CN105626909B - 一种三位五通高压气动电磁阀 - Google Patents

一种三位五通高压气动电磁阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三位五通高压气动电磁阀，电磁阀连接气缸的左腔和右腔，包括气缸左腔推动机构、气缸右腔推动机构和阀体，气缸左腔推动机构和气缸右腔推动机构均与阀体连接；气缸左腔推动机构包括气缸左腔推杆，气缸右腔推动机构包括气缸右腔推杆，阀体包括多个阀体块；通过控制气缸左腔推动机构和气缸右腔推动机构的运动，控制气缸左腔推杆和气缸右腔推杆推动多个阀体块的运动，实现气缸的左腔和右腔的充放气。本发明设置四个电磁铁，并且能够独立控制四个电磁铁启闭，实现三位五通电磁阀的功能，且换向时间较快，可达到10ms以内；阀体采用多个阀体块串联形成，能实现中位截止功能。

Description

一种三位五通高压气动电磁阀
技术领域
本发明属于气动控制领域，涉及一种三位五通高压气动电磁阀。
背景技术
目前国内外现有气动三位五通换向电磁阀基本都是低压(小于1MPa)的滑阀式换向阀，所知的高压气动换向阀仅有两位三通及两位五通高压换向电磁阀。现有气动三位五通换向电磁阀使用压力低，一般小于1MPa，而对于一些特殊领域，高压气源的使用范围比较广泛，而国内能够适用的高压换向电磁阀皆为两位三通或者两位五通，均不具备中位截止功能，且响应时间慢(>100ms)，无法满足快速换向的要求。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题或缺陷，本发明的目的在于，提供一种三位五通高压气动电磁阀。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种三位五通高压气动电磁阀，电磁阀连接气缸的左腔和右腔，包括气缸左腔推动机构、气缸右腔推动机构和阀体，气缸左腔推动机构和气缸右腔推动机构均与阀体连接；气缸左腔推动机构包括气缸左腔推杆，气缸右腔推动机构包括气缸右腔推杆，阀体内设置有多个阀；通过控制气缸左腔推动机构和气缸右腔推动机构的运动，控制气缸左腔推杆和气缸右腔推杆推动多个阀的运动，实现气缸的左腔和右腔的充放气。
具体地，所述阀体包括串联在一起的第一阀体块、第二阀体块、气缸左腔连接块、第三阀体块、气缸右腔连接块、第四阀体块和第五阀体块，其中，第一阀体块上设置有阀A,第一阀体块连接所述的气缸左腔推杆，第二阀体块和气缸左腔连接块之间上设置有阀B，阀A和阀B通过第一阀杆连接，气缸左腔连接块和第三阀体块之间设置有阀C，阀C上设置有第二阀杆，第三阀体块和气缸右腔连接块之间设置有阀D，阀D上设置有第三阀杆，气缸右腔连接块和第四阀体块之间设置有阀E，第五阀体块上设置有阀F，阀E和阀F之间通过第四阀杆连接，第四阀杆连接所述的气缸右腔推杆；气缸左腔连接块上设置有气缸左腔连接管，气缸左腔连接管连接气缸左腔，气缸右腔连接块上设置有气缸右腔连接管，气缸右腔连接管连接气缸右腔；第三阀体块上还设置有进口管接头。
具体地，所述气缸左腔推动机构包括第一电磁铁和第二电磁铁，第一电磁铁包括第一衔铁和第一固定块，第一衔铁和第一固定块之间留有间隙d1,第二电磁铁包括第二衔铁和第二固定块，第二衔铁和第二固定块之间留有间隙d2,所述气缸左腔推杆端部依次穿过第一衔铁、第一固定块、第二衔铁和第二固定块，连接所述的阀A；
所述气缸右腔推动机构包括第三电磁铁和第四电磁铁，第三电磁铁包括第三衔铁和第三固定块，第三衔铁和第三固定块之间留有间隙d4,第四电磁铁包括第四衔铁和第四固定块，第四衔铁和第四固定块之间留有间隙d3,所述气缸右腔推杆端部依次穿过第四衔铁、第四固定块、第三衔铁和第三固定块，连接所述的阀F；间隙d1为间隙d2的两倍，间隙d3为间隙d4的两倍，间隙d1等于d3。
