CN104344010A - 一种电磁流量换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁流量换向阀，涉及换向阀技术领域，解决了现有技术加工组装繁琐，流量小，合格率不高的问题。该换向阀包括主阀和与主阀导通的电磁先导阀，主阀由阀体、位于阀体内的阀芯部件和封闭阀体的后端盖构成，其中，阀芯部件包括阀杆、设在阀杆上的活塞、工形垫和固定在阀体内并套接在阀杆上的隔套，该隔套前端呈锥形，后端设有凹槽，凹槽内设有套接在阀杆末端的硫化件和固定在硫化件和后端盖之间的复位弹簧，在隔套的中部设有环形凹槽用于导通阀体上相应的气口。该换向阀通过气流推动活塞带动阀杆微动可切换不同的工作位置，从而改变各气口的连通状态实现换向功能，隔套为一体式结构，使产品加工装配更方便，流量更大，换向精度更高。

Description

一种电磁流量换向阀

技术领域

本发明涉及换向阀技术领域，具体涉及一种结构简单，组装方便，流量大，阀杆行程短，换向精度高的换向阀。

背景技术

电磁流量换向阀是一种比较常见的气动控制元件，它主要应用于上下、左右、前后等机械位移装置领域，应用范围极其广泛。其工作原理一般为利用具有多个环形凹槽的阀芯在阀体内移动来改变换向阀的工作位置，从而打开或者关闭对应的阀口，由此通过气液流向的变化、切换，从而实现换向操作功能。其中阀芯的动作主要依靠电磁阀阀杆打开先导阀的阀口，使阀芯部件左右压力产生变化而推动其移动。由于此类产品往往设有多个接口，而对应于每一个接口处的阀体部位须留有一定宽度的流道空间，所以为了加工制造的方便以及装配选型的灵活，人们在阀体和活动阀芯之间一般会增设隔套来解决这个难题。但是，一般的电磁阀的隔套大都采用组合式隔套，组合式隔套由多个隔套单元构成，在装配时既要使得隔套与阀腔内壁和阀芯的相接处紧密贴合，又要保证单个相邻隔套单元之间不漏气。如此一来，对阀芯部件和隔套的加工精度要求相应就变得更高，同时也不便于多个接口、多路气液同步换向的需求。另外，现有技术提供的电磁阀在切换不同的工作位置时大多阀杆行程大，相应的，用于密封阀芯部件和阀体之间间隙的隔套单元就必须设置多个，使得加工组装变得繁琐，各隔套单元与阀腔内壁和阀杆之间及各相邻隔套单元之间的气密性得不到保证，使得产品在生产加工过程中容易产生次品，产品合格率不高；同时，由于阀杆行程大，阀杆与隔套和密封件之间必然产生较长时间的摩擦，时间一长，易产生磨损，使得阀体内部气密性能下降，流量变小，从而造成换向精度偏低。

发明内容

为了解决上述技术存在的缺陷，提高换向阀的流量和换向精度，本发明提供一种结构简单，组装方便，阀杆行程短，流量大，换向精度高的换向阀。

本发明实现上述技术效果所采用的技术方案是：

一种电磁流量换向阀，包括主阀和与主阀连接的电磁先导阀；

所述电磁先导阀包括先导座、与先导座连接的阀套、缠绕在阀套上的线圈、设在阀套内的动铁芯和静铁芯，所述动铁芯设在阀套内靠近主阀的一端；

所述主阀包括阀体、位于主阀阀腔中的阀芯部件和用于封闭阀体的后端盖，所述阀芯部件包括阀杆和固定在阀杆前端上的活塞，所述阀体上设有接气口；

其中，所述阀芯部件还包括工形垫和隔套，所述隔套固定在阀腔中并套接在阀杆的后端上，所述工形垫固定在活塞与隔套之间的阀杆段上，并位于阀腔中两相邻接气口处。

进一步地，所述接气口包括设在阀体一侧的接气口A和接气口B，设在阀体另一侧的接气口S、接气口P和接气口R。

更进一步地，所述阀体上自接气口P的位置引出有一控制通道，所述控制通道贯穿先导座，所述先导座上设有腔室和控制端口，所述控制端口连通控制通道和腔室，所述动磁铁的前端容置在所述腔室中。

