CN1072324C - 导阀控制式换向阀 - Google Patents

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Abstract

一种导阀控制式换向阀1，由主阀部分2、利用控制流体切换主阀部分2上的提升式放大用导阀4并利用控制流体切换上述放大用导阀4的电磁导阀3构成，由于放大用导阀4大于电磁导阀3、且其容量适应于主阀部分2，所以其结构能以利用耗电量少的小型电磁导阀使大容量的主阀部分进行切换运转。

Description

导阀控制式换向阀
本发明涉及导阀控制式换向阀，更详细地说是涉及能够用小型电磁导阀驱动大容量主阀的导阀控制式换向阀。
由具有多个通口并通过阀芯部件的滑动切换各通口之间连通状态的主阀部分和对该主阀部分的控制腔室供入或排出控制流体的电磁式导阀部分组成的导阀控制式换向阀，无须特别举例已为众所周知。
上述众所周知的导阀控制式换向阀，当主阀部分的容量较小时，利用耗电量少的小型电磁导阀即能以良好的响应特性驱动主阀部分。但如主阀部分的容量大或与之相应的供给用于驱动主阀部分的控制流体的控制腔室容量大时，若以小型电磁导阀驱动，则由于单位时间输出的控制流体供给量小，会使主阀部分的响应特性显著降低。
如果电磁导阀采用大容量的大型导阀，借以增大单位时间输出的控制流体供给量，这一问题可以得到解决，但是，如果制造多种不同容量等级的各种容量的导阀控制式换向阀以供应市场，针对这些各种等级的换向阀要配用与其容量相对应的多种等级的电磁导阀，就会形成电磁导阀的多品种小批量生产的状态，制造成本将极其昂贵。特别是在导阀控制式换向阀中，电磁导阀的价格要占较大比例，所以降低该电磁导阀的价格对降低总体价格是极为有效的。
本发明的技术课题是在各种容量的导阀控制式换向阀中使用耗电量少的通用小型电磁导阀，以使零部件通用化，并以可简单廉价提供的流体压力驱动提升式放大用导阀、借以阀弥补大容量导阀控制式换向阀中的电磁导阀能力的不足，从而可以廉价提供各种容量的导阀控制式换向阀。
为解决上述课题，本发明提供一种导阀控制式换向阀，该换向阀备有供流体流通的多个通口和切换各通口之间连通状态的阀芯部件的主阀部分及通过对该主阀部分的控制腔室供入或排出控制流体以切换上述阀芯部件的电磁式导阀部分，该换向阀的特征在于：上述导阀部分是由对上述主阀部分的控制腔室供入或排出控制流体的提升式放大用导阀以及利用控制流体切换上述放大用导阀的、由电磁线圈驱动的电磁导阀构成，上述放大用导阀的容量大于上述电磁导阀的容量，且其容量适应于主阀部分控制腔室的容积。
在本发明中，上述放大用导阀备有以手动操作向主阀部分的控制腔室供给控制流体用的手动操作部分。
按照本发明的一个具体构成形态，上述电磁导阀安装在主阀部分的上方，同时上述放大用导阀安装在主阀部分轴向一侧的端面上，并将上述手动操作部分安装在朝向该主阀部分的上方，电磁导阀和放大用导阀分别通过供给控制流体的分支流路直接连接在主阀部分上。
按照本发明的另一个具体构成形态，其结构是上述放大用导阀安装在主阀部分轴向一侧的端面上，并使上述手动操作部分安装在朝向该主阀部分的上方，同时上述电磁导阀安装在主阀部分面对该放大用导阀的另一侧的侧端面上，供给上述电磁导阀的控制流体则从主阀部分的供给口通过放大用导阀进行。
当电磁导阀的电磁线圈励磁时，由于从电磁导阀向流体压力驱动的放大用导阀供给控制流体，从而使该放大用导阀被驱动，转而向主阀部分的控制腔室供给控制流体，使主阀部分的阀芯部件因此移动，切换多个通口之间的连通状态。
如采用这种流体压力驱动的提升式放大用导阀，即可在各种容量的导阀控制式换向阀中使用耗电量少的通过小型电磁导阀，并以该简单价廉提供的提升式放大用导阀，借以弥补大容量导阀控制式换向阀中的电磁导阀能力的不足，从而可以廉价地提供各种容量的导阀控制式换向阀。
因此，电磁导阀就可以采用耗电量少的小型电磁阀，可以降低导阀控制式换向阀的总体价格。