具体地，所述气缸左腔推杆包括第一充气推杆和第一放气推杆，第一放气推杆活动设置在所述第二固定块内部，其两端分别连接所述的第二衔铁和阀A；第一充气推杆包括第一固定杆和第一活动杆，第一固定杆固设在所述第一衔铁内部，第一活动杆依次穿过第一固定块、第二衔铁和第一放气推杆，第一活动杆的两端分别连接第一固定杆和阀A；第一活动杆活动设置在第一固定块、第二衔铁和第一放气推杆内；
所述气缸右腔推杆包括第二充气推杆和第二放气推杆，第二放气推杆活动设置在第三固定块内部，其两端分别连接所述的第三衔铁和阀F；第二充气推杆包括第二固定杆和第二活动杆，第二固定杆固设在所述第四衔铁内部，第二活动杆依次穿过第四固定块、第三衔铁和第二放气推杆；第二活动杆的两端分别连接第二固定杆和阀F,第二活动杆活动设置在第四固定块、第三衔铁和第二放气推杆内。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明设置四个电磁铁，并且能够独立控制四个电磁铁启闭，实现三位五通电磁阀的功能，且换向时间较快，可达到10ms以内；阀体采用多个阀体块串联形成，能实现中位截止功能。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是阀体结构示意图；
图3是各个阀体块连接示意图；
图4是气缸左腔推动机构结构示意图；
图5是气缸右腔推动机构结构示意图；
图中标号代表：1—连接螺钉，2—气缸左腔推动机构，201—第一电磁铁，20101—第一衔铁，20102—第一固定块，202—第二电磁铁，20201—第二衔铁，20202—第二固定块；
3—气缸右腔推动机构，301—第三电磁铁，30101—第三衔铁，30102—第三固定块，302—第四电磁铁，30201—第四衔铁，30202—第四固定块；
4—阀体，401—第一阀体块，402—第二阀体块，403—第三阀体块，404—第四阀体块，405—第五阀体块，406—气缸左腔连接块，407—气缸右腔连接块，408—第一阀杆，409—第二阀杆，410—第三阀杆，411—第四阀杆，412—气缸左腔连接管，413—气缸右腔连接管，414—进口管接头，415—预压弹簧，416—封堵块；
5—气缸左腔推杆，501—第一充气推杆，50101—第一固定杆，50102—第一活动杆，502—第一放气推杆；
6—气缸右腔推杆，601—第二充气推杆，60101—第二固定杆，60102—第二活动杆，602—第二放气推杆。
下面结合附图和具体实施方式对本发明的方案做进一步详细地解释和说明。
具体实施方式
遵从上述技术方案，参见图1，本发明的三位五通高压气动电磁阀，电磁阀连接气缸的左腔和右腔，包括气缸左腔推动机构2、气缸右腔推动机构3和阀体4，气缸左腔推动机构2和气缸右腔推动机构3均与阀体4连接；气缸左腔推动机构2包括气缸左腔推杆5，气缸右腔推动机构3包括气缸右腔推杆6，阀体4包括多个阀；通过控制气缸左腔推动机构2和气缸右腔推动机构3的运动，控制气缸左腔推杆5和气缸右腔推杆6推动多个阀的运动，实现气缸左腔和右腔的充放气。
本发明的电磁阀使用压力可达到25MPa以上，实现中位截止功能；所述气缸左腔推动机构2和气缸右腔推动机构3能够独立控制，实现三位五通电磁阀的功能，且换向时间快，可达到10ms以内。
