CN111173800A - 一种液压操动机构用电液控制阀及其电磁先导阀和先导阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压操动机构用电液控制阀及其电磁先导阀和先导阀，先导阀包括：阀体；阀套，一端设有阀口；阀球；球托，与阀球弹性顶压使阀球封堵阀口；进油通道；排油通道；阀杆，导向移动安装在阀套内，受外力移动顶开阀球，使进油通道通过阀套内孔与排油通道连通；阀杆包括中部的大径段及两侧的第一小径段和第二小径段，第一小径段用于顶推阀球；第二小径段用于受外力，和阀套之间形成第二环腔；旁通油道，一端与进油通道连通、另一端与第二环腔连通。有益效果：一部分油液能通过旁通油道进入第二环腔，作用在大径段上，对阀杆施加朝向阀球方向运动的预推力，从而减小使阀杆真正动作时实际所需要的外力值，阀杆更容易动作，动作速度更快。

Description

一种液压操动机构用电液控制阀及其电磁先导阀和先导阀

技术领域

本发明涉及一种液压操动机构用电液控制阀及其电磁先导阀和先导阀。

背景技术

电液控制阀是断路器液压操动机构中的核心控制元件，其作用是在接到分、合闸命令时，通过分、合闸电磁铁及分、合闸先导阀把来自控制室的分、合闸电信号转换为液压信号，再通过二级阀、三级阀将液压信号放大，并作出相应的位置转换，控制液压缸进行分闸或合闸动作，由液压缸操动断路器进行分闸或合闸动作。

电液控制阀的动作时间和流量大小直接影响断路器的分、合闸时间和分、合闸速度。对超高压断路器，因其工作电压高、开断电流大，要求断路器的分闸速度高、动作时间短，操动机构输出的瞬时操作功大，所以，超高压断路器常需配用液压操动机构。液压操动机构一般为瞬时动作的常高压保持式操动机构，为增大操作功、提高分闸速度，液压系统的工作压力较高、需要的流量较大，为保证断路器要求的分闸速度和动作时间，液压操动机构中的电液控制阀常采用多级液压阀逐级放大的方式来控制大直径液压缸的动作，由液压缸来带动断路器的灭弧室进行开断，因此，液压缸的动作速度、控制阀的放大级数与动作时间相互影响，结构上存在最优配合值。

常用的大流量控制阀采用三级阀的结构形式，例如申请公布号为CN109764152A的中国发明专利申请所公开的一种液压操动机构及其液压控制阀，液压控制阀包括阀座和装配在阀座中的阀套，阀套内装配有阀芯。阀座包括筒体部分和两个端盖，筒体部分上设有用于与低压油箱连通的低压油腔、用于与液压缸连通的液压缸油腔、用于与高压液压系统连通的高压油腔。筒体部分的外周面上分别设置有一级分闸阀和一级合闸阀，筒体部分的筒壁内与一级分闸阀对应的位置安装有二级分闸阀、与一级合闸阀对应的位置安装有二级合闸阀。一级分闸阀控制二级分闸阀的开、闭，一级合闸阀控制二级合闸阀开、闭，一级分闸阀和一级合闸阀均为先导阀，二级分闸阀和二级合闸阀均为放大阀。

当液压操动机构处于合闸位置进行分闸动作时，一级分闸阀和二级分闸阀依次打开，阀芯移动，使得低压油腔与液压缸油腔连通，液压缸油腔内的高压油通过低压油腔排入低压油箱，进行分闸动作。当液压操动机构处于分闸位置进行合闸动作时，一级合闸阀和二级合闸阀依次打开，阀芯移动，使得液压缸油腔与高压油腔连通，高压油腔内的高压油进入液压缸油腔进行合闸动作。

上述液压控制阀采用三级阀的结构形式，一级分闸阀和一级合闸阀通常是由电磁铁驱动的电磁先导阀，二级分闸阀和二级合闸阀均为放大阀，阀座、阀套和阀芯构成主阀，液压控制阀的动作时间主要取决于几个元件，一是电磁铁和先导阀的的动作时间以及先导阀的通径和流量，二是放大阀的动作时间以及放大阀的通径和流量，三是主阀的动作时间。主阀的动作时间取决于放大阀的通径和流量，放大阀的动作时间又取决于先导阀的通径和流量。