更进一步地，所述隔套的前端呈锥形，后端设有凹槽，所述凹槽中设有套接在阀杆上的硫化件和固定在硫化件与后端盖之间的复位弹簧，所述隔套的中部设有环形凹槽，所述环形凹槽与接气口A导通。

更进一步地，所述隔套的前端和中部与阀杆之间设有第一隔腔，所述隔套的后端与阀杆之间设有第二隔腔。

更进一步地，所述隔套上对应接气口A的位置设有气孔，所述气孔连通环形凹槽和第一隔腔。

更进一步地，所述隔套后端对应接气口R的位置设有气孔，所述气孔连通第二隔腔和接气口R。

更进一步地，所述硫化件的外圆周面与隔套后端凹槽的内壁之间设有间隙，所述硫化件的前端面与隔套内凹槽的端面贴合。

更进一步地，所述工形垫一端面与隔套前端的端面分离，该分离处成型为一环形通道，所述环形通道连通接气口P和接气口A。

更进一步地，所述阀腔在工形垫的另一端面自阀体上设有一延伸突出部，所述延伸突出部与工形垫的该端面紧密贴合。

更进一步地，所述隔套与阀腔和后端盖的结合处设有密封圈，所述先导座与阀体的结合处设有密封圈，所述阀套与先导座的结合处设有密封圈。

更进一步地，所述密封件为一种高耐磨材料制作，所述耐磨材料为聚氨酯弹性体、聚四氟乙烯、丁晴橡胶或硅橡胶中的一种或几种。

更进一步地，所述先导座上设有手动杆，所述手动杆嵌入先导座的部分设有环形槽，该环形槽上设有密封圈，所述手动杆的末端设有拨叉，所述拨叉与动铁芯靠近先导座的一端连接。

更进一步地，所述动铁芯两端均设有密封垫，在靠近先导座的一端与阀套之间还设有宝塔弹簧，所述宝塔弹簧采用钢琴丝制作。

本发明的有益效果为：该换向阀结构简单，内部隔套采用一体式加工组装，使产品在加工装配时更简单方便，一体式的设计，使得隔套与阀腔内壁和阀杆之间贴合更紧密，克服了现有技术中多个隔套单元给产品加工和组装带来的不便；阀杆上的工形垫在活塞的带动下可在微小的距离内切换换向阀的工作位置，避免了现有技术中阀杆在切换换向阀的工作位置时阀杆行程长，隔套和密封件易磨损的缺陷，延长了换向阀的使用寿命。实践证明，通过以上的技术手段，可大大提高换向阀的气密性能和流量，使得该换向阀的换向精度更高；同时，采用先进的加工工艺和材料，使得产品性能更优越，使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所述手动杆的结构示意图；

图中：1-阀体、2-后端盖、3-硫化件、4-隔套、5-阀杆、6-消声片、7-活塞、8-密封圈、9-钢珠、10-第一隔腔、11-第二隔腔、12-手动杆、13-卡簧、14-环形槽、15-拨叉、16-阀套、17-复位弹簧、18-密封垫、19-腔室、20-工形垫、21-螺母、22-宝塔弹簧、23-第一缓冲腔、24-动铁芯、25-静铁芯、26-六角螺母、27-线圈、28-环形凹槽、29-第二缓冲腔、30-环形通道、31-控制通道、32-延伸突出部、33-先导座。

具体实施方式

下面参照说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

参照图1和图2所示，本发明提供的一种电磁流量换向阀包括主阀和与主阀连接的电磁先导阀；

所述电磁先导阀包括先导座33、与先导座33连接的阀套16、缠绕在阀套16上的线圈27、设在阀套16内的动铁芯24和静铁芯25，动铁芯24两端分别设有密封垫18。阀套16一端嵌入先导座33内，另一端穿过线圈27与六角螺母26固定，在先导座33上与阀套16镶接的部位设有腔室19，在阀套16与先导座33嵌套连接的部位设有密封圈8，该密封圈8可加强阀套16与先导座33之间连接的紧密性，保证腔室19的气密性，防止气体泄漏。动铁芯24一端容置在该腔室19内，另一端与静铁芯25保持一段微小距离。在腔室19内，动铁芯24靠近先导座33的一端与阀套16之间设有宝塔弹簧22，宝塔弹簧22的塔顶部位固定在动铁芯24的端部凹槽中，宝塔弹簧22的塔底部位固定在阀套16上，该宝塔弹簧22采用钢琴丝制造，具有优异的抗形变能力，能承受反复的压缩形变，使用寿命长。

