CN110805737B - 控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制阀，能够解决现有技术中使用永磁体的阀门所存在的制造难度高的问题。控制阀包括：阀体、阀芯，阀芯上设置有第一永磁单元和第二永磁单元，两永磁单元朝向彼此的磁极极性相同；第一永磁单元和第二永磁单元均布置在阀芯的远离阀口的一侧，第二永磁单元布置在第一永磁单元靠近阀口的一侧，两永磁单元之间设有供两者相对活动的间隔，其中：第一永磁单元与阀芯沿阀芯活动方向导向配合，控制阀中设置有顶撑体，顶撑体处于第一永磁单元背向第二永磁单元一侧，用于顶撑第一永磁单元；第二永磁单元固定在阀芯上，随阀芯同步动作；或者，第二永磁单元在斥力作用下顶压在阀芯上，通过斥力带动阀芯动作。

Description

控制阀

技术领域

本发明涉及一种控制阀。

背景技术

现有技术中，液压系统中所使用的各种类型的阀门，其开启或关闭动力来自于设置在阀体中的弹簧，但是弹簧由于制造材质的原因，在长时间使用后会发生锈蚀、磨损等问题，导致弹簧力学性能不稳定，造成阀门的控制精度下降，甚至会造成系统故障及损伤。当弹簧出现问题时，操作人员需要更换弹簧，这样会给阀的维护使用带来不便。

为解决现有技术中因弹簧导致阀门精度下降的问题，技术人员提出了用永磁体之间的斥力来代替弹簧弹力的方案。例如申请公布号为CN108916404A，申请公布日为2018.11.30的专利申请文件公开的一种新型阀门，该阀门包括阀体，阀体内设有阀腔及与阀腔连通的进出口，阀腔内设有阀芯和阀杆，阀杆的自由端连接有永磁基座A，阀腔内设有与永磁基座A相斥的永磁体A，永磁基座A与永磁体A均与阀腔间隙配合，永磁基座A与永磁体A之间具有间隙。

该新型阀门中，永磁基座A与永磁体A之间的斥力使阀芯与阀腔相结合的密封面被斥力牢牢压在一起，达到了封堵进口的目的。但是该阀门中也存在一些缺陷：永磁基座A和永磁体A均与阀体间隙配合，生产阀体时，需要保证阀体具有较高的精度，并且由于阀体体积较大，本身的结构较为复杂，增加了制造难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制阀，能够解决现有技术中使用永磁体的阀门所存在的制造难度高的问题。

为实现上述目的，本发明中的控制阀采用如下技术方案：

控制阀，包括：

阀体，阀体内设置有阀口；

阀芯，导向设置在阀体内，用于封堵或打开阀口；

阀芯上设置有第一永磁单元和第二永磁单元，两永磁单元朝向彼此的磁极极性相同；第一永磁单元和第二永磁单元均布置在阀芯的远离阀口的一侧，第二永磁单元布置在第一永磁单元靠近阀口的一侧，两永磁单元之间设有供两者相对活动的间隔，其中：

第一永磁单元与阀芯沿阀芯活动方向导向配合，控制阀中设置有顶撑体，顶撑体处于第一永磁单元背向第二永磁单元一侧，用于顶撑第一永磁单元；

第二永磁单元固定在阀芯上，随阀芯同步动作；或者，第二永磁单元在斥力作用下顶压在阀芯上，通过斥力带动阀芯动作。

其有益效果在于：控制阀中的阀芯能够与第一永磁单元导向配合，利用与阀体导向配合的阀芯来作为载体，利用阀体与阀芯原来的导向结构，来保证第一永磁单元也能够与阀体导向配合，无需在阀体内加工复杂的导向结构，操作人员仅需要保证永磁单元与阀芯之间的配合关系即可，降低了阀体的加工要求。

进一步的，阀芯背向阀口一侧设有背向阀口延伸的套筒，第一永磁单元及第二永磁单元导向安装在所述套筒中。

其有益效果在于：在阀芯上加工套筒，利用套筒的内腔容纳第一永磁单元和第二永磁单元，利用套筒的同比来与第一永磁单元和第二永磁单元导向配合，在实现阀芯功能的同时结构简单，便于操作人员加工生产。

进一步的，第一永磁单元包括第一永磁体和第一承载座，第一承载座上设有安装槽，第一永磁体设置在安装槽中。

其有益效果在于：设置承载座来对支撑体进行支撑，操作人员在装配时只需要保证承载座与套筒的导向关系，就可以保证第一永磁体能够具有规律的运动轨迹，操作人员可以根据不同工况来对承载座的结构进行设计，比较灵活。