现有这种三级阀结构的液压控制阀虽可以控制大直径液压缸的动作，且流量大、动作时间快，但是三级阀的结构比较复杂、外形尺寸大、零部件数量多、渗漏油环节多、生产成本较高。而之所以受限于逐级放大的三级阀结构，首先是因为先导阀的通径和流量比较小，且先导阀的阀杆动作时间长，无法满足快速动作的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以快速动作的先导阀；本发明的目的还在于提供一种动作时间短的电磁先导阀；本发明的目的还在于提供一种结构简单、动作时间短的液压操动机构用电液控制阀。

为实现上述目的，本发明中的先导阀采用如下技术方案：

一种先导阀，包括：

阀体；

阀套，固定在阀体内，阀套具有内孔，内孔的一端为阀口；

阀球腔，设置在阀体内且位于所述阀口的一侧，阀球腔中设置有阀球；

球托，安装在阀体上，用于与阀球弹性顶压配合，以使阀球封堵所述阀口；

进油通道，设置在阀体上，进油通道与阀球腔连通；

排油通道，设置在阀体上，排油通道与阀套内孔连通；

阀杆，导向移动安装在阀套内，阀杆用于受外部作用力在阀套内移动并顶开阀球，使进油通道通过阀套内孔与排油通道连通；

其中，阀杆包括中部的大径段以及位于大径段两侧第一小径段和第二小径段，大径段与阀套导向滑动配合，第一小径段用于顶推阀球，第一小径段和阀套之间形成有第一环腔，第一环腔通过阀套上设置的第一连通结构与排油通道连通，第二小径段用于受外部作用力，第二小径段和阀套之间形成有第二环腔；

先导阀还包括：

旁通油道，设置在阀体内，旁通油道的一端与进油通道或者阀球腔连通、另一端与第二环腔连通，以使进油通道或者阀球腔内的一部分油液能够通过旁通油道进入第二环腔中，并对阀杆施加朝向阀球方向运动的预推力；阀套上设置有用于使旁通油道与第二环腔连通的第二连通结构。

上述技术方案的有益效果在于：由于阀球受球托的弹性顶压，正常情况下将阀套上的阀口封堵，阻断进油通道和排油通道，此时先导阀处于关闭状态，并且在使用时，油液经进油通道进入阀球腔中，对阀球的压力使得阀球紧紧地堵在阀口上，使先导阀保持在关闭状态；而当阀杆受到外部作用力时，会在阀套内移动并克服球托的反作用力以及油液压力顶开阀球，使进油通道通过阀套内孔与排油通道连通，此时先导阀处于打开状态。

由于阀杆包括大径段、第一小径段和第二小径段，与阀套构成第一环腔和第二环腔，而阀体内还设置有旁通油道，旁通油道的一端与进油通道或者阀球腔连通、另一端与第二环腔连通，这样进油通道或者阀球腔内的一部分油液就能够通过旁通油道进入第二环腔中，作用在大径段上，从而对阀杆施加朝向阀球方向运动的预推力，也就是说，有一部分力预先施加在阀杆上，这样就可以减小使阀杆真正动作时实际所需要的外力值。

换句话说，假若在施加外力值不变的情况下，本发明中先导阀的阀杆更加容易动作，动作速度会更快，更容易将阀球顶开，在此支持之下，可以增大先导阀的通径，进而增大流量，使先导阀的通径和流量能够满足主阀的动作时间，从而直接带动主阀动作，省去现有技术中的放大阀，这样就能在保证使用要求的前提下，简化控制阀的结构。

进一步的，为了方便制造和装配，所述阀套包括间隔布置的第一阀套和第二阀套，阀口位于第一阀套上，阀杆的大径段与第二阀套导向滑动配合，第一环腔由第一小径段与第一阀套围成，第二环腔由第二小径段与第二阀套围成，第一阀套和第二阀套之间的间隔构成所述第一连通结构，第二连通结构设置在第二阀套上。

