球面，與閥芯2的球面吻合，形成球面密封，密封彈簧19對密封環(huán)12施加彈力，使密封環(huán)12與閥芯2形成球面彈性密封。

圖6所示為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的球面彈性密封結(jié)構(gòu)示意圖，四組密封環(huán)12、彈簧圈13、密封槽外環(huán)14、密封槽內(nèi)環(huán)15、密封彈簧19安裝在閥體1的四個接口上，對閥芯2的四個內(nèi)孔形成彈性密封。

圖7所示為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的密封環(huán)，其密封面為凹球面，密封面邊緣圓滑過渡。

圖8所示為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的彈簧圈13和密封彈簧19，由耐高溫材料制成，彈簧圈13將密封彈簧19串聯(lián)在一起，并使密封彈簧19在密封槽內(nèi)定位。

圖9所示為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的閥芯2工作位置之一。此時，閥芯內(nèi)隔板4處于45°位置，閥芯2內(nèi)孔a與球形閥體1上的A接口5對應(yīng)，內(nèi)孔b與B接口6對應(yīng)，內(nèi)孔c與C接口7對應(yīng)，內(nèi)孔d與D接口8對應(yīng)。由此，A接口5與B接口6連通，形成一條通道；C接口7與D接口8連通，形成另一條通道。兩條通道獨(dú)立工作，互不干擾。

圖10所示為本實用新型一種球形閥體空心球閥芯四通換向閥的閥芯2工作位置之二。此時，閥芯內(nèi)隔板4處于135°位置，閥芯2內(nèi)孔a與球形閥體1上的B接口6對應(yīng)，內(nèi)孔b與C接口7對應(yīng)，內(nèi)孔c與D接口8對應(yīng)，內(nèi)孔d與A接口5對應(yīng)。由此，A接口5與D接口8連通，與B接口6斷開，形成一條新通道；C接口7與B接口6連通，與D接口8斷開，形成另一條新通道。兩條新通道獨(dú)立工作，互不干擾。

本實用新型的四通換向閥工作時，首先從圖9所示閥芯內(nèi)隔板4在45°位置開始工作，一段時間之后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)9作用于閥軸3作90°轉(zhuǎn)動，閥軸3帶動球形閥芯2轉(zhuǎn)動90°，使閥芯內(nèi)隔板4到達(dá)圖10中的135°位置；再間隔一段時間，執(zhí)行機(jī)構(gòu)9再作用于閥軸3作-90°轉(zhuǎn)動，閥軸3帶動球形閥芯2轉(zhuǎn)動-90°，使閥芯內(nèi)隔板4又回到圖9中的45°位置。

上述過程周而復(fù)始，閥芯內(nèi)隔板4就在圖9中的45°位置、圖10中的135°位置周期性循環(huán)往復(fù)，使A接口5與B接口6、D接口8的連通、斷開關(guān)系循環(huán)往復(fù)；同時使C接口7與B接口6、D接口8斷開、連通關(guān)系循環(huán)往復(fù)。這樣，就可以滿足蓄熱式燃燒技術(shù)或高頻換向蓄熱式換熱技術(shù)所需的周期性換向要求。

本實用新型采用的密封環(huán)12根據(jù)使用溫度，可選擇采用青銅材料或聚四氟乙烯材料制作。

本實用新型采用的密封彈簧19為耐高溫彈簧。

本實用新型的旋轉(zhuǎn)式四通換向閥，密封環(huán)12、密封彈簧19可更換。