所述主阀包括阀体1、位于主阀阀腔中的阀芯部件和用于封闭阀体1末端的后端盖2，在阀体1的前端，先导座33一端嵌入在主阀阀腔中，在先导座33与主阀阀腔内壁的贴合处设有密封圈8，该密封圈8可防止主阀阀腔中的气体从先导座33与主阀阀腔内壁贴合处的间隙中泄露，保证了主阀阀腔内部的气密性。在先导座33对应主阀阀腔中心轴的内端面上设有第一缓冲腔23，在先导座33上还设有控制端口，该控制端口可连通位于先导座33两侧的腔室19和第一缓冲腔23。阀芯部件包括阀杆5和固定在阀杆5前端上的活塞7，在活塞7和主阀阀腔径向向内延伸出的挡块之间设有第二缓冲腔29，活塞7可在该第二缓冲腔29内沿阀体1的轴向作短距离的移动，在阀体1上对应第二缓冲腔29的部位还设有与第二缓冲腔29导通的排气口，该排气口上设有消声片6，在阀体1内部的废气从排气口6排出时该消声片6可起到消减噪音的作用，达到静音工作的效果。后端盖2通过卡簧13固定在阀体1上，可防止其在阀腔内部气压过大时飞出。

实施时，参照图1所示，在阀体1上设有接气口，接气口包括设在阀体1一侧的接气口A和接气口B，设在阀体1另一侧的接气口S、接气口P和接气口R。阀体1上自接气口P的位置引出有一控制通道31，该控制通道31贯穿先导座33并与先导座33上腔室19导通，在先导座33上，控制通道31的末端压入有钢珠9，压入的钢珠9可防止控制通道31发生泄漏。

其中，所述阀芯部件还包括工形垫20和隔套4，隔套4固定在主阀阀腔中并套接在阀杆5的后端上，工形垫20固定在活塞7与隔套4之间的阀杆段上，并位于主阀阀腔中两相邻接气口处。隔套4的前端呈锥形，后端设有凹槽，凹槽中设有套接在阀杆5上的硫化件3和固定在硫化件3与后端盖2之间的复位弹簧17，隔套4的中部设有环形凹槽28，该环形凹槽28与接气口A导通。隔套4的前端和中部与阀杆5之间设有第一隔腔10，隔套4的后端与阀杆5之间设有第二隔腔11。在隔套4上对应接气口A的位置设有气孔，该气孔可连通隔套4中部的环形凹槽和隔套4前端和中部与阀杆5之间的第一隔腔10。隔套4的后端对应接气口R的位置设有气孔，该气孔可连通隔套4后端与阀杆5之间的第二隔腔11和接气口R。

硫化件3的外圆周面与隔套4后端凹槽的内壁之间设有间隙，硫化件3的前端面与隔套4后端凹槽内的端面贴合。在阀杆5被活塞7带动向右移动时，固定在阀杆5上的硫化件3与隔套4后端凹槽内的端面分离，第一隔腔10中的气体可从该分离处进入到第二隔腔11中，然后通过隔套4上对应接气口R的位置上的气孔流入接气口R并排出。

工形垫20一端面与隔套4前端的端面分离，该分离处成型为一环形通道30，该环形通道30在常态下，即工形垫20一端面与隔套4前端端面分离时，可连通接气口P和接气口A。从接气口P进入主阀阀腔的气体可通过该环形通道30进入到隔套4前端和中部与阀杆5之间的第一隔腔10中，然后通过隔套4上对应接气口A的位置上的气孔进入隔套4中部的环形凹槽28中，并经该环形凹槽28进入到接气口A中排出。主阀阀腔在工形垫20的另一端面自阀体1上设有一延伸突出部32，该延伸突出部32与工形垫20的该端面紧密贴合，可将接气口P、接气口A和接气口R与接气口B和接气口S隔绝开来，构成该换向阀在常态下接气口P和接气口A导通，接气口B和接气口S关闭的初始状态工作位置。