进一步的，第一承载座的外周面上设有导销，导销沿垂直于阀芯活动方向延伸；所述套筒的筒壁上设置有与导销导向配合的导槽，第一永磁单元通过导销与导槽实现与阀芯导向配合。

其有益效果在于：利用导销与导槽配合，来实现永磁单元与套筒的导向配合，结构简单，便于加工。

进一步的，导销的截面呈长圆形；导销的外周面包括布置在相对两侧的弧面和连接在两弧面之间的导向平面；所述导销通过所述导向平面与导槽的槽壁导向配合。

其有益效果在于：导销外周面中的弧形能够避免在运动时导销与导槽卡滞，导向平面能够保证导销与导槽面接触。

进一步的，第二永磁单元包括第二永磁体和第二承载座，第二承载座上设有安装槽，第二永磁体设置在安装槽中。

其有益效果在于：设置承载座来对支撑体进行支撑，操作人员在装配时只需要保证承载座与套筒的导向关系，就可以保证第一永磁体能够具有规律的运动轨迹，操作人员可以根据不同工况来对承载座的结构进行设计，比较灵活。

进一步的，第二承载座的外周面上设有导销，导销沿垂直于阀芯活动方向延伸；所述套筒的筒壁上设置有与导销导向配合的导槽，第二永磁单元通过导销与导槽实现与阀芯导向配合。

其有益效果在于：利用导销与导槽配配合，来实现永磁单元与套筒的导向配合，结构简单，便于加工。

进一步的，导销的截面呈长圆形；导销的外周面包括布置在相对两侧的弧面和连接在两弧面之间的导向平面；所述导销通过所述导向平面与导槽的槽壁导向配合。

其有益效果在于：导销外周面中的弧形能够避免在运动时导销与导槽卡滞，导向平面能够保证导销与导槽面接触。

进一步的，控制阀包括调整螺帽，调整螺帽与阀体螺纹连接，封堵用于安装阀芯的安装口，以形成控制阀的阀腔；所述顶撑体设置在调整螺帽朝向第一永磁单元的侧面上。

其有益效果在于：将顶撑体设置在调整螺帽上，调整螺帽通过螺纹与阀体位置可调，操作人员通过旋拧调整螺帽可以实现顶撑体相对于第一永磁单元位置的改变，便于通过顶撑第一永磁单元来调整第一永磁单元与第二永磁单元之间供两者相对活动的间隔，从而改变两永磁单元之间的斥力。

进一步的，所述顶撑体包括空心杆，第一永磁单元中设有朝向空心杆内腔并与空心杆顶撑配合的圆锥体，所述第一永磁单元通过圆锥体与空心杆顶撑配合。

其有益效果在于：设置空心杆来与圆锥体配合，通过圆锥体的外周面来实现空心杆配合，实现第一永磁单元的对中布置。

附图说明

图1为本发明中控制阀实施例1中控制阀的剖视图；

图2为本发明中控制阀实施例1中阀芯的结构示意图；

图3为本发明中控制阀实施例1中第一承载座的结构示意图；

图中：

10-阀体；101-进液通道；102-出液通道；103-阀口；

11-阀芯；111-导槽；112-容置腔；

12-第一永磁单元；121-第一承载座；122-第一永磁体；123-第一导销；124-圆锥体；125-安装槽；

13-第二永磁单元；131-第二承载座；132-第二永磁体；133-第二导销；

14-密封件；15-压环；

16-调整螺帽；161-空心杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明中阀门的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中控制阀的实施例1：本发明中的控制阀用于液压系统中，属于常闭型机械阀，阀门通过永磁体之间的斥力来驱动阀芯坐封在阀口上，使阀门保持常闭状态。当进口压力大于永磁体之间的斥力时，阀芯被顶推开，离开阀口，使流体由进口流向出口，通过永磁体的斥力来代替现有技术中常用的弹簧。

如图1所示，控制阀包括阀体10，以图中上下左右方向来表达控制阀中各组成部分的方位，阀体10中设置有阀腔，阀腔位于阀体10的靠上的部分中，阀腔朝向的开口为供操作人员安装阀芯11的安装口。阀体10上还设置有进液通道101和出液通道102，进液通道101沿阀体10的轴向布置，出液通道102沿阀体10的径向布置。其中，进液通道101与阀腔连通的位置形成控制阀的阀口103。

阀腔中导向装配有圆柱状的阀芯11，阀芯11在上下方向上具有靠上的套筒和靠下的芯体，即在阀芯中背向阀口一侧设有背向阀口延伸的套筒。套筒中容置腔112，阀芯11的芯体中设置有开口朝下的沉槽，因为阀口103设置在阀体10靠下的位置处，所以阀芯11上的沉槽正对阀口103。