如将电磁导阀安装在主阀部分的上方，同时将放大用导阀的手动操作部分朝向主阀部分的上方安装在主阀部分轴向一侧的端面上，将会使具有两个导阀部分的导阀控制式换向阀的设置空间减小，从而能够将其设置在狭小的场所，同时手动操作部分也易于操作。并且，由于可以通过供给控制流体的分支流路从供给口向电磁导阀和放大用导阀供给压力流体，其优点是：当更换、维修电磁导阀和放大用导阀时，能够分别单独进行拆装。
另外，如将放大用导阀的上述手动操作部分朝向主阀部分的上方安装在主阀部分轴向一侧的端面上，并将电磁导阀安装在主阀部分面对放大用导阀的另一侧的侧端面上，则可以通过放大用导阀对电磁导阀供入或排出压力流体，可以简化主阀部分的配管流路，同时，相对于主阀部分可将电磁导阀和放大用导阀在主阀部分上进行整体装卸，从而简化装配作业。
图1为表示本发明第1实施例的结构及在主阀部分的上半部和下半部表示出不同切换状态的纵断面图。
图2为表示放大用导阀的结构及在图的左半和右半表示出不同切换状态的纵断面图。
图3为用图例符号表示第1实施例结构时的结构图。
图4为表示本发明第2实施例的结构及在主阀部分的上半部和下半部、电磁导阀和放大用导阀的左半和右半表示出不同切换状态的主要部件纵断面图。
图1～图3示出了本发明的第1实施例，该导阀控制式换向阀1备有大容量的、换言之，即单位时间流量大的滑阀式主阀部分2和对该主阀部分2的控制腔室供入、排出控制流体的导阀部分。上述导阀部分由电磁线圈驱动的电磁导阀3和将其输出放大的流体压力驱动放大用导阀4构成，这两个阀设置在图中省略的歧管座上。
上述主阀部分2的阀体6在朝向歧管座的安装面上备有压缩空气的供给口P、输出口A、B及排出口EA、EB，同时在阀体6的中央部分开有与这些通口相通的阀孔7。在该阀孔7内插入可以滑动的滑阀式阀芯部件8，用于将输出口A、B切换连通于供给口P及排出口EA、EB，构成众所周知的换向阀。另外，在阀体6朝向歧管座的安装面上，除上述各通口外还开有外部控制口9和通气口10。
上述导阀控制式换向阀1和歧管座之间的联接，是将主阀部分2的阀体6设置在歧管座上，并将阀体6向下方开设的各通口分别与歧管座的对应通口连通。
在阀体6的轴向端部安装有第1活塞箱11和第2活塞箱12。在第1活塞箱11内使开口朝向阀芯部件8的一个端面，形成控制腔室14，在该控制腔室14内插入一个自由滑动的第1活塞15。在第2活塞箱12内使开口朝向阀芯部件8的另一个端面而形成截面积小于上述控制腔室14的复位压力腔室16，在该复位压力腔室16内插入直径小于第1活塞15的可滑动的第2活塞17。上述阀芯部件8配置成由这两个活塞推压滑动。
在上述阀芯部件8内开有一个将该阀芯部件与活塞15及活塞17之间的各通气腔室相互连通的轴向贯通孔8a。另外，由上述第2活塞17分隔形成的复位压力腔室16，通过流道16a与供给口P连通。
上述电磁导阀3是以容量小耗电量少的小型电磁线圈驱动的导阀部分构成的。在向市场提供的各种容量的导阀控制式换向阀中，该电磁导阀3的能力能以满足只用该电磁导阀就能对主阀部分以良好的响应特性进行驱动的那种容量小的主阀的要求。
上述电磁导阀3，如图3中的图例符号所示，备有第1控制供给口P1、第1控制输出口A1和第1控制排出口R1，通过电磁线圈3a的励磁和解除激励，将第1控制输出口A1切换连通于第1控制供给口P1和第1控制排出口R1，构成众所周知的3通阀。
而且，第1控制供给口P1通过阀体6内加工好的第1控制供给流道18与主阀部分2的供给口P连通，第1控制输出口A1通过在阀体6和第1活塞箱11上加工好的第1控制输出流道19与放大用导阀4的控制口PP(图2)连通，第1控制排出口R1通过图中省略的流道与第1活塞15和阀芯部件8之间的通气腔室连通，并且通过贯通孔8a和通气口10与外部连通。
电磁导阀3具有与阀体6的上方加工好的定位用的凸出部分6a嵌合用的凹入部分3b，通过定位用凸出部分6a与凹入部分3b的嵌合定位，并采用适当的设施将其安装在阀体6上方。
