本发明涉及一种配置在棉花输送管道上的四通阀。
背景技术：
风力输送是棉花输送的常规方式，在棉花加工工艺流程中，如在两台皮清机之间都可配置四通阀，通过四通阀的换向可选择使用其中一台皮清机进行加工，另一台皮清机备用。四通阀能够实现两台皮清机之间的自由选择，因此四通阀是棉花加工工艺流程中非常重要的一种工艺设备。
当前棉花加工工艺所使用的传统的四通阀由于结构原因经常出现卡花或堵花的现象，进而易于产生成团的棉花进入皮清机造成设备的堵塞和零部件损坏的问题，在加工季中因四通阀问题造成的故障非常频繁，严重影响了正常加工运行，给加工厂带来不必要的损失，加工过程中需要人工定期对四通阀进行清理，增加了工人工作量。
传统四通阀结构存在问题的原因分析：四通阀所配阀芯轴向尺寸较长，长度多在2000mm以上，在制作时直线度难以保证，并且当阀芯长度相对较长时，阀芯两端用以保证阀芯刚度的支撑仅有阀芯轴，阀芯轴偏置于阀芯两端中部，而对阀芯刚度的保证影响较小；进而，阀芯在受力条件下的变形，易于导致靠阀芯隔离的两个通道出现串风，因而造成卡花；有鉴于阀芯刚度不容易保证，阀芯上密封胶皮变形不可控，易于造成密封胶皮老化损坏，进一步加剧了串风卡花的问题；此外，阀芯的一般结构为矩形板，其轴向（阀芯轴）的两端与四通阀阀壳间无法形成较好的密封，即便是在两端设置密封胶皮，仍不能形成较好的密封，在夹角处容易串风卡花。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种密封性能相对较高，且使用状态相对稳定的四通阀。
在本发明的实施例中，提供了一种四通阀，包括：
阀壳，该阀壳于设定的方向上开有相对的两基孔，基孔外端装有支撑组件，支撑组件上设有与基孔轴线共线的座孔；
通道组件，安装在阀壳内，用于构造四个个通道，通道以基孔的轴线为轴环形排列；
阀芯组件，该阀芯组件包括矩形阀板和阀芯轴，其中阀芯轴垂直安装在矩形阀板相对的两个边上，这两个边记为端边，另外两个边记为密封边，其中阀芯轴位于端边的中部并转动地安装在座孔上；
支撑板，为圆形板，与端板一一对应并固定连接，且该支撑板与基孔间动密封配合；
驱动构件，连接于一阀芯轴穿出座孔而形成的轴头上。
可选地，阀壳包括用于构造基孔第一部分的墙板，该第一部分为所述支撑板所介入。
可选地，所述第一部分的内端面与支撑板的内端面共面；
第一部分的内表面与支撑板的外柱面间留有运动间隙，该运动间隙为0.5~3mm。
可选地，于墙板的外侧设有一个圆环，该圆环的内孔构成基孔的第二部分；
相应地，所述支撑组件与圆环间固定连接。
可选地，所述支撑组件包括提供所述座孔的轮毂和用于支撑组件在墙板上固定连接的安装部，以及连接轮毂与安装部的连接体；
其中，连接体为辐条或开有辐孔的辐板。
可选地，所述支撑板为透明板或为钢板；
若为钢板，钢板上开有窗口；
相应地，窗口上密封地装有观察窗。
可选地，所述阀壳上设有用于约束驱动构件转角的限位结构或部件。
可选地，所述限位结构为挡板。
可选地，所述矩形阀板包括相互平行的两块矩形面板，以及位于端边侧以用与连接两矩形面板的端板；
其中端板上开有固定孔，以用于固定连接所述阀芯轴；
另，在密封边侧设有封板。
可选地，封板包括用于封接矩形阀板密封边侧的基体；
封板在矩形阀板厚度方向的两边向阀芯轴离心侧延伸的密封延伸板；
密封延伸板上固定安装有密封胶皮。
在本发明的实施例中，区别于现有技术，在阀芯组件的两端各设有一个支撑板，支撑板为圆板，与阀芯组件固定连接，并与阀壳上预设的基孔间动密封配合，有鉴于棉花风力输送通常依靠吸力输送，四通阀内为负压，所述动密封配合不会产生棉花的泄漏，同时，也正是基于棉花靠负压输送的原理，阀芯组件的两端不会像传统阀芯组件那样容易卡花。同时，圆形支撑板相对于传统的单纯依靠阀芯轴支撑的阀芯组件，除了能够在阀芯轴处对阀芯提供支撑外，对阀芯径向延展的部分也能提供支撑，而具有更高的支撑刚度，阀芯组件相对不容易变形，借此可以改善通道出现串风、卡花的问题。