具体地，所述阀体4包括利用多个连接螺钉1串联在一起的第一阀体块401、第二阀体块402、气缸左腔连接块406、第三阀体块403、气缸右腔连接块407、第四阀体块404和第五阀体块405，其中，第一阀体块401上设置有阀A,第一阀体块401连接所述的气缸左腔推杆5，第二阀体块402和气缸左腔连接块406之间上设置有阀B，阀A和阀B通过第一阀杆408连接，气缸左腔连接块406和第三阀体块403之间设置有阀C，阀C上设置有第二阀杆409，第三阀体块403和气缸右腔连接块407之间设置有阀D，阀D上设置有第三阀杆410，气缸右腔连接块407和第四阀体块404之间设置有阀E，第五阀体块405上设置有阀F，阀E和阀F之间通过第四阀杆411连接，第四阀杆411连接所述的气缸右腔推杆6；气缸左腔连接块406上设置有气缸左腔连接管412，气缸左腔连接管412连接气缸左腔，气缸右腔连接块407上设置有气缸右腔连接管413，气缸右腔连接管413连接气缸右腔；第三阀体块403上还设置有进口管接头414。
所述进口管接头414用于连接气源，气源能够产生25MPa的气压；所述各个阀体块、气缸左腔连接块406和气缸右腔连接块406内均设置有空腔，空腔内安装所对应的阀，各个阀与空腔一侧内壁之间均设置有预压弹簧415，空腔内壁在设置预压弹簧415的对称侧设置有封堵块416，当阀与封堵块416接触时，阀处于关闭状态；当阀打开时，阀与封堵块416之间留有间隙d5。
本发明的阀体采用串联结构，在实现产品功能的前提下体积重量较小。初始状态下，当接通气源后，阀C和阀D在气压和预压弹簧415的弹力的共同作用下处于关闭状态，实现中位截止功能。
具体地，所述气缸左腔推动机构2包括第一电磁铁201和第二电磁铁202，第一电磁铁201包括第一衔铁20101和第一固定块20102，第一衔铁20101和第一固定块20102之间留有间隙d1,第二电磁铁202包括第二衔铁20201和第二固定块20202，第二衔铁20201和第二固定块20202之间留有间隙d2,所述气缸左腔推杆5端部依次穿过第一衔铁20101、第一固定块20102、第二衔铁20201和第二固定块20202，连接所述的阀A；
所述气缸右腔推动机构3包括第三电磁铁301和第四电磁铁302，第三电磁铁301包括第三衔铁30101和第三固定块30102，第三衔铁30101和第三固定块30102之间留有间隙d4,第四电磁铁302包括第四衔铁30201和第四固定块30202，第四衔铁30201和第四固定块30202之间留有间隙d3,所述气缸右腔推杆6端部依次穿过第四衔铁30201、第四固定块30202、第三衔铁30101和第三固定块30102，连接所述的阀F；间隙d1为间隙d2的两倍，间隙d3为间隙d4的两倍，间隙d1等于d3，且所述d5等于间隙d3。可选地，间隙d3为1mm，则间隙d4为0.5mm。
进一步地，所述气缸左腔推杆5包括第一充气推杆501和第一放气推杆502，第一放气推杆502活动设置在第二固定块20202内部，其两端分别连接所述的第二衔铁20201和阀A；当第二电磁铁202通电时，第二衔铁20201右移，由于第一放气推杆502活动设置在第二固定块20202内部，第二衔铁20201推动第一放气推杆502右移，由于第一放气推杆502连接阀A，第一放气推杆502右移能够推动阀A右移，从而关闭阀A。
第一充气推杆501包括第一固定杆50101和第一活动杆50102，第一固定杆50101固设在所述第一衔铁20101内部，第一活动杆50102依次穿过第一固定块20102、第二衔铁20201和第一放气推杆502，第一活动杆50102的两端分别连接第一固定杆50101和阀A；当第一电磁铁201通电后，由于第一固定杆50101固设在所述第一衔铁20101内部，第一衔铁20101右移能够推动第一固定杆50101右移，第一活动杆50102活动设置在第一固定块20102、第二衔铁20201和第一放气推杆502内，保证第一固定杆50101能够推动第一活动杆50102右移。