为了达到更好的密封效果，隔套4与主阀阀腔和后端盖2的结合处设有密封圈8，先导座33与阀体1的结合处设有密封圈8，阀套16与先导座33的结合处设有密封圈8。在本发明中，密封圈8和密封垫18均为一种高耐磨材料制作，所述耐磨材料为聚氨酯弹性体、聚四氟乙烯、丁晴橡胶或硅橡胶中的一种或几种。

为了实现电磁先导阀在断电的情况下仍能使用，先导座33的侧壁上还设有手动杆12，手动杆12嵌入先导座33的部分设有环形槽14，该环形槽14上设有密封圈8，手动杆12的末端设有拨叉15，该拨叉15与动铁芯24靠近先导座33的一端连接，在断电情况下，动铁芯24无法开启控制端口时，转动手动杆12可带动拨叉15开启连接电磁先导阀内腔室19和主阀内第一缓冲腔23的控制端口，使得腔室19内的气体通过控制端口进入到第一缓冲腔23中。

常态下，电磁先导阀上的线圈27处于未通电状态，阀套16内的静铁芯25不产生电磁吸力，动铁芯24在宝塔弹簧22的作用下，其靠近先导座33的端部密封垫18与先导座33上的控制端口紧密贴合，将电磁先导阀内的腔室19和主阀内的第一缓冲腔23隔绝开来。此时，工形垫20的前端面与主阀阀腔上的延伸突出部32紧密贴合，将接气口P、接气口A和接气口R与接气口B和接气口S隔绝开来，工形垫20的后端面与隔套4的前端面为分离状态，该分离处成型为一环形通道30，将接气口P和第一隔腔10导通，并通过隔套4上对应接气口A的位置上的气孔与隔套4中部的环形凹槽28导通，进而与接气口A导通，从而形成接气口P到接气口A的通路。于是，从接气口P进入的气体流入接气口A，接气口B回气流向接气口S。

当电磁先导阀上的线圈27通电后，阀套16内的静铁芯25产生电磁吸力，将动铁芯24吸向静铁芯25，连接动铁芯24的宝塔弹簧22在电磁吸力的作用下发生弹性形变，动铁芯24上与先导座33上的控制端口贴合的一端与控制端口分离，电磁先导阀内的腔室19与主阀内的第一缓冲腔23导通。从接气口P进入的气体一部分进入接气口A，一部分则通过阀体1上的控制通道31进入到电磁先导阀内的腔室19中，然后通过控制端口进入到主阀内的第一缓冲腔23中，由于活塞7一端面与第一缓冲腔23相邻，因此，第一缓冲腔23内的气体推动活塞7在第二缓冲腔29中沿轴向作短距离的移动，活塞7将接气口S与接气口B之间的通路关闭。固定在阀杆5中段上的工形垫20和尾段上的硫化件3沿轴向作微小的移动，于是，工形垫20的前端面与主阀阀腔中的延伸突出部32呈分离状态，工形垫20的后端面与隔套4的前端面呈紧密贴合状态，硫化件3的前端面与隔套4上的凹槽的内端面呈分离状态，接气口P和接气口B之间构成通路，接气口A和接气口R之间构成通路。从接气口P进入的气体一部分通过阀体1上的控制通道31进入电磁先导阀内的腔室19和主阀内的第一缓冲腔23，使活塞7继续保持切换后的工作位置，从接气口P进入的另一部分气体则通过工形垫20的前端面和主阀阀腔中的延伸突出部32之间的分离处进入到接气口B，流经接气口A的回气则通过隔套4中部环形凹槽28上的气孔进入到第一隔腔10，然后通过隔套4上的凹槽内端面和硫化件3前端面之间的分离处进入到第二隔腔11，最后通过隔套4上对应接气口R的位置上的气孔进入到接气口R中排出。线圈27断电后，静铁芯25的电磁吸力消失，动铁芯24在宝塔弹簧22恢复形变时复位，靠近先导座33的一端与控制端口紧密贴合，封堵住电磁先导阀和主阀之间的连接通道。阀杆5末端的复位弹簧17恢复弹性形变，将阀杆5沿轴向推向左边，工形垫20和活塞7恢复到初始状态。