进一步的，为了便于实现旁通油道与第二环腔的连通，第二连通结构包括设置在阀套外周面上的环槽以及多个间隔设置在环槽槽底的连通孔。

进一步的，为了方便油液排出，第一小径段与大径段之间通过锥面过渡，锥面与第一连通结构所在的位置相对应。

进一步的，为了方便加工，同时方便油液进入第二环腔中，所述旁通油道由两条交叉的交叉油道构成，两条交叉油道呈“入”字形。

为实现上述目的，本发明中的电磁先导阀采用如下技术方案：

一种电磁先导阀，包括电磁铁，电磁铁包括电磁铁壳体以及设置在电磁铁壳体内的动铁芯，动铁芯用于提供外部作用力，电磁先导阀还包括与电磁铁壳体固定相连的先导阀，先导阀包括：

阀体；

阀套，固定在阀体内，阀套具有内孔，内孔的一端为阀口；

阀球腔，设置在阀体内且位于所述阀口的一侧，阀球腔中设置有阀球；

球托，安装在阀体上，用于与阀球弹性顶压配合，以使阀球封堵所述阀口；

进油通道，设置在阀体上，进油通道与阀球腔连通；

排油通道，设置在阀体上，排油通道与阀套内孔连通；

阀杆，导向移动安装在阀套内，阀杆用于受动铁芯的作用力在阀套内移动并顶开阀球，使进油通道通过阀套内孔与排油通道连通；

其中，阀杆包括中部的大径段以及位于大径段两侧第一小径段和第二小径段，大径段与阀套导向滑动配合，第一小径段用于顶推阀球，第一小径段和阀套之间形成有第一环腔，第一环腔通过阀套上设置的第一连通结构与排油通道连通，第二小径段用于受动铁芯的作用力，第二小径段和阀套之间形成有第二环腔；

先导阀还包括：

旁通油道，设置在阀体内，旁通油道的一端与进油通道或者阀球腔连通、另一端与第二环腔连通，以使进油通道或者阀球腔内的一部分油液能够通过旁通油道进入第二环腔中，并对阀杆施加朝向阀球方向运动的预推力；阀套上设置有用于使旁通油道与第二环腔连通的第二连通结构。

上述技术方案的有益效果在于：由于阀球受球托的弹性顶压，正常情况下将阀套上的阀口封堵，阻断进油通道和排油通道，此时先导阀处于关闭状态，并且在使用时，油液经进油通道进入阀球腔中，对阀球的压力使得阀球紧紧地堵在阀口上，使先导阀保持在关闭状态；而当阀杆受到动铁芯的作用力时，会在阀套内移动并克服球托的反作用力以及油液压力顶开阀球，使进油通道通过阀套内孔与排油通道连通，此时先导阀处于打开状态。

由于阀杆包括大径段、第一小径段和第二小径段，与阀套构成第一环腔和第二环腔，而阀体内还设置有旁通油道，旁通油道的一端与进油通道或者阀球腔连通、另一端与第二环腔连通，这样进油通道或者阀球腔内的一部分油液就能够通过旁通油道进入第二环腔中，作用在大径段上，从而对阀杆施加朝向阀球方向运动的预推力，也就是说，有一部分力预先施加在阀杆上，这样就可以减小使阀杆真正动作时实际所需要的外力值。

换句话说，假若在施加外力值不变的情况下，本发明中先导阀的阀杆更加容易动作，动作速度会更快，更容易将阀球顶开，在此支持之下，可以增大先导阀的通径，进而增大流量，使先导阀的通径和流量能够满足主阀的动作时间，从而直接带动主阀动作，省去现有技术中的放大阀，这样就能在保证使用要求的前提下，简化控制阀的结构。

进一步的，为了方便制造和装配，所述阀套包括间隔布置的第一阀套和第二阀套，阀口位于第一阀套上，阀杆的大径段与第二阀套导向滑动配合，第一环腔由第一小径段与第一阀套围成，第二环腔由第二小径段与第二阀套围成，第一阀套和第二阀套之间的间隔构成所述第一连通结构，第二连通结构设置在第二阀套上。

