CN107165880A - 一种超高压大流量电液换向阀 - Google Patents

Abstract

一种超高压大流量电液换向阀，主要包括电磁换向阀、双单向节流阀、内六角圆柱头螺钉A、阀体、密封六角螺塞、O型圈A、O型圈B、挡圈、柱塞套、活塞用密封A、柱塞等。本发明能避免电液换向阀换向时柱塞套、右端盖对陶瓷芯产生的冲击损伤；陶瓷芯相对于传统的金属阀芯，可缓解电液换向阀长时间工作时油液对其节流口的磨损，并在超高压工况、油液温度变化时均可具备更小的形变量。限制组合阀芯的周向旋转，使其流量能够稳定可控。避免了超高压油液与先导电磁换向阀的控制油液的连通，使得阀体中大部分孔道无需考虑超高压强度问题，为该阀的产业化提供了便利并提高了该阀在超高压工况下工作的可靠性。

Description

一种超高压大流量电液换向阀

技术领域

本发明属于液压元件领域，是一种在超高压下工作的大流量电液换向阀。

背景技术

近年来，液压系统超高压化(一般70MPa及以上)已成为一种趋势。超高压液压系统与常压系统相比，在相同的工作条件下，具有质量轻、体积小、出力大等优点，多应用在轧机、压机和航空液压等领域。随着液压系统高速高压化的发展，组成液压系统的液压元件也逐渐高压化。由于超高压液压系统的优点，因此研究超高压液压元件变得尤为重要。

换向阀是超高压液压系统中最为常用的液压元件之一，特别是近年来工业设备对于超高压且大流量的液压系统的需求，使得超高压大流量的电液换向阀具有更为广阔的应用前景，因此研究一种超高压大流量的电液换向阀具有重要意义。公开的发明专利(CN102364179A)给出了一种电磁铁直驱的超高压(70MPa)换向阀结构，但由于电磁铁固有的最大输出力限制，难于克服大流量下其阀芯的稳/瞬态液动力，因此，其通流能力无法进一步提升；公开的实用新型专利(CN204200734U)给出了一种先导阀控制插装阀的超高压换向阀结构，虽具备了大通流能力，但由于其主阀为插装阀，仅能实现油路的通断功能(二位二通)，不具备三位四通功能，因此其在超高压系统中的应用受限等。并且，以上超高压换向阀结构中阀芯均采用了单部件金属阀芯，由于金属在超高压工况下以及油液温度大幅变化时的形变量较大，易影响阀芯与阀套固有的配合从而导致换向阀工作时的阀芯卡死现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种可缓解电液换向阀长时间工作时油液对其节流口的磨损、流量能够稳定可控、提高在超高压工况下工作可靠性的超高压大流量电液换向阀。

本发明主要包括有电磁换向阀、双单向节流阀、内六角圆柱头螺钉A、阀体、密封六角螺塞、O型圈A、O型圈B、挡圈、柱塞套、活塞用密封A、柱塞、活塞用密封B、左弹簧座、弹簧A、左端盖、内六角圆柱头螺钉B、弹簧垫圈A、紫铜垫片、陶瓷套、铁芯、陶瓷芯、内六角圆柱头螺钉C、弹簧B、右弹簧座、右端盖、内六角圆柱头螺钉D、弹簧垫圈B、圆柱销、O型圈C、O型圈D和销。

其中，电磁换向阀和双单向节流阀通过四个内六角圆柱头螺钉叠加安装在阀体上，陶瓷套与阀体为过盈配合。铁芯和陶瓷芯为过盈配合，即称为组合阀芯，组合阀芯与陶瓷套为间隙配合，销安装在右端盖来限制组合阀芯的周向旋转。

左端盖通过七个内六角圆柱头螺钉B安装到阀体左侧，左端盖与阀体的环形密封采用O型圈B和挡圈，与阀体连通的流道M采用O型圈A来密封，左端盖通过挤压紫铜垫片来固定陶瓷套的位置。密封六角螺塞通过螺纹连接在左端盖上。左弹簧座与左端盖为间隙配合，左弹簧座套有弹簧A，弹簧A另一端作用在柱塞上，柱塞与柱塞套为间隙配合，在左端盖中可以移动，柱塞与柱塞套之间密封通过活塞用密封B，柱塞套和左端盖之间密封通过活塞用密封A。