附图说明
图1为一实施例中四通阀主视结构示意图。
图2为一实施例中四通阀左视结构示意图（相对于图1顺时针旋转45度）。
图3为一实施例中四通阀左视结构示意图（省略左墙板）。
图4为一实施例中墙板主剖结构示意图。
图5相应于图4的左视结构示意图。
图6为一实施例中支撑组件主剖结构示意图。
图7为相应于图6的左视结构示意图。
图8为一实施例中阀芯组件主视结构示意图。
图9为相应于图8的左视结构示意图（省略手柄、墙板）。
图中：1.轴头，2.手柄，3.轴套，4.墙板，5.隔板，6.外壳，7.螺钉，8.端板，9.支撑板，10.圆孔，11.定位环，12.支撑组件，13.固定螺钉，14.挡板，15.观察窗，16.键，17.通道，18.螺纹孔，19.辐条，20.支撑环，21.辐孔，22.构造板，23.螺钉，24.密封胶皮，25.螺钉，26.u型板。
具体实施方式
关于四通阀的基本参考系，需知，如阀芯组件，在棉花加工工艺中所使用的四通阀，使用阀芯组件所配阀芯轴为基准，具体是阀芯组件的端部是指阀芯组件轴向的两端，这里的轴向即以阀芯轴为基准。阀芯组件所配阀板大致是矩形板，矩形板径向离心侧的两个边即密封边，这里的径向亦以阀芯轴为基准。
此外，对于四通阀的内外，则以阀壳所包围的空间为内，或者说阀腔为内，阀壳外部的空间为外，依此为基准，而存在相对的内和相对的外。
阀芯轴是图1中含有轴头1的部件，其可以是一根通轴，也可以是两根半轴，半轴可以减轻阀芯组件的总重量。
关于四通阀，其基本构成包括阀壳、阀芯组件、通道组件、支撑板9和驱动构件，其中驱动构件主要用于驱动阀芯组件动作，以实现四通阀的换位（切换）。对于棉花加工生产线中所配的四通阀可以理解为是一种两位四通阀，前述的换位可以理解成两位的换位操作。
在本发明的实施例中，阀芯组件的长度方向即阀芯轴所确定出的轴向，阀芯组件的基本运动是转动，借由所述阀芯轴在阀壳上的装配而产生。
对于阀壳而言，区别于现有技术，在本发明的实施例中该阀壳于设定的方向上开有相对的两基孔，具体如图1中所示的圆孔10，而前述的设定的方向即阀芯轴的轴向。两个基孔是区别于现有技术的孔，用来提供阀芯组件的支撑和密封。而传统的阀芯组件所配阀板的两端直接与阀壳的墙板4所配合，这种配合可以理解成墙板4是平板，阀板的两端与墙板4间留有运动间隙，避免产生运动干涉，但这个运动间隙会产生气流的泄漏，而易于卡花，该问题基于基孔与支撑板9的配合予以解决。
具体地，基孔外端装有支撑组件12，应知，这里的外端基于前述内外参考系而可被正确理解。其中的支撑组件12是在设置了基孔的情况下，为阀芯轴提供支撑的部件，这里的支撑实质是支承，或者说支撑组件上设有座孔，座孔的轴线与基孔轴线共线，这里的座孔即为阀芯轴提供支承的轴承座孔。
加以对应的，与传统阀芯组件相同的是，在本发明的实施例中，阀芯组件的基体部分是一个矩形的阀板，矩形阀板的两端即由阀芯轴轴向所确定出的两端，用于安装阀芯轴，阀芯轴与矩形阀板两端所对应的边垂直连接。
需要说明的是，尽管阀板的四个边实质都是由板材构成，是一个面板而不是边，但在本领域为了便于描述，通常都将其定义成边。这里的面板即图1中所示的端板8，端板8居中开孔，阀芯轴与端板8所开孔间固定连接，这种固定连接可以是焊接，也可以是键连接。
阀芯组件的另外两个边即与阀腔内壁吻合而提供接触密封的边，阀芯组件的密封通常由刚性的阀板配合柔性的密封胶皮24所形成的。
如前所述，阀芯轴与所述座孔配合而具有转动自由度。
从图1和图3中可见，在阀壳内设有四个隔板5，隔板5的布置在四通阀中属于常规结构，从图中可以看出，两相邻隔板5间形成一个通道17，而四个隔板5围绕阀芯组件的轴线环形阵列，共形成四个通道17，即形成所谓的四通阀的四通。图3所示的状态中，四个通道17两两连通，若阀芯组件逆时针或者顺时针转90度，就会产生不同的连通状态，由此形成所期望的切换（换位）。