阀芯11的径向尺寸小于阀腔的径向尺寸，阀腔的腔壁与阀芯11的外周面之间导向配合，使阀芯11在外力作用下整体在阀腔中上下移动。

如图2及图3所示，容置腔112中，布置有两个永磁体单元，分别为靠上布置的第一永磁单元12和靠下布置的第二永磁单元13，第一永磁单元12和第二永磁单元13均布置在阀芯11的远离阀口103的一侧，第二永磁单元13布置在第一永磁单元12靠近阀口103的一侧，两永磁单元之间设有供两者相对活动的间隔。两永磁体单元朝向彼此的磁极极性相同，以同极相斥的方式布置在容置腔112中。

第一永磁单元12包括第一永磁体122和第一承载座121。第一承载座121为圆盘式结构，第一承载座121的下端面设置有安装槽，第一永磁体122通过粘接的方式嵌设在安装槽中，第一永磁体122的下端面从第一承载座121的下端面伸出。第一承载座121的上端面设置有位于中心位置的圆锥体124，圆锥体124的顶尖朝向上方。在第一承载座121的外周面上，设置有沿阀芯11径向延伸布置的第一导销123，第一导销123的截面为长圆形，外周面由相对布置的两个弧面和连接在两弧面之间的导向平面组成。

第二永磁单元13包括第二永磁体132和第二承载座。第二承载座为圆盘式结构，第二承载座的上端面设置有安装槽，第二永磁体132通过粘接的方式嵌设在安装槽中，第二永磁体132的上端面从第二承载座的上端面伸出。在第二承载座的外周面上，设置有沿阀芯11径向延伸布置的第二导销133，第二导销133的截面为长圆形，外周面由相对布置的两个弧面和连接在两弧面之间的平面组成。

在套筒的外周面上，设置有沿从上到下的方向设置有导槽111，导槽111为劈槽即导槽111的上端与外界连通。第一承载座121上的第一导销123与第二承载座上的第二导销133能够与套筒上的导槽111导向配合，第一导销123和第二导销133的平面用于与槽壁导向配合。第一永磁单元12及第二永磁单元13都是可活动地布置在套筒中。两导销的外周面中，导向平面与导槽的槽壁形成面接触，导销外周面中的弧面能够避免导销在运动时卡滞。

阀芯11的朝下设置的沉槽中，布置有密封件14，密封件14的外周面上设置有贴合在沉槽槽底的外翻边，密封件14朝向阀口103的一面为与阀口103密封配合的密封面，在密封件14与沉槽槽壁之间的环空中，焊接有压环15，压环15将密封件14的外翻边压向沉槽的槽底，实现密封件14的固定。

阀体10的顶部位置，设置有调整螺帽16，调整螺帽16罩设在阀体10端部，对阀体10的安装口进行封堵。阀体10的外周面上设置有外螺纹，调整螺帽16上设置有内螺纹。调整螺帽16朝向第一永磁单元12的侧面上设置有作为顶撑体的空心杆161，而在第一承载座121朝向调整螺帽16的端面上设置有与空心杆161适配的圆锥体124，圆锥体124的顶尖在使用时插入到空心杆161的内腔中。操作人员可以通过旋拧调整螺帽16，调整螺帽16上的空心杆161向下顶推第一永磁单元12，来调整第一永磁单元12与第二永磁单元13之间的间隙，改变第一永磁单元12与第二永磁单元13之间的斥力，从而控制控制阀设定的进口压力。

在操作人员装配本发明中的控制阀时：

将第一永磁单元12、第二永磁单元13分别装配好，保证各永磁体与承载座的稳定连接。

将密封件14连接在阀芯11上。

随后可以先将阀芯11装入阀体10中，再将第一永磁单元12、第二永磁单元13装入阀芯11中，也可以先将第一永磁单元12、第二永磁单元13装入阀芯11中，再将阀芯11装入阀体10中。

最后将调整螺帽16连接在阀体10上，使螺接螺帽上的空心杆161顶住第一永磁单元12中的圆锥体124。

第一永磁单元12和第二永磁单元13利用导销与导槽111的配合，操作人员直接将两永磁单元送入阀芯11的容置腔112中即可，无需进行复杂的操作，第一永磁单元12与第二永磁单元13相对于阀芯11的位置可以依靠导槽111与导销之间的配合、承载座外周面与容置腔112的腔壁之间的配合来控制，操作人员仅需要保证永磁单元与阀芯11之间的配合关系即可，降低了阀体10的加工要求。

本发明中的控制阀，利用永磁体之间的斥力来代替弹性件所产生的弹力，可以运用到气压或液压系统中的方向控制阀如单向阀、换向阀等，压力控制阀如溢流阀、减压阀、顺序阀等，以及流量控制阀如节流阀、调速阀等。

