CN102979917B - 一种真空截止阀、液压驱动装置及其构成的抽真空装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空截止阀、液压驱动装置及其构成的抽真空装置。截止阀包括阀体和阀芯；液压驱动装置包括液压缸，三位四通电磁阀，蓄能器，两位两通电磁阀，单向阀，以及液压控制系统；抽真空装置包括高真空截止阀和的液压驱动装置。高真空截止阀采用单阀芯式，结构简单，拆卸方便，并且不易磨损，大大减少了后期的维护工作量，降低了使用成本；采用液压驱动，驱动力大，提高了阀芯动作的可靠性；采用液压高速驱动回路，解决了液压传动响应速度慢的问题，提高了真空截止阀的响应速度，实现了快速关闭，有效防止金属液进入阀体内部而阻塞。

Description

一种真空截止阀、液压驱动装置及其构成的抽真空装置
技术领域
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种真空截止阀、液压驱动装置及其构成的抽真空装置，它用于高真空压力铸造。
技术背景
近年来，随着汽车行业的蓬勃发展和行业对汽车轻量化的迫切追求，以铝代钢成为绝大多数汽车生产商首选手段。压力铸造成形具有成形尺寸精度高、表面粗糙度低、材料利用率高的优点，被越来越广泛的应用于汽车制造领域。由于压力铸造成形是熔体在高压高速下快速填充模具型腔，使得型腔中的气体来不及排出，从而滞留在铸件中，形成气孔等缺陷。铸件中由于气孔的存在，使得铸件难以通过固溶热处理进一步提高力学性能，也不能实现铸件的焊接加工，从而大大阻碍了压铸件在汽车零部件领域更广泛的应用。
高真空压铸是减少压铸件内部气孔缺陷、提高压铸件质量的最有效途径之一。高真空压铸是将压室及模具型腔中的气体快速抽出，使金属液在高真空状态下(压铸模具型腔中的真空压力保持在10KPa以下)充填型腔的一种先进的特种压铸工艺。高真空压铸件的气体含量仅为1～3ml/100g，可进行T6热处理强化和后续的焊接加工，因而大大拓展了压铸件的应用范围。
真空截止阀是实现高真空压铸的关键技术之一。一方面真空截止阀开启时要在短时间内将模具型腔中的气体快速排出，另一方面真空截止阀阀芯要在金属熔体到达抽气口之前及时关闭，防止金属熔体堵塞抽气管路。目前市场上应用最为广泛的是被动式机械真空截止阀法，其工作原理大多是利用金属液流动充型的惯性冲击力使阀芯关闭。这种被动式机械真空截止阀在使用中存在如下缺点：1)维护保养的工作量很大。每当真空截止阀工作一定时间(一般为1～2天)后，必须拆下进行清理、上润滑油等以保证工作的可靠性。2)必须执行严格的工作规程，特别是在热模、调试阶段更需注意，因为此时金属液的流动惯性冲击力不足，截止阀阀芯难以及时关闭，可能造成真空截止阀通道堵塞，不仅增加后期维护成本，而且严重影响了工作效率。3)阀芯加工精度高，不耐磨损，易于失效，增大使用成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，不易磨损的真空截止阀，本发明还提供了该真空截止阀的液压驱动装置，该装置具有驱动力大，响应速度快的特点；本发明还提供了由它们二者构成的抽真空装置，可用于高真空压力铸造。
本发明提供的一种高真空截止阀，其特征在于，它包括阀体和阀芯，阀芯有前端凸出的肩部和塞杆，在阀体中心轴线处开有中心通孔，中心通孔分为前部与后部二部分，阀体前面开有与中心通孔前部连通的排气口，阀体顶部开有与中心通孔前部连通的抽气口，中心通孔前部的孔径大于阀芯塞杆的直径，间隙部分为抽气通路；中心通孔后部的孔径与阀芯塞杆紧密配合。
本发明提供的液压驱动装置，其特征在于，该装置包括液压缸，三位四通电磁阀，蓄能器，两位两通电磁阀，单向阀，以及液压控制系统；
单向阀的进油口用于与外设液压站的液压油口相连，出油口与三位四通电磁阀的进油口P端相连，三位四通电磁阀的出油口T端用于与外设液压站相连，三位四通电磁阀的工作油口A和B端分别与液压缸前端A工作油口和后端B工作油口相连，两位两通电磁阀)的进油口P端与单向阀的出油口相连，出油口T端与储能器相连，液压控制系统分别与三位四通电磁阀和两位两通电磁阀电连接。
本发明提供的抽真空装置，其特征在于，它包括所述的高真空截止阀和所述的液压驱动装置，其中，阀芯和液压缸的活塞用连接块连接。
本发明采用以上技术方案能达到的有益效果是：高真空截止阀采用单阀芯式，结构简单，拆卸方便，并且不易磨损，大大减少了后期的维护工作量，降低了使用成本；采用液压驱动，驱动力大，提高了阀芯动作的可靠性；采用液压高速驱动回路，解决了液压传动响应速度慢的问题，提高了真空截止阀的响应速度，实现了快速关闭，有效防止金属液进入阀体内部而阻塞。
附图说明
图1为本发明提供的高真空截止阀的结构示意图；
图2为本发明提供的液压驱动装置的结构示意图；
图3为高真空截止阀及其液压驱动装置的原理图；
附图标记说明：1阀体，2排气口，3阀芯，4抽气口，5连接块，6液压缸，7三位四通电磁阀，8蓄能器，9两位两通电磁阀，10单向阀，11液压控制系统
具体实施方式：
为解决被动式机械真空截止阀的上述问题，本发明提出了这种单活塞液压驱动式真空截止阀及其驱动装置。其工作原理是采用液压驱动方式，根据压铸机的动作信号对真空截止阀实现智能控制，不仅可以满足模具型腔高真空度的要求，并且可以有效地防止真空截止阀的堵塞，大大降低维护工作量及后期维护成本，提高可靠性及生产效率。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明提供的高真空截止阀包括阀体1和阀芯3，阀芯3有前端凸出的肩部和塞杆，在阀体1中心轴线处开有中心通孔，中心通孔分为前部与后部二部分，阀体1前面开有与中心通孔前部连通的排气口4，用于与模具型腔相连，阀体1顶部开有与中心通孔前部连通的抽气口2，用于与真空泵相连。中心通孔前部的孔径大于阀芯1塞杆的直径，间隙部分为抽气通路；中心通孔后部的孔径与阀芯1塞杆紧密配合，用于实现阀体1中心通孔与外部环境的密封。阀芯3塞杆贯穿中心通孔，阀芯3塞杆与中心通孔同轴，阀芯3可以在阀体1内部前后往复运动；阀芯3前端肩部和排气口4可以实现紧密贴合和脱离，用来控制真空气路的关闭和导通。
如图2所示，液压驱动装置包括液压缸6，三位四通电磁阀7，蓄能器8，两位两通电磁阀9，单向阀10，液压控制系统11。
单向阀10的进油口与与外设液压站的液压油口相连，出油口与三位四通电磁阀7的进油口P端相连，三位四通电磁阀7的出油口T端与外设液压站相连，三位四通电磁阀7的工作油口A和B端分别与液压缸6前端A工作油口和后端B工作油口相连，单向阀10与三位四通电磁阀7和液压缸6组成液压驱动装置的主油路，三位四通电磁阀7用于控制液压缸6的动作方向，从而实现活塞的前后往复运动，来控制真空截止阀的关闭与导通。
两位两通电磁阀9的进油口P端与单向阀10的出油口相连，出油口T端与储能器8相连，两位两通电磁阀9和储能器8组成液压驱动装置的旁油路。两位两通电磁阀9打开时，蓄能器8中的高压油快速流经三位四通电磁阀进入液压缸6，实现阀芯3的快速响应。单向阀10用于当储能器8工作时，防止液压油回流。液压控制系统11分别与三位四通电磁阀7和两位两通电磁阀9电连接，它用于接受压铸机信号，并根据相应的信号驱动三位四通电磁阀7和两位两通电磁阀9动作。
如图3所示，本发明提供的抽真空装置包括所述高真空截止阀和液压驱动装置，其中，阀芯3和液压缸6的活塞用连接块5连接。
该抽真空装置的具体过程为：1)液压控制系统11接收压铸机发送的开模信号，驱动三位四通电磁阀7打开，液压油经单向阀10流经三位四通电磁阀7流入液压缸6的后端B，活塞前行，推动阀芯3向前运动，真空截止阀阀芯3打开。2)液压控制系统11接收到压铸机开模到位的信号，三位四通电磁阀7断电，真空截止阀阀芯3保持不动，同时两位两通电磁阀9得电打开，来自液压站的液压油经单向阀10流经两位两通电磁阀9进入蓄能器8，完成蓄能器的充液。3)液压控制系统11接收到压铸机的合模信号，驱动三位四通电磁阀7打开，液压油经单向阀10和三位四通电磁阀7流入液压缸的前端A，驱动活塞向后运动，拉动阀芯3向后运动，阀芯3前端肩部与阀体1紧密贴合，真空截止阀关闭。4)液压控制系统11接收到抽真空启动信号，驱动三位四通电磁阀7打开，液压油由单向阀10进入三位四通电磁阀7，流入液压缸的后端B，推动活塞向前运动，真空截止阀打开，抽真空开始。5)液压控制系统11接收到抽真空结束信号时，驱动两位两通电磁阀9打开，同时三位四通电磁阀7换向，蓄能器8中的高液压油快速流入液压缸6的前端A，推动活塞迅速向后运动，真空截止阀阀芯3迅速与阀体1紧密贴合，抽真空截止，同时防止金属液进入真空截止阀阀体内部造成堵塞。6)重复上一步骤1)，进入下一个压铸循环。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (1)