进一步的，为了便于实现旁通油道与第二环腔的连通，第二连通结构包括设置在阀套外周面上的环槽以及多个间隔设置在环槽槽底的连通孔。

进一步的，为了方便油液排出，第一小径段与大径段之间通过锥面过渡，锥面与第一连通结构所在的位置相对应。

进一步的，为了方便加工，同时方便油液进入第二环腔中，所述旁通油道由两条交叉的交叉油道构成，两条交叉油道呈“入”字形。

进一步的，为了更加省力的驱动阀杆动作，电磁先导阀还包括杠杆壳体，杠杆壳体位于电磁铁壳体和先导阀的阀体之间，杠杆壳体分别与电磁铁壳体和先导阀的阀体固定连接，杠杆壳体内设置有杠杆，杠杆的一端转动装配在杠杆壳体上、另一端与电磁铁的动铁芯顶推配合，杠杆还具有与先导阀的阀杆顶推配合的配合部，以在动铁芯推动杠杆转动时，由杠杆的配合部推动阀杆动作。

进一步的，为了减少电磁先导阀的整体高度，并方便装配和布置，所述杠杆呈L形，动铁芯的轴线方向与阀杆的轴线方向垂直。

为实现上述目的，本发明中的液压操动机构用电液控制阀采用如下技术方案：

一种液压操动机构用电液控制阀，包括主阀和与主阀相连的电磁先导阀，电磁先导阀包括电磁铁，电磁铁包括电磁铁壳体以及设置在电磁铁壳体内的动铁芯，动铁芯用于提供外部作用力，电磁先导阀还包括与电磁铁壳体固定相连的先导阀，先导阀包括：

阀体；

阀套，固定在阀体内，阀套具有内孔，内孔的一端为阀口；

阀球腔，设置在阀体内且位于所述阀口的一侧，阀球腔中设置有阀球；

球托，安装在阀体上，用于与阀球弹性顶压配合，以使阀球封堵所述阀口；

进油通道，设置在阀体上，进油通道与阀球腔连通；

排油通道，设置在阀体上，排油通道与阀套内孔连通；

阀杆，导向移动安装在阀套内，阀杆用于受动铁芯的作用力在阀套内移动并顶开阀球，使进油通道通过阀套内孔与排油通道连通；

其中，阀杆包括中部的大径段以及位于大径段两侧第一小径段和第二小径段，大径段与阀套导向滑动配合，第一小径段用于顶推阀球，第一小径段和阀套之间形成有第一环腔，第一环腔通过阀套上设置的第一连通结构与排油通道连通，第二小径段用于受动铁芯的作用力，第二小径段和阀套之间形成有第二环腔；

先导阀还包括：

旁通油道，设置在阀体内，旁通油道的一端与进油通道或者阀球腔连通、另一端与第二环腔连通，以使进油通道或者阀球腔内的一部分油液能够通过旁通油道进入第二环腔中，并对阀杆施加朝向阀球方向运动的预推力；阀套上设置有用于使旁通油道与第二环腔连通的第二连通结构。

上述技术方案的有益效果在于：由于阀球受球托的弹性顶压，正常情况下将阀套上的阀口封堵，阻断进油通道和排油通道，此时先导阀处于关闭状态，并且在使用时，油液经进油通道进入阀球腔中，对阀球的压力使得阀球紧紧地堵在阀口上，使先导阀保持在关闭状态；而当阀杆受到动铁芯的作用力时，会在阀套内移动并克服球托的反作用力以及油液压力顶开阀球，使进油通道通过阀套内孔与排油通道连通，此时先导阀处于打开状态。

由于阀杆包括大径段、第一小径段和第二小径段，与阀套构成第一环腔和第二环腔，而阀体内还设置有旁通油道，旁通油道的一端与进油通道或者阀球腔连通、另一端与第二环腔连通，这样进油通道或者阀球腔内的一部分油液就能够通过旁通油道进入第二环腔中，作用在大径段上，从而对阀杆施加朝向阀球方向运动的预推力，也就是说，有一部分力预先施加在阀杆上，这样就可以减小使阀杆真正动作时实际所需要的外力值。

