一种先导比例控制式开关阀转让专利
申请号 : CN201811337459.5
文献号 : CN109538561B
文献日 : 2020-09-22
发明人 : 任燕 , 汤何胜 , 向家伟 , 周余庆 , 钟永腾 , 蒋勇英 , 孙维方
申请人 : 温州大学激光与光电智能制造研究院
摘要 :
权利要求 :
1.一种先导比例控制式开关阀,包括阀体(1)、主阀芯(2),所述阀体(1)上设有高压进油口(101)、第一控制油口(102)、第二控制油口(103)、低压出油口(104),所述主阀芯(2)相对所述阀体(1)位移具有使高压进油口(101)与第一控制油口(102)连通且第二控制油口(103)与低压出油口(104)连通的第一位置,使高压进油口(101)、第一控制油口(102)、第二控制油口(103)、低压出油口(104)相互断隔的第二位置,使高压进油口(101)与第二控制油口(103)连通且第一控制油口(102)与低压出油口(104)连通的第三位置,其特征在于:所述阀体(1)一端设有一个驱动装置,所述驱动装置与主阀芯(2)之间形成第一调节腔(5),所述主阀芯(2)背离所述驱动装置的端部外周与阀体(1)之间设有同心环(4),所述同心环(4)与主阀芯(2)之间形成第二调节腔(6),所述同心环(4)外端与阀体(1)之间形成连通低压出油口(104)的低压腔(8),所述主阀芯(2)内设有接近驱动装置一端的第一开槽(205)和空腔(206),所述第一开槽(205)内设有与所述驱动装置连接的先导阀芯(7),所述主阀芯(2)上设有连通第一开槽(205)和低压出油口(104)的第一通孔(201)、连通第一开槽(205)和高压出油口(101)的第二通孔(202)、连通空腔(206)和高压出油口(101)的第三通孔(203)、连通空腔(206)和第二调节腔(6)的第四通孔(204),所述先导阀芯(7)周向外壁设有第五凸环(701)、第六凸环(702),所述第五凸环(701)和第六凸环(702)内端的间距大于所述第一通孔(201)和第二通孔(202)内边缘的间距,所述先导阀芯(7)内设有连通第一调节腔(5)和第一开槽(205)内端的流通通道(703)以及位于第五凸环(701)和第六凸环(702)之间的连通流通通道(703)和第一开槽(205)的第五通孔(704),所述驱动装置驱动所述先导阀芯(7)相对轴向位移,使第五凸环(701)与第一通孔(201)之间和第六凸环(702)与第二通孔(202)形成不同的流出流通面积与流入流通面积比值。
2.根据权利要求1所述的先导比例控制式开关阀,其特征在于:所述阀体(1)上设有两个低压出油口(104),两个低压出油口(104)设置在两侧,高压进油口(101)设置在中间,第一控制油口(102)、第二控制油口(103)分别设置在两个低压出油口(104)与高压进油口(101)之间,所述主阀芯(2)周向设有第一凸环(207)、第二凸环(208)、第三凸环(209)、第四凸环(210),所述第一凸环(207)和第四凸环(210)分别位于两端且与阀体(1)动密封配合,所述第二凸环(208)、第三凸环(209)分别对应所述第一控制油口(102)、第二控制油口(103)设置,当主阀芯(2)位于第二位置时,所述第二凸环(208)、第三凸环(209)分别堵住第一控制油口(102)、第二控制油口(103),第一凸环(207)、第二凸环(208)之间设置所述第一通孔(201),所述第二凸环(208)、第三凸环(209)之间设有第二通孔(202)和第三通孔(203),在所述第四凸环(210)外设置第四通孔(204),所述第一调节腔(5)内的流体对主阀芯(2)的作用面积大于第二调节腔(6)内的流体对主阀芯(2)的作用面积。