该换向阀结构简单，内部隔套4采用一体式加工组装，使产品在加工装配时更简单方便，一体式的设计，使得隔套4与阀腔内壁和阀杆5之间贴合更紧密，克服了现有技术中多个隔套单元给产品加工和组装带来的不便；阀杆5上的工形垫20在活塞7的带动下可在微小的距离内切换换向阀的工作位置，避免了现有技术中阀杆在切换换向阀的工作位置时阀杆行程长，隔套和密封件易磨损的缺陷，延长了换向阀的使用寿命。实践证明，通过以上的技术手段，可大大提高换向阀的气密性能和流量，使得该换向阀的换向精度更高；同时，阀芯部件，如宝塔弹簧22、复位弹簧17和密封圈8等采用先进的加工工艺和材料，使得产品性能更优越，使用寿命更长。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种电磁流量换向阀，包括主阀和与主阀连接的电磁先导阀；

所述电磁先导阀包括先导座、与先导座连接的阀套、缠绕在阀套上的线圈、设在阀套内的动铁芯和静铁芯，所述动铁芯设在阀套内靠近主阀的一端；

所述主阀包括阀体、位于主阀阀腔中的阀芯部件和用于封闭阀体的后端盖，所述阀芯部件包括阀杆和固定在阀杆前端上的活塞，所述阀体上设有接气口；

其特征在于，所述阀芯部件还包括工形垫和隔套，所述隔套固定在阀腔中并套接在阀杆的后端上，所述工形垫固定在活塞与隔套之间的阀杆段上，并位于阀腔中两相邻接气口处。

2.根据权利要求1所述的一种电磁流量换向阀，其特征在于，所述接气口包括设在阀体一侧的接气口A和接气口B，设在阀体另一侧的接气口S、接气口P和接气口R。

3.根据权利要求1所述的一种电磁流量换向阀，其特征在于，所述阀体上自接气口P的位置引出有一控制通道，所述控制通道贯穿先导座，所述先导座上设有腔室和控制端口，所述控制端口连通控制通道和腔室，所述动磁铁的前端容置在所述腔室中。

4.根据权利要求1所述的一种电磁流量换向阀，其特征在于，所述隔套的前端呈锥形，后端设有凹槽，所述凹槽中设有套接在阀杆上的硫化件和固定在硫化件与后端盖之间的复位弹簧，所述隔套的中部设有环形凹槽，所述环形凹槽与接气口A导通。

5.根据权利要求1或4所述的一种电磁流量换向阀，其特征在于，所述隔套的前端和中部与阀杆之间设有第一隔腔，所述隔套的后端与阀杆之间设有第二隔腔。

6.根据权利要求5所述的一种电磁流量换向阀，其特征在于，所述隔套上对应接气口A的位置设有气孔，所述气孔连通环形凹槽和第一隔腔。

7.根据权利要求1或4所述的一种电磁流量换向阀，其特征在于，所述隔套后端对应接气口R的位置设有气孔，所述气孔连通第二隔腔和接气口R。

8.根据权利要求4所述的一种电磁流量换向阀，其特征在于，所述硫化件的外圆周面与隔套后端凹槽的内壁之间设有间隙，所述硫化件的前端面与隔套内凹槽的端面贴合。

9.根据权利要求1所述的一种电磁流量换向阀，其特征在于，所述工形垫一端面与隔套前端的端面分离，该分离处成型为一环形通道，所述环形通道连通接气口P和接气口A。

10.根据权利要求1所述的一种电磁流量换向阀，其特征在于，所述阀腔在工形垫的另一端面自阀体上设有一延伸突出部，所述延伸突出部与工形垫的该端面紧密贴合。