换句话说，假若在施加外力值不变的情况下，本发明中先导阀的阀杆更加容易动作，动作速度会更快，更容易将阀球顶开，在此支持之下，可以增大先导阀的通径，进而增大流量，使先导阀的通径和流量能够满足主阀的动作时间，从而直接带动主阀动作，省去现有技术中的放大阀，这样就能在保证使用要求的前提下，简化控制阀的结构。

进一步的，为了方便制造和装配，所述阀套包括间隔布置的第一阀套和第二阀套，阀口位于第一阀套上，阀杆的大径段与第二阀套导向滑动配合，第一环腔由第一小径段与第一阀套围成，第二环腔由第二小径段与第二阀套围成，第一阀套和第二阀套之间的间隔构成所述第一连通结构，第二连通结构设置在第二阀套上。

进一步的，为了便于实现旁通油道与第二环腔的连通，第二连通结构包括设置在阀套外周面上的环槽以及多个间隔设置在环槽槽底的连通孔。

进一步的，为了方便油液排出，第一小径段与大径段之间通过锥面过渡，锥面与第一连通结构所在的位置相对应。

进一步的，为了方便加工，同时方便油液进入第二环腔中，所述旁通油道由两条交叉的交叉油道构成，两条交叉油道呈“入”字形。

进一步的，为了更加省力的驱动阀杆动作，电磁先导阀还包括杠杆壳体，杠杆壳体位于电磁铁壳体和先导阀的阀体之间，杠杆壳体分别与电磁铁壳体和先导阀的阀体固定连接，杠杆壳体内设置有杠杆，杠杆的一端转动装配在杠杆壳体上、另一端与电磁铁的动铁芯顶推配合，杠杆还具有与先导阀的阀杆顶推配合的配合部，以在动铁芯推动杠杆转动时，由杠杆的配合部推动阀杆动作。

进一步的，为了减少电磁先导阀的整体高度，并方便装配和布置，所述杠杆呈L形，动铁芯的轴线方向与阀杆的轴线方向垂直。

附图说明

图1为本发明中液压操动机构用电液控制阀的结构示意图；

图2为图1中电磁先导阀的结构示意图；

图3为图2中A-A向剖视图；

图4为图3中的局部结构图；

图5为图1中阀座的结构图；

图6为本发明中液压操动机构用电液控制阀的工作原理图（分闸状态）；

图7为本发明中液压操动机构用电液控制阀的工作原理图（合闸状态）。

图中：100-阀座；101-第一油道；102-第二油道；103-第三油道；104-第四油道；105-第五油道；106-第六油道；107-第七油道；108-第八油道；109-第九油道；110-低压油腔；111-液压缸油腔；112-高压油腔；113-环空；114-中心孔；200-低压腔阀套；201-第一通孔；300-高压腔阀套；301-第二通孔；400-端盖；500-阀芯；600-第一分闸电磁先导阀；601-电磁铁壳体；602-动铁芯；603-线圈；604-杠杆；605-球托座；606-端板；607-阀体；608-第二阀套；609-阀杆；6091-第二小径段；6092-大径段；6093-第一小径段；6094-锥面；610-第一阀套；611-阀球；612-顶块；613-弹簧；614-连通孔；615-旁通油道；616-进油通道；617-排油通道；618-第二环腔；619-静铁芯；620-第一环腔；621-环槽；622-间隔；623-杠杆壳体；700-第二分闸电磁先导阀；800-第一合闸电磁先导阀；900-第二合闸电磁先导阀。

具体实施方式

本发明中液压操动机构用电液控制阀的一个实施例如图1所示，液压操动机构用电液控制阀（以下简称电液控制阀）包括主阀和安装在主阀上的四个电磁先导阀，四个电磁先导阀分别是第一分闸电磁先导阀600、第二分闸电磁先导阀700、第一合闸电磁先导阀800、第二合闸电磁先导阀900，各个电磁先导阀的结构相同。

以第一分闸电磁先导阀600为例，如图2所示，其包括电磁铁和先导阀，其中电磁铁包括电磁铁壳体601，电磁铁壳体601内设置有动铁芯602、静铁芯619以及线圈603，当电磁铁得电时，动铁芯602输出直动动作，电磁铁的工作原理与现有技术相同，在此不再过多赘述。