在图2中表示出详图的放大用导阀4，在其阀体4a上备有第2控制供给口P2、第2控制输出口A2、第2控制排出口R2和控制口PP，在上述第2控制供给口P2的两边还备有相互反向设置的阀座21a、22a。另外，在上述阀体4a的一端设置了开有控制口PP的控制腔室20，在该控制腔室20靠第2控制排出口R2一边，气密地嵌入一个自由滑动的控制活塞21，该控制活塞21与上述阀座21a相对设置，是一个提升式阀芯，起到开闭该阀座的作用。在连通第2控制供给口P2和第2控制输出口A2的阀腔中，还设有一个由上述控制活塞21推压滑动来开闭上述阀座22a的提升式控制阀芯部件22，受到复位弹簧23的作用，使其蓄有向关阀方向移动的势能。
为了减小对从阀座21a流向第2控制排出口R2的压力空气流的阻力，上述控制活塞21顺着其流向切去一部分。为了减小对从第2控制供给口P2流向第2控制输出口A2的压力空气流的阻力，上述控制阀芯部件22顺着其流向将与阀座22a的接触部分加工成圆锥面形状。
上述控制活塞21和控制阀芯部件22采用具有弹性同时又具有密封性的原材料加工制成。
封闭上述控制腔室20端部用的手动操作部件26，可以从外部克服复位弹簧27的势能用手动按压，并用安装在导阀部分阀体4a上的压盖28防止弹出。该手动操作部件26配置成能以使其成通过手动按压即可推压上述控制活塞21。因此，构成了用于切换放大用导阀4的手动操作部分。
上述放大用导阀4，在易于操作该手动操作部件26的朝上的状态下用安装螺钉29固定于第1活塞箱11的侧面、即主阀部分轴向一侧的端面。
当该放大用导阀4不向控制腔室20送入控制空气压力时，由于受到作用于控制阀芯部件22的复位弹簧23的作用力的作用，从而使控制阀芯部件22关闭阀座22a，同时该控制阀芯部件22推压控制活塞21而将阀座21a打开。而当来自电磁导阀3的控制空气压力通过控制口PP送入控制腔室20时，克服复位弹簧23的势能向下推压控制活塞21和控制阀芯部件22，从而使控制活塞21关闭阀座21a，同时使控制阀芯部件22从阀座22a上打开。所以放大用导阀4具有作为将第2控制输出口A2与第2控制供给口P2及第2控制排出口R2切换连通的、众所周知的空气压力驱动提升式3通阀的结构。
并且，由图1和图3可以看到，上述第2控制供给口P2通过与第1控制供给流道18连通的第2控制供给流道24连通于主阀部分2的供给口P，第2控制输出口A2通过第2控制输出流道25连通于主阀部分2的控制腔室14，第2控制排出口R2通过图中省略的流道与第1活塞15和阀芯部件8之间的通气室腔连通。
为了能在短时间内向大容量的主阀部分2的控制腔室14供入大量的控制空气，上述放大用导阀4具有与该控制腔室14相适应的容量，并利用由电磁导阀3供入、排出的控制空气驱动，可对上述主阀部分2的控制腔室14供入、排出被放大的控制空气，其供货价格也比电磁导阀3便宜。因此，与制造适应于主阀部分2容量的电磁导阀3相比，通过采用适应各种控制腔室14容量的放大用导阀4，能够廉价制造导阀控制式换向阀。
在阀体6上开设的上述外部控制口9通过外部控制流道30与第2控制供给流道24连通。因此，该导阀控制式换向阀1可按需要采用内部控制式或外部控制式。
这时，如采用从控制口P导入控制流体的内部控制式，则将外部控制口9用图中省略的球体等设施封闭，当采用从外部通过外部控制口9导入控制流体的外部控制式时，用图中省略的适当设施将主阀部分2的控制口P与第1控制供给流道18及流道16隔断。
在上述放大用导阀4的下方，装有向电磁导阀3的电磁线圈3a供电用的供电部件32。
该供电部件32具有从阀体6向外伸的馈电端子33，与该馈电端子33进行导电连接的导电材料34通过在第1活塞箱11和阀体6内加工好的通路(图中省略)与电磁导阀3的电磁线圈3a电气连接。如主阀部分2设置在岐管座上，则上述馈电端子33与设在岐管座上的供电端子电气连接。因此，如导阀控制式换向阀1设置在岐管座上，则电磁导阀3的电磁线圈3a将由设在岐管座上的馈电端子供电。
图1中的符号36为罩住电磁导阀3的罩盖，符号37为罩住供电部件32的罩盖，均用透明或半透明的原材料制成。
在上述第1实施例的导阀控制式换向阀中，当电磁导阀3的电磁线圈3a未被励磁时，不向放大用导阀4的控制腔室20送入压力空气，控制腔室14的控制气体从放大用导阀4的第2控制输出口A2通过第2控制排出口R2向外部排出。因此，主阀部件2的阀芯部件8在复位压力腔室16中的空气压力的作用下向图1的左方移动，使供给口P和输出口B、及输出口A和排出口EA连通(参照图1中阀芯部件的上半部)。