所述气缸右腔推杆6包括第二充气推杆601和第二放气推杆602，第二放气推杆602活动设置在第三固定块30102内部，其两端分别连接所述的第三衔铁30101和阀F；第二充气推杆601包括第二固定杆60101和第二活动杆60102，第二固定杆60101固设在所述第四衔铁30201内部，第二活动杆60102依次穿过第四固定块30202、第三衔铁30101和第二放气推杆602，第二活动杆60102的两端分别连接第二固定杆60101和阀F,第二活动杆60102活动设置在第四固定块30202、第三衔铁30101和第二放气推杆602内。
所述气缸1的活塞连接负载运动件，活塞在气缸1内运动带动负载运动件左移和右移。
本发明的电磁阀具体工作原理如下：
(一)负载运动件需要右移
第一电磁铁201通电，带动第一衔铁20101右移，同时带动第一固定杆50101推动第一活动杆50102右移，第一活动杆50102推动阀A右移，阀A关闭，阀A右移带动第一阀杆408推动阀B右移，阀B打开，阀B右移，推动阀C右移，阀C打开；则由进口管接头414进入到第三阀体块403内的气体依次经过阀C和阀B，由气缸左腔连接管412进入到气缸左腔内，当负载运动件右移至所需位置时，第一电磁铁201断电，第一衔铁20101回位，在预压弹簧415的作用下，阀C和阀B均关闭，阀A打开，此过程结束。
(二)负载运动件需要左移
第四电磁铁302通电，带动第四衔铁30201左移，同时带动第二固定杆60101推动第二活动杆60102左移，第二活动杆60102推动阀F左移，阀F关闭，阀F左移带动第四阀杆411推动阀E左移，阀E打开，阀E左移，推动阀D左移，阀D打开；则由进口管接头414进入到第三阀体块403内的气体依次经过阀D和阀E，由气缸右腔连接管413进入到气缸右腔内，当负载运动件左移至所需位置时，电磁铁D断电，第四衔铁30201回位，在预压弹簧415的作用下，阀D和阀E均关闭，阀F打开，此过程结束。
(三)若上述(一)或者(二)过程结束后，负载运动件位置偏左，需要向右微调
第一电磁铁201和第三电磁铁301均通电，由于第一电磁铁201通电，阀A关闭，阀B和阀C打开，气缸左腔充气(此过程同(一)过程)，由于第三电磁铁301通电，第三衔铁30101左移，推动第二放气推杆602左移，推动阀F左移，带动第四阀杆411左移，推动阀E左移，由于间隙d1为间隙d2的两倍，间隙d3为间隙d4的两倍，间隙d1等于d3，且所述d5等于间隙d3，所以阀F和阀E均左移0.5mm，且阀E并不会推动阀D，阀D处于关闭状态，气缸右腔气体经过气缸右腔连接管413，经过阀E和阀F,最终经由第二放气推杆602与第三固定块30102的间隙流出，负载运动件右移至所需位置。
(四)若上述(一)或者(二)过程结束后，负载运动件位置偏右，需要向左微调
此过程第四电磁铁302和第一电磁铁201同时通电，具体工作过程与(三)相同，不再赘述。

Claims (3)

1.一种三位五通高压气动电磁阀，电磁阀连接气缸的左腔和右腔，其特征在于，包括气缸左腔推动机构(2)、气缸右腔推动机构(3)和阀体(4)，气缸左腔推动机构(2)和气缸右腔推动机构(3)均与阀体(4)连接；气缸左腔推动机构(2)包括气缸左腔推杆(5)，气缸右腔推动机构(3)包括气缸右腔推杆(6)，阀体(4)内设置有多个阀；通过控制气缸左腔推动机构(2)和气缸右腔推动机构(3)的运动，控制气缸左腔推杆(5)和气缸右腔推杆(6)推动多个阀的运动，实现气缸的左腔和右腔的充放气；