3.根据权利要求1所述的先导比例控制式开关阀,其特征在于:所述第一调节腔(5)内的流体对主阀芯(2)的作用面积为第二调节腔(6)内的流体对主阀芯(2)的作用面积的两倍。
4.根据权利要求1所述的先导比例控制式开关阀,其特征在于:所述驱动装置包括比例电磁铁(301)和比例电磁铁铁芯(302),所述比例电磁铁铁芯(302)伸入先导阀芯(7)内,并通过销钉(14)固定。
5.根据权利要求4所述的先导比例控制式开关阀,其特征在于:所述阀体(1)与驱动装置之间固定有弹簧导套(16),先导阀芯(7)外周轴向联动设有两个弹簧座(9),两个弹簧座(9)限位于弹簧导套(16)内且在弹簧导套(16)内轴向位移,两个弹簧座(9)之间设有复位弹簧(10)。
6.根据权利要求5所述的先导比例控制式开关阀,其特征在于:所述先导阀芯(7)上固定有卡簧(11),所述第五凸环(701)与卡簧(11)分别对两个弹簧座(9)构成限位。
7.根据权利要求1所述的先导比例控制式开关阀,其特征在于:在主阀芯(2)背离驱动装置一端设有第二开槽,第二开槽内固定有螺堵(15),第二开槽与螺堵(15)之间形成空腔(206)。
说明书 :
一种先导比例控制式开关阀
技术领域
背景技术
阀)、两级阀(先导控制阀)。行业标准中,单级阀(直动阀)分为6通经,10通经;两级阀(先导控制阀)分为16、25、32......通经(数字越大的阀体积越大,通流能力也越大)。
来提高电磁推力,实现对阀芯的推动。
克服液动力推动阀芯。所以目前的技术是:用一个小的电磁开关阀(一般是6通经)作为先导级,控制阀芯左右两腔的压力,实现用液动力来推动阀芯,这样就解决了大流量下换向阀的开启问题,但是目前这项技术不但增大了开关阀的体积,同时增加了成本,两个阀的叠加也增加了阀的复杂程度,降低了阀的可靠性。
发明内容
述阀体一端设有一个驱动装置,所述驱动装置与主阀芯之间形成第一调节腔,所述主阀芯
背离所述驱动装置的端部外周与阀体之间设有同心环,所述同心环与主阀芯之间形成第二
调节腔,所述同心环外端与阀体之间形成连通低压出油口的低压腔,所述主阀芯内设有接
近驱动装置一端的第一开槽和空腔,所述第一开槽内设有与所述驱动装置连接的先导阀
芯,所述主阀芯上设有连通第一开槽和低压出油口的第一通孔、连通第一开槽和高压出油
口的第二通孔、连通空腔和高压出油口的第三通孔、连通空腔和第二调节腔的第四通孔,所述先导阀芯周向外壁设有第五凸环、第六凸环,所述第五凸环和第六凸环内端的间距大于
所述第一通孔和第二通孔内边缘的间距,所述先导阀芯内设有连通第一调节腔和第一开槽
内端的流通通道以及位于第五凸环和第六凸环之间的连通流通通道和第一开槽的第五通
孔,所述驱动装置驱动所述先导阀芯相对轴向位移,使第五凸环与第一通孔之间和第六凸
环与第二通孔形成不同的流出流通面积与流入流通面积比值。
口、第二控制油口,第一凸环、第二凸环之间设置所述第一通孔,所述第二凸环、第三凸环之间设有第二通孔和第三通孔,在所述第四凸环外设置第四通孔,所述第一调节腔内的流体
对主阀芯的作用面积大于第二调节腔内的流体对主阀芯的作用面积。
簧。
过180N,液压驱动力会在几千上万N),因此驱动力极大增加;2.先导阀芯被设计在主阀芯内部,极大减小体积,先导阀芯可以为超小尺寸;3.先导阀芯为控制主阀两端控制腔的压力而设计,导控需要的流量非常小,故驱动先导阀芯的驱动力可以非常小,驱动装置为电磁驱动装置时,可以减小电磁驱动装置内电磁铁和电磁线圈的体积以及需要的功率,进一步减小
电磁驱动装置的体积,同时达到节能减排的目的。故将本发明的先导比例控制式开关阀替
换原用于小流量的单级阀,可以大大减小电磁驱动装置的规格尺寸,减小整个流体控制阀