结合图3和图4所示，先导阀包括阀体607，阀体607内固定有阀套，本实施例中的阀套包括间隔布置的第一阀套610和第二阀套608，第一阀套610和第二阀套608之间具有间隔622。两个阀套均具有内孔，第一阀套610内孔的远离第二阀套608的一端为阀口。

阀体607内设置有阀球腔，阀球腔位于阀口的一侧，阀球腔中设置有阀球611。阀体607上安装有球托，球托包括与阀体607螺纹连接的球托座605、设置在球托座605内的顶块612和弹簧613，顶块612在弹簧613的作用下与阀球611弹性顶压配合，使阀球611封堵所述阀口。

阀套内导向滑动安装有阀杆609，阀杆609包括中部的大径段6092以及位于大径段两侧第一小径段6093和第二小径段6091，大径段6092与第二阀套608导向滑动配合，第一小径段6093用于顶推阀球611，第一小径段6093和第一阀套610之间形成有第一环腔620。第二小径段6091用于受外部作用力，使阀杆609动作，第二小径段6091与第二阀套608之间形成有第二环腔618。

阀体607上设置有与阀球腔连通的进油通道616，阀体607上还设置有排油通道617，正常情况下，当电磁先导阀处于关闭状态时，阀球611在顶块612的弹性顶压下封堵在阀口上，阻断进油通道616和排油通道617。

排油通道617和第一环腔620通过间隔622连通，因此间隔622实际上构成了阀套上设置的第一连通结构。当阀杆609受外部作用力顶开阀球611后，电磁先导阀打开，进油通道616通过阀球腔、第一环腔620与排油通道617连通，油液可以排出。为了方便油液排出，使第一小径段6093与大径段6092之间通过锥面6094过渡，锥面6094与间隔622所在的位置相对应。

阀体607内还设置有旁通油道615，旁通油道615的一端与进油通道616连通、另一端与第二环腔618连通，为此在第二阀套608上设置有使旁通油道615与第二环腔618连通的第二连通结构，该第二连通结构包括设置在第二阀套608外周面上的环槽621以及多个间隔设置在环槽621槽底的连通孔614，这样的结构设置能够方便旁通油道615中的油液进入第二环腔618中。

旁通油道615由两条交叉的交叉油道构成，两条交叉油道呈“入”字形，这样不但方便加工，而且方便油液进入第二环腔中。此外，在第二阀套608的端部设置有端板606，端板606与第二阀套608和阀体607固定连接，第二小径段6091与端板606的内孔导向滑动配合。

如图2所示，第一分闸电磁先导阀600还包括杠杆壳体623，杠杆壳体623位于电磁铁壳体601和先导阀的阀体607之间，杠杆壳体623分别与电磁铁壳体601和先导阀的阀体607固定连接。杠杆壳体623内设置有杠杆604，杠杆604的一端转动装配在杠杆壳体623上、另一端与电磁铁的动铁芯602顶推配合，杠杆604还具有与先导阀的阀杆609顶推配合的配合部，以在动铁芯602推动杠杆604转动时，由杠杆604的配合部推动阀杆609动作。

本实施例中的杠杆604呈L形，其一条边的端部转动装配在杠杆壳体623上、另一条边的端部与电磁铁的动铁芯602顶推配合，这样的形状使得动铁芯602的轴线方向与阀杆609的轴线方向可以相互垂直，这样可以减少电磁先导阀的整体高度，并且方便装配和布置。

结合图5、图6和图7所示，主阀包括阀座100和固定在阀座100两端的端盖400，阀座100呈筒体结构，其内设有中心孔114。阀座100的筒壁上依次设置有用于与低压油箱（图中未示出）连通的低压油腔110、用于与液压缸（图中未示出）连通的液压缸油腔111、用于与高压液压系统（图中未示出）连通的高压油腔112，低压油腔110、液压缸油腔111、高压油腔112均与阀座100的中心孔114连通。

阀座100的中心孔114内安装有与低压油腔110对应的低压腔阀套200、与高压油腔112对应的高压腔阀套300，低压腔阀套200和高压腔阀套300内安装有阀芯500。低压腔阀套200上设有沿低压腔阀套200的径向贯通的第一通孔201，第一通孔201与低压油腔110相对设置。高压腔阀套300上设有沿高压腔阀套300的径向贯通的第二通孔301，第二通孔301与高压油腔112相对设置。低压腔阀套200和高压腔阀套300在阀座100的轴线方向上留有间隙，该间隙形成环空113，环空113与液压缸油腔111相对设置。