本发明中控制阀的实施例2：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中阀芯用于与第一永磁单元导向配合的结构采用导向柱，具体来讲，阀芯背向阀口的一侧设置有沿阀芯轴向延伸的导向柱，第一永磁单元套设在导向柱上，依靠导向柱的柱面来对第一永磁单元的运动进行引导，此时第二永磁单元可以固定在阀芯上，也可以套设在导向柱上。

本发明中控制阀的实施例3：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中第二永磁单元固定在阀芯上，例如在直接将第二永磁单元的承载座焊接在阀芯上，第二永磁单元直接随阀芯动作。

本发明中控制阀的实施例4：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中第一永磁单元仅由永磁体组成，而不再设置有承载座，永磁体直接放置在套筒中，或者承载座上设置有轨道，而在阀芯上设置有与轨道适配的滑块。

本发明中控制阀的实施例5：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中第二永磁单元仅由永磁体组成，而不再设置有承载座，永磁体直接放置在套筒中，或者承载座上设置有轨道，而在阀芯上设置有与轨道适配的滑块。

本发明中控制阀的实施例6：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中第一承载座上的导销采用圆柱体结构，导销与导槽之间为线接触，而不局限于采用截面为长圆形的方案。

本发明中控制阀的实施例7：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中第二承载座上的导销采用圆柱体结构，导销与导槽之间为线接触，而不局限于采用截面为长圆形的方案。

本发明中控制阀的实施例8：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中顶撑体为实心杆，在第一永磁单元上不再设置有与空心杆适配的圆锥体，而是利用实心杆直接顶推第一永磁单元。

本发明中控制阀的实施例9：与上述实施例的不同之处在于，本实施例中阀体上不再设置有调整螺帽，顶撑体的位置固定。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.控制阀，其特征在于：包括

阀体，阀体内设置有阀口；

阀芯，导向设置在阀体内，用于封堵或打开阀口；

阀芯上设置有第一永磁单元和第二永磁单元，两永磁单元朝向彼此的磁极极性相同；第一永磁单元和第二永磁单元均布置在阀芯的远离阀口的一侧，第二永磁单元布置在第一永磁单元靠近阀口的一侧，两永磁单元之间设有供两者相对活动的间隔，其中：

第一永磁单元与阀芯沿阀芯活动方向导向配合，控制阀中设置有顶撑体，顶撑体处于第一永磁单元背向第二永磁单元一侧，用于顶撑第一永磁单元；

第二永磁单元固定在阀芯上，随阀芯同步动作；或者，第二永磁单元在斥力作用下顶压在阀芯上，通过斥力带动阀芯动作，阀芯背向阀口一侧设有背向阀口延伸的套筒，第一永磁单元及第二永磁单元导向安装在所述套筒中，第一永磁单元包括第一永磁体和第一承载座，第一承载座上设有第一安装槽，第一永磁体设置在第一安装槽中，第一承载座的外周面上设有第一导销，第一导销沿垂直于阀芯活动方向延伸；所述套筒的筒壁上设置有与第一导销导向配合的导槽，第一永磁单元通过第一导销与导槽实现与阀芯导向配合。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于：第一导销的截面呈长圆形；第一导销的外周面包括布置在相对两侧的第一弧面和连接在两第一弧面之间的第一导向平面；所述第一导销通过所述第一导向平面与导槽的槽壁导向配合。

3.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于：第二永磁单元包括第二永磁体和第二承载座，第二承载座上设有第二安装槽，第二永磁体设置在第二安装槽中。

4.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于：第二承载座的外周面上设有第二导销，第二导销沿垂直于阀芯活动方向延伸；所述第二导销与所述导槽导向配合，第二永磁单元通过第二导销与所述导槽实现与阀芯导向配合。

5.根据权利要求4所述的控制阀，其特征在于：第二导销的截面呈长圆形；第二导销的外周面包括布置在相对两侧的第二弧面和连接在两第二弧面之间的第二导向平面；所述第二导销通过所述第二导向平面与导槽的槽壁导向配合。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的控制阀，其特征在于：控制阀包括调整螺帽，调整螺帽与阀体螺纹连接，封堵用于安装阀芯的安装口，以形成控制阀的阀腔；所述顶撑体设置在调整螺帽朝向第一永磁单元的侧面上。

7.根据权利要求6所述的控制阀，其特征在于：所述顶撑体包括空心杆，第一永磁单元中设有朝向空心杆内腔并与空心杆顶撑配合的圆锥体，所述第一永磁单元通过圆锥体与空心杆顶撑配合。

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