的重量和安装尺寸,减小整阀所需的控制功率,以及提高整阀抗外部扰动的能力,性能更稳定。将本发明的先导控制式开关阀替换原用于中大流量的两级阀时,可以大大减小整个流
体控制阀的重量和安装尺寸,将两个叠加的阀的体积变成一个主阀的体积和大小,减少整
个阀的成本,减少零部件进一步提高阀的稳定性。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
具体实施方式
泄露),所述第二凸环207、第三凸环208分别对应所述第一控制油口102、第二控制油口103设置,所述主阀芯2相对所述阀体1位移具有使高压进油口101与第一控制油口102连通且第
二控制油口103与低压出油口104连通的第一位置,使高压进油口101、第一控制油口102、第二控制油口103、低压出油口104相互断隔的第二位置,使高压进油口101与第二控制油口
103连通且第一控制油口102与低压出油口104连通的第三位置,当主阀芯2位于第二位置
时,所述第二凸环207、第三凸环208分别堵住第一控制油口102、第二控制油口103。
2之间形成第一调节腔5,所述主阀芯2背离所述驱动装置的端部外周与阀体1之间设有同心
环4,所述同心环4与主阀芯2之间形成第二调节腔6,所述主阀芯2内设有接近驱动装置一端的第一开槽205和背离驱动装置一端的第二开槽,所述第二开槽内固定有螺堵15,第二开槽与螺堵15之间形成空腔206。所述主阀芯2上设有连通第一开槽205和低压出油口104的第一
通孔201、连通第一开槽205和高压出油口101的第二通孔202、连通空腔206和高压出油口
101的第三通孔203、连通空腔206和第二调节腔6的第四通孔204,如图2所示,所述先导阀芯
7周向外壁设有第五凸环701、第六凸环702,所述第五凸环701和第六凸环702内端的间距大于所述第一通孔201和第二通孔202内边缘的间距,所述先导阀芯7内设有连通第一调节腔5
和第一开槽205内端的流通通道703以及位于第五凸环701和第六凸环702之间的连通流通
通道703和第一开槽205的第五通孔704,所述驱动装置驱动所述先导阀芯7相对轴向位移,
使第五凸环701与第一通孔201之间和第六凸环702与第二通孔202形成不同的流出流通面
积与流入流通面积比值。
体对主阀芯2的作用力为1/2S*P,当比例电磁铁不通电时,第五凸环701与第一通孔201之间和第六凸环702与第二通孔202之间均形成微小的流通面积,根据液压公式,使第一调节腔5内的流体压强为1/2P,则第二调节腔6内的流体对主阀芯2的作用力为S*1/2P,主阀芯两侧
所受到的作用力相当,保持禁止状态。当比例电磁铁驱动先导阀芯向左运动一段距离时,第一通孔201的流通被截止,第二通孔202的流通面积增大,故第一调节腔5内的压力上升,主阀芯受第一调节腔5的作用力更大,向左运动,当主阀芯运动到第五凸环701与第一通孔201之间和第六凸环702与第二通孔202之间均形成微小的流通面积时,第一调节腔5内的流体
对主阀芯2的压强为1/2P,回到平衡状态(跟不通电时的平衡状态相同)。故先导阀芯向左或向右每运动一个距离,主阀芯就跟随这个距离位移,形成先导阀芯对阀芯的比例控制。
弹簧座9之间设有复位弹簧10。所述先导阀芯7上固定有卡簧11,所述第五凸环701与卡簧11分别对两个弹簧座9构成限位。复位弹簧10产生复位力,当电磁铁断电时,使先导阀芯快速归为零位,主阀芯2在压力差作用下快速归为零位。组装时,先在先导阀芯7上装入弹簧座9、复位弹簧10、弹簧座9、卡簧11,将比例电磁铁铁芯302伸入先导阀芯7内,并通过销钉14固定,然后套上弹簧导套16,装入放好主阀芯2的阀体1内固定。