右端盖通过七个内六角圆柱头螺钉D安装到阀体右侧，右弹簧座与右端盖为间隙配合，弹簧座套有弹簧B，弹簧作用到组合阀芯上。

内六角圆柱头螺钉D和弹簧垫圈B共6组用来安装该换向阀，圆柱销用来定位该换向阀的安装位置，4个O型圈C、1个O型圈D用于密封。

流道A、流道B、流道C、流道D、流道E、流道F、流道G、流道H、流道I、流道J、流道K和流道L设在阀体上。左端盖上设有流道M、流道N和流道O。右端盖上设有流道P、流道Q和流道R。流道S和流道T设在右弹簧座上。柱塞套上设有流道U和流道V。

阀体上的流道A和电磁换向阀的a口相连，流道A连接流道E，流道E连接左端盖上的流道M，流道M和流道N相通，使电磁换向阀的油液能作用在柱塞和柱塞套左端面上。

阀体上的流道B和电磁换向阀的b口相连，流道B连接流道F，流道F连接右端盖上的流道P，流道P和流道Q相通，流道Q和流道R相通，流道R和右弹簧座上的流道S和流道T相通，使电磁换向阀的油液能作用在组合阀芯右端。

组合阀芯移动到右位时，柱塞随阀芯移动，柱塞套由于陶瓷套的凸肩阻挡，不能继续向右移动，从而在柱塞套和组合阀芯之间存在油液，当组合阀芯移动到左位时，柱塞套和组合阀芯之间的油液需要排出，油液依次通过柱塞套上的流道U和流道V、左端盖上的流道O、阀体上的流道U排出，流道U即为L口。

阀体上的流道C与电磁换向阀的p口相连，流道D与电磁换向阀的t口相连。阀体上的流道C和流道G相通，流道G和流道K相通，流道K即X口。流道D和流道H相通，流道H和流道L相通，流道L即Y口。

阀体中的两个低压区的连接，流道I贯穿阀体，把流道K两个低压区连接起来。

流道W即为该阀的P口，流道X即为该阀的T口，流道Y即为该阀的A口，流道Z即为该阀的B口。

本发明在使用时，电液换向阀由中位到左位的过程：作为先导阀的电磁换向阀左位工作，控制油液依次从主阀阀体的流道K、流道G、流道C，经过双单向节流阀的节流和电磁换向阀的换向作用，油液从主阀阀体上的流道B、流道F流到右端盖上，通过右端盖上的流道P、流道Q，然后通过右弹簧座上的流道S和流道T。油液作用在组合阀芯的右端面上。柱塞和柱塞套一侧压力为0，在右侧压力的作用下，阀芯向左运动。右侧油液依次通过流道N、流道M、流道E、流道A，经过双单向节流阀的节流和电磁换向阀的换向作用，油液再经过流道D、流道H和流道L排出。

电液换向阀由中位到右位的过程：作为先导阀的电磁换向阀1右位工作，控制油液依次从主阀阀体的流道K、流道G、流道C，经过双单向节流阀的节流和电磁换向阀的换向，油液从主阀阀体上的流道A、流道E流到左端盖上的流道M、流道N，作用在柱塞和柱塞套上。阀芯右侧油液压力为0，油液依次经过流道T、流道S、流道Q、流道P、流道F、流道B，通过双单向节流阀的节流和电磁换向阀的换向作用，油液依次通过流道D、流道H和流道L排出。

电液换向阀回中位的过程：作为先导阀的电磁换向阀1回中位，阀芯两端都有压力，在液压力的作用下，阀芯回到中位。电液换向阀由左位回中位的过程，阀芯两端都有压力，柱塞套和柱塞的面积大于右侧阀芯的面积，在液压力的作用下，阀芯向中位移动。在阀芯回中位后，由于陶瓷套的限位，柱塞套不能继续向右移动。电液换向阀由右位回中午的过程，阀芯两端都有压力，阀芯的右侧面积大于左侧柱塞的面积，在液压力的作用下，阀芯向中位移动。在阀芯回中位后，由于柱塞套和柱塞的面积和大于阀芯右端的面积，因此，阀芯稳定在中间位置。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、组合阀芯由铁芯和陶瓷芯热配而成，铁芯用于避免电液换向阀换向时柱塞套、右端盖对陶瓷芯产生的冲击损伤；陶瓷芯相对于传统的金属阀芯，可缓解电液换向阀长时间工作时油液对其节流口的磨损，并在超高压工况、油液温度变化时均可具备更小的形变量。