实际上，阀芯500、低压腔阀套200、高压腔阀套300以及低压油腔110、液压缸油腔111、高压油腔112的结构和设置形式与现有技术相同，此处不再过多赘述。

不同的是，在阀座100的内壁上设置有沿阀座100轴向延伸的第一油道101，同时阀座100的内壁上还设置有四个与第一油道101连通的分支油道，分别是第二油道102、第五油道105、第六油道106以及第九油道109。此外，在阀座100的内壁上还设置有四个独立的、与第一油道101并没有交叉连通的独立油道，分别是第三油道103、第四油道104、第七油道107和第八油道108。

其中，第二油道102与第一分闸电磁先导阀600的进油通道连通，第三油道103与第一分闸电磁先导阀600的排油通道连通；第四油道104与第二分闸电磁先导阀700的排油通道连通，第五油道105与第二分闸电磁先导阀700的进油通道连通；第六油道106与第一合闸电磁先导阀800的排油通道连通，第七油道107与第一合闸电磁先导阀800的进油通道连通；第八油道108与第二合闸电磁先导阀900的进油通道连通，第九油道109与第二合闸电磁先导阀900的排油通道连通。

两个分闸电磁先导阀并联设置，两个合闸电磁先导阀也为并联设置，它们可以单独动作，也可以同时动作，避免在一个电磁先导阀损坏时，整个电液控制阀无法工作。

本发明中电液控制阀的工作原理是：

当电液控制阀处于合闸状态进行分闸动作时，初始位置如图7所示，第一分闸电磁先导阀600和/或第二分闸电磁先导阀700的电磁铁接到命令后吸合，以第一分闸电磁先导阀600为例，如图2和图3所示，第一分闸电磁先导阀600的动铁芯602向下运动，通过杠杆604推动阀杆609克服球托的反作用力以及来自进油通道616和阀球腔内的油液压力，向右运动顶开阀球611，第一分闸电磁先导阀600打开，进油通道616和排油通道617连通。

此时，主阀右端A腔内的高压油依次经主阀阀座100上的第一油道101、第二油道102进入第一分闸电磁先导阀600，并依次通过第三油道103、第一通孔201、低压油腔110排入低压油箱，使主阀阀芯500右端泄压的同时，阀芯500在左端B腔内高压油的作用下向右运动，阀芯500与高压腔阀套300密封接触，如图6所示，此时液压缸油腔111与低压油腔110连通，使得液压缸分闸侧的高压油经低压油腔110排入低压油箱，进行分闸动作。

当电液控制阀处于分闸状态进行合闸动作时，初始位置如图6所示，第一合闸电磁先导阀800和/或第二合闸电磁先导阀900的电磁铁接到命令后吸合，以第一合闸电磁先导阀800为例，其动铁芯动作，通过杠杆推动先导阀的阀杆动作并顶开阀球，打开先导阀。先导阀打开后，高压液压系统的高压油依次经高压油腔112、第二通孔301、第七油道107和进入第一合闸电磁先导阀800，然后从第六油道106、第一油道101进入阀芯500右端的A腔内，从而推动阀芯500向左运动，阀芯500与低压腔阀套200密封接触，如图7所示，此时高压油腔112与液压缸油腔111连通，高压液压系统的高压油经液压缸油腔111进入液压缸合闸侧，进行合闸动作。

电液控制阀在分合闸的过程中，阀芯500的动作过程与现有技术是相同的。

本发明中电磁先导阀中的先导阀与现有技术中不同的是先导阀的阀体内设置有旁通油道，仍以第一分闸电磁先导阀600为例，如图3和图4所示，当先导阀处于关闭状态时，阀球611受球托的弹性顶压，以及由进油通道616进入阀球腔中的油压作用，使得阀球611紧紧地堵在阀口上。与此同时，进油通道616内的一部分油液能够通过旁通油道615进入第二环腔618中，作用在大径段6092上，从而对阀杆609施加朝向阀球611方向运动的预推力，也就是说，有一部分力预先施加在阀杆609上，这样就可以减小使阀杆609真正动作时实际所需要的外力值。