所述阀体(4)包括串联在一起的第一阀体块(401)、第二阀体块(402)、气缸左腔连接块(406)、第三阀体块(403)、气缸右腔连接块(407)、第四阀体块(404)和第五阀体块(405)，其中，第一阀体块(401)上设置有阀A,第一阀体块(401)连接所述的气缸左腔推杆(5)，第二阀体块(402)和气缸左腔连接块(406)之间上设置有阀B，阀A和阀B通过第一阀杆(408)连接，气缸左腔连接块(406)和第三阀体块(403)之间设置有阀C，阀C上设置有第二阀杆(409)，第三阀体块(403)和气缸右腔连接块(407)之间设置有阀D，阀D上设置有第三阀杆(410)，气缸右腔连接块(407)和第四阀体块(404)之间设置有阀E，第五阀体块(405)上设置有阀F，阀E和阀F之间通过第四阀杆(411)连接，第四阀杆(411)连接所述的气缸右腔推杆(6)；气缸左腔连接块(406)上设置有气缸左腔连接管(412)，气缸左腔连接管(412)连接气缸左腔，气缸右腔连接块(407)上设置有气缸右腔连接管(413)，气缸右腔连接管(413)连接气缸右腔；第三阀体块(403)上还设置有进口管接头(414)。
2.如权利要求1所述的三位五通高压气动电磁阀，其特征在于，所述气缸左腔推动机构(2)包括第一电磁铁(201)和第二电磁铁(202)，第一电磁铁(201)包括第一衔铁(20101)和第一固定块(20102)，第一衔铁(20101)和第一固定块(20102)之间留有间隙d1,第二电磁铁(202)包括第二衔铁(20201)和第二固定块(20202)，第二衔铁(20201)和第二固定块(20202)之间留有间隙d2,所述气缸左腔推杆(5)端部依次穿过第一衔铁(20101)、第一固定块(20102)、第二衔铁(20201)和第二固定块(20202)，连接所述的阀A；
所述气缸右腔推动机构(3)包括第三电磁铁(301)和第四电磁铁(302)，第三电磁铁(301)包括第三衔铁(30101)和第三固定块(30102)，第三衔铁(30101)和第三固定块(30102)之间留有间隙d4,第四电磁铁(302)包括第四衔铁(30201)和第四固定块(30202)，第四衔铁(30201)和第四固定块(30202)之间留有间隙d3,所述气缸右腔推杆(6)端部依次穿过第四衔铁(30201)、第四固定块(30202)、第三衔铁(30101)和第三固定块(30102)，连接所述的阀F；间隙d1为间隙d2的两倍，间隙d3为间隙d4的两倍，间隙d1等于d3。
3.如权利要求2所述的三位五通高压气动电磁阀，其特征在于，所述气缸左腔推杆(5)包括第一充气推杆(501)和第一放气推杆(502)，第一放气推杆(502)活动设置在所述第二固定块(20202)内部，其两端分别连接所述的第二衔铁(20201)和阀A；第一充气推杆(501)包括第一固定杆(50101)和第一活动杆(50102)，第一固定杆(50101)固设在所述第一衔铁(20101)内部，第一活动杆(50102)依次穿过第一固定块(20102)、第二衔铁(20201)和第一放气推杆(502)，第一活动杆(50102)的两端分别连接第一固定杆(50101)和阀A；第一活动杆(50102)活动设置在第一固定块(20102)、第二衔铁(20201)和第一放气推杆(502)内；所述气缸右腔推杆(6)包括第二充气推杆(601)和第二放气推杆(602)，第二放气推杆(602)活动设置在第三固定块(30102)内部，其两端分别连接所述的第三衔铁(30101)和阀F；第二充气推杆(601)包括第二固定杆(60101)和第二活动杆(60102)，第二固定杆(60101)固设在所述第四衔铁(30201)内部，第二活动杆(60102)依次穿过第四固定块(30202)、第三衔铁(30101)和第二放气推杆(602)；第二活动杆(60102)的两端分别连接第二固定杆(60101)和阀F,第二活动杆(60102)活动设置在第四固定块(30202)、第三衔铁(30101)和第二放气推杆(602)内。
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