1.一种抽真空装置，包括液压驱动装置，液压驱动装置包括液压缸(6)，三位四通电磁阀(7)，以及液压控制系统(11)，三位四通电磁阀(7)的出油口T端用于与外设液压站相连，三位四通电磁阀(7)的工作油口A和B端分别与液压缸(6)前端A工作油口和后端B工作油口相连，其特征在于，所述抽真空装置还包括高真空截止阀；
所述液压驱动装置还包括蓄能器(8)，两位两通电磁阀(9)，单向阀(10)；
单向阀(10)的进油口用于与外设液压站的液压油口相连，出油口与三位四通电磁阀(7)的进油口P端相连，两位两通电磁阀(9)的进油口P端与单向阀(10)的出油口相连，出油口T端与储能器(8)相连，液压控制系统(11)分别与三位四通电磁阀(7)和两位两通电磁阀(9)电连接；
所述高真空截止阀包括阀体(1)和阀芯(3)，阀芯(3)有前端凸出的肩部和塞杆，在阀体(1)中心轴线处开有中心通孔，中心通孔分为前部与后部二部分，阀体(1)前面开有与中心通孔前部连通的排气口(4)，阀体(1)顶部开有与中心通孔前部连通的抽气口(2)，中心通孔前部的孔径大于阀芯(1)塞杆的直径，间隙部分为抽气通路；中心通孔后部的孔径与阀芯(1)塞杆紧密配合；
其中，阀芯(3)和液压缸(6)的活塞用连接块(5)连接。
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