2、采用图3设计的结构，限制组合阀芯的周向旋转，使其流量能够稳定可控。

3、电液换向阀的流道设计过程中，选取了机加工工艺，该工艺相对于传统的铸造工艺使阀体强度更高；并避免了超高压油液与先导电磁换向阀的控制油液的连通，使得阀体中大部分孔道无需考虑超高压强度问题，为该阀的产业化提供了便利并提高了该阀在超高压工况下工作的可靠性。

附图说明

图1是本发明的三维装配图；

图2是本发明的剖面图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的流道图；

图5是本发明的流道图；

图6是本发明的阀体俯视图；

图7是本发明的俯视图的剖面图；

图8是本发明的阀体剖面图；

图9是本发明的阀体剖面图；

图10是本发明机能符号和对应流道图。

图2中：1-电磁换向阀、2-双单向节流阀、3-内六角圆柱头螺钉A、4-阀体、5-密封六角螺塞、6-O型圈A、7-O型圈B、8-挡圈、9-柱塞套、10-活塞用密封A、11-柱塞、12-活塞用密封B、13-左弹簧座、14-弹簧A、15-左端盖、16-内六角圆柱头螺钉B、17-弹簧垫圈A、18-紫铜垫片、19-陶瓷套、20-铁芯、21-陶瓷芯、22-内六角圆柱头螺钉C、23-弹簧B、24-右弹簧座、25-右端盖、26-内六角圆柱头螺钉D、27-弹簧垫圈B、28-圆柱销、29-O型圈C、30-O型圈D、31-销。

具体实施方式 在图1至图10所示的本发明的示意简图中，电磁换向阀1和双单向节流阀2通过四个内六角圆柱头螺钉3叠加安装在阀体4上，陶瓷套19与阀体4为过盈配合。铁芯20和陶瓷芯21为过盈配合，即称为组合阀芯，组合阀芯与陶瓷套19为间隙配合，销31安装在右端盖25来限制组合阀芯的周向旋转。

左端盖15通过七个内六角圆柱头螺钉B16安装到阀体4左侧，左端盖15与阀体4的环形密封采用O型圈B7和挡圈8，与阀体4连通的流道M15-1采用O型圈A6来密封，左端盖15通过挤压紫铜垫片18来固定陶瓷套19的位置。密封六角螺塞5通过螺纹连接在左端盖15上。左弹簧座13与左端盖15为间隙配合，左弹簧座13套有弹簧A14，弹簧A14另一端作用在柱塞11上，柱塞11与柱塞套9为间隙配合，在左端盖15中可以移动，柱塞11与柱塞套9之间密封通过活塞用密封B12，柱塞套9和左端盖15之间密封通过活塞用密封A10。

右端盖25通过七个内六角圆柱头螺钉D26安装到阀体4右侧，右弹簧座24与右端盖25为间隙配合，弹簧座24套有弹簧B23，弹簧23作用到组合阀芯上。

内六角圆柱头螺钉D26和弹簧垫圈B27共6组用来安装该换向阀，圆柱销28用来定位该换向阀的安装位置，4个O型圈C29、1个O型圈D30用于密封。

流道A4-1、流道B4-2、流道C4-3、流道D4-4、流道E4-5、流道F4-6、流道G4-7、流道H4-8、流道I4-9、流道J4-10、流道K4-11和流道L4-12设在阀体上。左端盖上设有流道M15-1、流道N15-2和流道O15-3。右端盖上设有流道P25-1、流道Q25-2和流道R25-3。流道S24-1和流道T24-2设在右弹簧座24上。柱塞套9上设有流道U9-1和流道V9-2。

阀体4上的流道A4-1和电磁换向阀的a口相连，流道A4-1连接流道E4-5，流道E4-5连接左端盖上的流道M15-1，流道M15-1和流道N15-2相通，使电磁换向阀1的油液能作用在柱塞11和柱塞套9左端面上。

阀体4上的流道B4-2和电磁换向阀的b口相连，流道B4-2连接流道F4-6，流道F4-6连接右端盖上的流道P25-1，流道P25-1和流道Q25-2相通，流道Q25-2和流道R25-3相通，流道R25-3和右弹簧座24上的流道S24-1和流道T24-2相通，使电磁换向阀1的油液能作用在组合阀芯右端。

组合阀芯移动到右位时，柱塞11随阀芯移动，柱塞套9由于陶瓷套19的凸肩阻挡，不能继续向右移动，从而在柱塞套9和组合阀芯之间存在油液，当组合阀芯移动到左位时，柱塞套9和组合阀芯之间的油液需要排出，油液依次通过柱塞套9上的流道U9-1和流道V9-2、左端盖上的流道O15-3、阀体4上的流道U4-17排出，流道U4-17即为L口。