如通过供电部件32供电，使电磁导阀3的电磁线圈3a励磁，则图3的第1控制输出口A1与第1控制供给口P1连通，向放大用导阀4的控制腔室20输出压力空气，所以第2控制输出口A2与第2控制供给口P2连通，向主阀部分2的控制腔室14供入控制空气。因此，第1活塞15因受到控制腔室14和复位压力腔室16的受压面积差的作用而向右方移动，推压阀芯部件8，使供给口P和输出口A、及输出口B和排出口EB连通(参照图1中阀芯部件的下半部)。
如电磁线圈3a励磁解除，则电磁导阀3的第1控制输出口A1与第1控制排出口R1连通，使放大用导阀4的控制腔室20的空气向外部排出，所以控制阀芯部件22在复位弹簧23的势能的作用下复位，使第2控制输出口A2与第2控制排出口R2连通。因此，控制腔室14的控制空气向外部排出，从而使阀芯部件8在作用于第2活塞17的复位压力腔室16的空气压力下复位到原来状态。
由上述主阀部分2的阀芯部件8在各通口之间进行的连通切换，是利用提升式放大用导阀4向控制腔室14供给的与该控制腔室14的容积相适应的大量控制空气进行的。在这种情况下，特别是由于通过提升方式使该放大用导阀4能以尽可能大的供给流量，所以即使电磁导阀3采用耗电量少的小型电磁导阀，仍然能够使主阀部分2以良好的响应特性操作。因此，可以廉价地制成响应特性良好的导阀控制式换向阀。
另外，由于上述导阀控制式换向阀，可以从主阀部分2的上方一侧按动设在放大用导阀4上的手动操作部件26，所以如因停电、故障等事故而不能以电磁导阀3控制主阀部分2的动作时，可以通过按压手动操作部件26来驱动主阀部分2，而且其按压操作是很容易的。
图4表示出本发明第2实施例主要部件的结构，该导阀控制式换向阀41备有主阀部分42、电磁线圈驱动的电磁导阀43、流体压力驱动的放大用导阀44和用于向电磁导阀43的电磁线圈43a供电的供电部件45，这些部件依次安装在主阀部分42的阀芯部件8的轴向一端。
上述主阀部分42与第1实施例的主阀部分2相比，除电磁导阀43的安装结构和与该电磁导阀43的流道的连接结构以外，实际上具有相同的结构，因此，凡是相同的或相当的部分都标有相同的符号，并省略说明。
另外，电磁导阀43与第1实施例的电磁导阀3相同，以容量小耗电量少的小型电磁线圈驱动的导阀部分构成。该电磁导阀43与图3所示情况相同，备有第1控制供给口P1、第1控制输出口A1和第1控制排出口R1，通过电磁线圈43a的励磁和解除激励，交替开闭控制阀芯部件43b、43c，如控制阀芯部件43b打开，则使第1控制供给口P1通过图中省略的流道与第1控制输出口A1连通，如控制阀芯部件43c打开，则使第1控制输出口A1与第1控制排出口R1连通，构成众所周知的3通电磁阀。
上述放大用导阀44与第1实施例的放大用导阀4(图2)相同，具有能在短时间内向大容量的主阀部分42的控制腔室14供入大量控制空气的容量。
该放大用导阀44的阀体47备有在朝向主阀部分42第1活塞箱11的安装面上所开有的第2控制供给口P2、第2控制输出口A2、第2控制排出口R2、在与其相反的一面上开设的压缩空气供给口48、排出口49、控制口PP和轴向贯通的阀孔50，在该阀孔50内插入控制活塞51和控制阀芯部件52，可相互接合整体移动。
另外，在控制活塞51的外端一侧加工有控制腔室56，封闭该控制腔室56端部的手动操作部件58可从外部克服复位弹簧59的势能手动按压，在导阀部分阀体47内保持自由滑动。该手动操作部件58配置成通过将其手动按压即可推压上述控制活塞51。因此，构成了用于切换放大用导阀44的手动操作部分。
设在阀体47上的供给口48通过供给通道53和阀孔50内的控制阀芯部件52周围连通于第2控制供给口P2，上述排出口49通过排出通道54和阀孔50内的控制活塞51周围连通于第2控制排出口R2，而上述控制口PP则通过控制通道55与控制活塞51的外端一侧的控制腔室56连通。