图3中，阀芯组件设有密封胶皮24的位置与阀壳内壁间的密封相对较好，不会产生泄漏，而为了避免运动干涉，阀芯组件的阀板的两端与阀壳间留有间隙，这种间隙会产生气流的串流，而容易卡花。
前述的基孔，如图1中所示的圆孔10相当于在阀壳上与阀芯轴对位的位置开了两个相对较大的孔洞。
进一步地，在阀芯组件阀板的两端各设有一块支撑板9，支撑板9为圆形板，圆形板与端板8间直接固定连接，或者通过阀芯轴与端板8间间接固定连接。进而，阀芯组件借由圆形板而与基孔间动密封配合。
前述的动密封配合亦是借由动密封避免产生运动干涉，但这种动密封会使得四通阀的阀腔与外部产生通流通道，由此产生泄漏，但这种泄漏相对于卡花或由此所产生的事故，代价是可以被接受的，尤其是棉花输送通道的密封要求通常也不是很高，为避免产生运动干涉所需的间隙通常并不需要很大，在本发明的实施例中，运动间隙不小于0.5mm即可满足使用要求。从避免运动干涉来看，运动间隙越大越好，但太大会产生较大的泄漏量，为此，运动间隙通常不宜大于3mm，除非采用弯道较多的迷宫密封结构，即支撑板9的外缘具有迷宫密封结构，而基孔也相应设有迷宫密封结构。
基于前述的结构，由于有外部的气流的补偿，棉花不容易借由阀芯组件的两端通过，从而能够有效的避免串风，而避免由此所产生的卡花问题。
此外，对于阀芯组件的驱动，则借由阀芯轴实现，阀芯轴从图1中可以看出，其从阀壳内穿出，可以由如图1中所示的手柄2所驱动，还可以采用如摆动缸、摆动电机或者常规的电动机、气动马达、液压马达等进行驱动，由于四通阀的切换所需要的运动形式是机械领域最常见的转动，并且在本发明的实施例中对其驱动也可以采用传统的能够驱动阀芯组件转动的任何驱动方式。
从图1的两端可以看出，阀壳包括用于构造圆孔10第一部分的墙板4，该第一部分为所述支撑板9所介入，借此可以形成的运动间隙相对较长，从而可以降低泄漏量。
应知，基于牛顿内摩擦力，运动间隙越长，型面越复杂，流阻就越大，迷宫密封就是借助于这一原理，在不产生接触的情况下而产生较好的密封效果。迷宫密封是一种非接触密封，但不是唯一的非接触密封，对于例如螺纹密封也是一种非接触密封，相当于形成多级的迷宫密封。
关于在本发明实施例中所实现的非接触密封，取决于支撑板9的复杂程度，基于前述的描述结合机械领域的一般常识，在此不再赘述。
在一些实施例中，所述第一部分的内端面与支撑板9的内端面共面，此为设计要求，在进行装配时是需要被保证的，但装配受装配精度制造精度的影响，前述的共面基本很难实现，稍有偏差仍应落入共面的保护范围之内，这种偏差在支撑板9厚度为参量的情况下，可以是支撑板9厚度的0.1~0.5倍。
另外，对于前述的运动间隙，具体的表述是第一部分的内表面与支撑板9的外柱面间留有运动间隙。
四通阀的壳体为钣金件，因此，其所配墙板4的厚度受限，不容易形成孔深相对较大的圆孔10，因此，在优选的实施例中，在墙板4的外侧设有一个圆环，如图4中所示的定位环14，该定位环14的内孔构成基孔的第二部分，借此形成孔深相对较大的基孔。
相应地，所述支撑组件12与圆环间固定连接。
具体地，从图7中可见，支撑组件12上设有六个螺钉孔，借由螺钉孔将支撑组件12固定安装在定位环11上，由于定位环11加上墙板4后的整体厚度相对较大，利于形成孔深相对较大的螺钉孔，从而利于支撑组件12的可靠固定。
为了减轻整体的重量，参见附图6和7，图中，所述支撑组件12包括提供所述座孔的轮毂，如图6中所示的轴套3，阀芯轴可以借助于轴承安装在轴套3内，在一些实施例中，轴套3与阀芯轴间可以直接构造出滑动轴承。
轴套3提供座孔，由于前述的基孔相对较大，需要将轴套3延伸出来而与墙板4间固定连接，为此，支撑组件12还包括用于支撑组件12在墙板4上固定连接的安装部，如图7中所示的支撑环20，进而，支撑环20与轮毂，也就是轴套3间设有连接轴套3与支撑环20的连接体，如图7中所示的辐条19。