阀体4上的流道C4-3与电磁换向阀1的p口相连，流道D4-4与电磁换向阀1的t口相连。阀体4上的流道C4-3和流道G4-7相通，流道G4-7和流道K4-11相通，流道K4-11即X口。流道D4-4和流道H4-8相通，流道H4-8和流道L4-12相通，流道L4-12即Y口。

阀体4中的两个低压区的连接，流道I4-9贯穿阀体4，把流道K4-10两个低压区连接起来。

流道W4-13即为该阀的P口，流道X4-14即为该阀的T口，流道Y4-15即为该阀的A口，流道Z4-16即为该阀的B口。

Claims (1)

1.一种超高压大流量电液换向阀，主要包括电磁换向阀、双单向节流阀、内六角圆柱头螺钉A、阀体、密封六角螺塞、O型圈A、O型圈B、挡圈、柱塞套、活塞用密封A、柱塞、活塞用密封B、左弹簧座、弹簧A、左端盖、内六角圆柱头螺钉B、弹簧垫圈A、紫铜垫片、陶瓷套、铁芯、陶瓷芯、内六角圆柱头螺钉C、弹簧B、右弹簧座、右端盖、内六角圆柱头螺钉D、弹簧垫圈B、圆柱销、O型圈C、O型圈D和销，其特征在于：电磁换向阀和双单向节流阀通过四个内六角圆柱头螺钉叠加安装在阀体上，陶瓷套与阀体为过盈配合，铁芯和陶瓷芯为过盈配合，即称为组合阀芯，组合阀芯与陶瓷套为间隙配合，销安装在右端盖来限制组合阀芯的周向旋转，左端盖通过七个内六角圆柱头螺钉B安装到阀体左侧，左端盖与阀体的环形密封采用O型圈B和挡圈，与阀体连通的流道采用O型圈A来密封，左端盖通过挤压紫铜垫片来固定陶瓷套的位置，密封六角螺塞通过螺纹连接在左端盖上，左弹簧座与左端盖为间隙配合，左弹簧座套有弹簧A，弹簧A另一端作用在柱塞上，柱塞与柱塞套为间隙配合，在左端盖中可以移动，柱塞与柱塞套之间密封通过活塞用密封B，柱塞套和左端盖之间密封通过活塞用密封A，右端盖通过七个内六角圆柱头螺钉D安装到阀体右侧，右弹簧座与右端盖为间隙配合，弹簧座套有弹簧B，弹簧作用到组合阀芯上，内六角圆柱头螺钉D和弹簧垫圈B共6组用来安装该换向阀，圆柱销用来定位该换向阀的安装位置，4个O型圈C、1个O型圈D用于密封，流道A、流道B、流道C、流道D、流道E、流道F、流道G、流道H、流道I、流道J、流道K和流道L设在阀体上，左端盖上设有流道M、流道N和流道O，右端盖上设有流道P、流道Q和流道R，流道S和流道T设在右弹簧座上，柱塞套上设有流道U和流道V，阀体上的流道A和电磁换向阀的a口相连，流道A连接流道E，流道E连接左端盖上的流道M，流道M和流道N相通，使电磁换向阀的油液能作用在柱塞和柱塞套左端面上，阀体上的流道B和电磁换向阀的b口相连，流道B连接流道F，流道F连接右端盖上的流道P，流道P和流道Q相通，流道Q和流道R相通，流道R和右弹簧座上的流道S和流道T相通，使电磁换向阀的油液能作用在组合阀芯右端，组合阀芯移动到右位时，柱塞随阀芯移动，柱塞套由于陶瓷套19的凸肩阻挡，不能继续向右移动，从而在柱塞套和组合阀芯之间存在油液，当组合阀芯移动到左位时，柱塞套和组合阀芯之间的油液需要排出，油液依次通过柱塞套上的流道U和流道V、左端盖上的流道O、阀体上的流道U排出，流道U即为L口，阀体上的流道C与电磁换向阀的p口相连，流道D与电磁换向阀的t口相连，阀体上的流道C和流道G相通，流道G和流道K相通，流道K即X口，流道D和流道H相通，流道H和流道L相通，流道L即Y口，阀体中的两个低压区的连接，流道I贯穿阀体，把流道K两个低压区连接起来，流道W即为该阀的P口，流道X即为该阀的T口，流道Y即为该阀的A口，流道Z即为该阀的B口。