在上述阀孔50内设在控制活塞51的阀座侧内表面上经过与阀体47整体加工做成外凸的导轨57，采用于对控制活塞51的滑动进行导向。
上述控制活塞51和控制阀芯部件52，与第1实施例的情况相同，采用具有弹性同时又具有密封性的原材料加工制成，通过对设在与第1实施例相同位置的阀座的接触与开离而开闭其流道。
该放大用导阀44的其他构成和作用，因与第1实施例的放大用导阀4的情况实际上是相同的，所以其详细的说明省略。
电磁导阀43安装在上述放大用导阀44的与主阀部分相反一侧的侧端面上，通过这种安装方式，使与第1控制供给口P1与供给口48、第1控制输出口A1与放大用导阀44的控制口PP以及第1控制排出口R1与排气口49分别连通。
另外，用于向电磁导阀43的电磁线圈43a供电的供电部件45是由插接于外部供电插座60的馈电端子61、从该馈电端子61通过必要的电子部件62向电磁线圈43a通电的导电材料构成的。在这些部件上设有一个罩盖63。
上述第2实施例的导阀控制式换向阀，由于是将放大用导阀44和电磁导阀43安装在主阀部分42的一侧端面，所以可降低导阀控制式换向阀41的高度。由于可以从放大用导阀44的的供给口48和排出口49对第1控制供给口P1和第1控制排出口R1供给或排出压缩空气，所以可使主阀部分的配管流道简化，同时可将电磁导阀43和放大用导阀44在主阀部分上整体卸装，从而简化了装配作业。
在这两个实施例中的主阀部分2、42为5通阀，但本发明的主阀部分并不限定5通阀，也可以采用4通阀或3通阀。另外，也可以在复位压力腔室16内压入设置一个复位弹簧利用弹簧的势能，或利用空气压力的作用力与复位弹簧的势能之和使阀芯部件8复位。
按照以上详述的本发明的导阀控制式换向阀，在各种容量的导阀控制式换向阀中使用耗电量少的通用小型电磁导阀，使用通用零部件，就可以提供廉价的流体压力驱动用的、简单的提升式放大用导阀，借以弥补大容量导阀控制式换向阀中电磁导阀能力的不足，从而可以廉价地提供各种容量的导阀控制式换向阀。虽然使用了电磁线圈驱动的小型导阀部分，但仍能以良好的响应特性操作大容量的主阀部分。
另外，如将电磁导阀安装在主阀部分的上方，同时将放大用导阀使其手动操作部分朝向主阀部分的上方安装在主阀部分轴向一侧的端面上，则会使具有两个导阀部分的导阀控制式换向阀的设置空间减小，从而能够将其设置在狭小的场所，同时手动操作部分也易于操作。并且，由于可以通过供给控制流体的分支流路从供给口直接向电磁导阀和放大用导阀供给压力流体，其优点是：当更换、维修电磁导阀和放大用导阀时，能够分别单独进行拆装。
将放大用导阀和电磁导阀顺序安装在主阀部分的轴向一侧的端面上，也可通过放大用导阀对电磁导阀供给、排出压力流体，在这种情况下，可简化主阀部分的配管流道，同时，可将电磁导阀和放大用导阀在主阀部分上进行整体拆装，从而简化装配作业。

Claims (1)

1．一种导阀控制式换向阀，备有具有多个流通流体的通口(P、A、B、EA、EB)，和切换通口之间的连通状态的阀芯部件(8)的主阀部分(2)，及通过对该主阀部分(2)的控制腔室(14)供入或排出控制流体以切换上述阀芯部件(8)的导阀部分，其特征在于，
上述导阀部分由对上述主阀部分(2)的控制腔室(14)供入或排出控制流体的提升式放大用导阀(4)和利用控制流体切换上述放大用导阀(4)的电磁线圈驱动的电磁导阀(3)来构成，
上述放大用导阀(4)的容量大于上述电磁导阀(3)的容量，且其容量适应于主阀部分(2)控制腔室(14)的容积，此外在此一放大用导阀(4)上设置以手动操作方式可向主阀部分(2)控制腔室(14)供给控制流体的手动操作构件(26)，
上述电磁导阀(3)安装在主阀部分(2)的上方，同时上述放大用导阀(4)，使手动操作构件(26)朝上地安装在位于主阀部分(2)的轴向一侧端面的活塞箱(11)上，把这些电磁导阀(3)和放大用导阀(4)经由从该供给通口(P)分支的先导供给流路(18、24)分别直接连接到主阀部分(2)的供给通口(P)。
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