在一些实施例中，辐条19还可以使用辐板来替代，副板上开辐孔21，以减轻整体的重量。
在一些实施例中，所述支撑板9为透明板或为钢板；
若为钢板，钢板上开有窗口；
相应地，窗口上密封地装有观察窗15，观察窗15采用有机玻璃制作，因是静密封连接，其与窗口间的密封相对容易实现，在此不再赘述。
参见图1的两端和图2，阀壳的墙板上固定安装有两块挡板14，从而约束住手柄2的最大转角，由于对于阀门而言大多采用止点控制，少量使用开度控制，在本发明的实施例中，四通阀采用止点控制，图1和图2中挡板14现成手柄2的两个止点位，即形成四通阀两位四通中的两位。
应知，挡板14可以使用例如挡销取代，另外关于转角控制，如前所述，可以直接在驱动侧实现，例如摆动缸。
从图3中可见，所述矩形阀板包括相互平行的两块矩形面板，以及位于端边侧以用与连接两矩形面板的端板8，再结合如图9中所示的u型板26，阀板整体上是一个长方箱体结构。其中u型板26用于在密封边侧封接。
在图9所示的结构中，封板即图中所示的u型板26，该u型板26包括用于封接矩形阀板密封边侧的基体和自基体两边径向延伸的密封延伸板，这里的两边是基于阀芯轴线的周向，也是阀板的厚度方向，而径向延伸则是基于此的径向。
密封延伸板上固定安装有密封胶皮24，据此形成两级密封。
图9中，密封胶皮24通过角板压在u型板26上，使用螺栓进行固定连接。
1.一种四通阀，其特征在于，包括：
阀壳，该阀壳于设定的方向上开有相对的两基孔，基孔外端装有支撑组件，支撑组件上设有与基孔轴线共线的座孔；
通道组件，安装在阀壳内，用于构造四个个通道，通道以基孔的轴线为轴环形排列；
阀芯组件，该阀芯组件包括矩形阀板和阀芯轴，其中阀芯轴垂直安装在矩形阀板相对的两个边上，这两个边记为端边，另外两个边记为密封边，其中阀芯轴位于端边的中部并转动地安装在座孔上；
支撑板，为圆形板，与端板一一对应并固定连接，且该支撑板与基孔间动密封配合；
驱动构件，连接于一阀芯轴穿出座孔而形成的轴头上。
2.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，阀壳包括用于构造基孔第一部分的墙板，该第一部分为所述支撑板所介入。
3.根据权利要求2所述的四通阀，其特征在于，所述第一部分的内端面与支撑板的内端面共面；
第一部分的内表面与支撑板的外柱面间留有运动间隙，该运动间隙为0.5~3mm。
4.根据权利要求3所述的四通阀，其特征在于，于墙板的外侧设有一个圆环，该圆环的内孔构成基孔的第二部分；
相应地，所述支撑组件与圆环间固定连接。
5.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述支撑组件包括提供所述座孔的轮毂和用于支撑组件在墙板上固定连接的安装部，以及连接轮毂与安装部的连接体；
其中，连接体为辐条或开有辐孔的辐板。
6.根据权利要求5所述的四通阀，其特征在于，所述支撑板为透明板或为钢板；
若为钢板，钢板上开有窗口；
相应地，窗口上密封地装有观察窗。
7.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述阀壳上设有用于约束驱动构件转角的限位结构或部件。
8.根据权利要求7所述的四通阀，其特征在于，所述限位结构为挡板。
9.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述矩形阀板包括相互平行的两块矩形面板，以及位于端边侧以用与连接两矩形面板的端板；
其中端板上开有固定孔，以用于固定连接所述阀芯轴；
另，在密封边侧设有封板。
10.根据权利要求9所述的四通阀，其特征在于，封板包括用于封接矩形阀板密封边侧的基体；
封板在矩形阀板厚度方向的两边向阀芯轴离心侧延伸的密封延伸板；
密封延伸板上固定安装有密封胶皮。
技术总结