换句话说，假若在施加外力值不变的情况下，本发明中先导阀的阀杆609更加容易动作，动作速度会更快，更容易将阀球611顶开，在此支持之下，可以增大先导阀的通径，进而增大流量。因此，本发明中先导阀的通径和流量能够满足主阀的动作时间，可以直接带动主阀动作，省去了现有技术中的放大阀，这样就能在保证使用要求的前提下，简化电液控制阀的结构。

在电液控制阀的其他实施例中，杠杆不是L形，而是直杆，此时动铁芯的轴线方向与阀杆的轴线方向平行。

在电液控制阀的其他实施例中，电磁先导阀不包括杠杆壳体和杠杆，电磁铁的动铁芯直接驱动先导阀的阀杆动作。

在电液控制阀的其他实施例中，旁通油道可以是L形，或者是弧形。

在电液控制阀的其他实施例中，第一小径段与大径段之间不是锥面过渡，而直接是台阶面过渡，台阶面垂直于第一小径段和大径段。

在电液控制阀的其他实施例中，第二连通结构也可以仅是连通孔，安装时需保证连通孔与旁通油道对齐连通。

在电液控制阀的其他实施例中，阀套不是分体件，而是一体件，第一连通结构是开设在阀套上的连通孔。

在电液控制阀的其他实施例中，球托也可以是由球托座和弹簧构成，球托座与阀球顶压配合，且球托座导向滑动安装在先导阀的阀体内。

在电液控制阀的其他实施例中，旁通油道的一端也可以与阀球腔连通，只要能将进入先导阀阀体的油液引入第二环腔中即可。

本发明中电磁先导阀的实施例为：电磁先导阀的具体结构与上述电液控制阀实施例中的电磁先导阀相同，在此不再重述。

本发明中先导阀的实施例为：先导阀的具体结构与上述电液控制阀实施例中电磁先导阀中的先导阀相同，在此不再重述。另外在先导阀的其他实施例中，对先导阀的阀杆施加外力的可以不是电磁铁的动铁芯，还可以是其他能够输出直动动作的部件，例如电动推杆。

Claims (9)

1.一种先导阀，其特征在于，包括：

阀体；

阀套，固定在阀体内，阀套具有内孔，内孔的一端为阀口；

阀球腔，设置在阀体内且位于所述阀口的一侧，阀球腔中设置有阀球；

球托，安装在阀体上，用于与阀球弹性顶压配合，以使阀球封堵所述阀口；

进油通道，设置在阀体上，进油通道与阀球腔连通；

排油通道，设置在阀体上，排油通道与阀套内孔连通；

阀杆，导向移动安装在阀套内，阀杆用于受外部作用力在阀套内移动并顶开阀球，使进油通道通过阀套内孔与排油通道连通；

其中，阀杆包括中部的大径段以及位于大径段两侧第一小径段和第二小径段，大径段与阀套导向滑动配合，第一小径段用于顶推阀球，第一小径段和阀套之间形成有第一环腔，第一环腔通过阀套上设置的第一连通结构与排油通道连通，第二小径段用于受外部作用力，第二小径段和阀套之间形成有第二环腔；

先导阀还包括：

旁通油道，设置在阀体内，旁通油道的一端与进油通道或者阀球腔连通、另一端与第二环腔连通，以使进油通道或者阀球腔内的一部分油液能够通过旁通油道进入第二环腔中，并对阀杆施加朝向阀球方向运动的预推力；阀套上设置有用于使旁通油道与第二环腔连通的第二连通结构。

2.根据权利要求1所述的先导阀，其特征在于，所述阀套包括间隔布置的第一阀套和第二阀套，阀口位于第一阀套上，阀杆的大径段与第二阀套导向滑动配合，第一环腔由第一小径段与第一阀套围成，第二环腔由第二小径段与第二阀套围成，第一阀套和第二阀套之间的间隔构成所述第一连通结构，第二连通结构设置在第二阀套上。

3.根据权利要求1或2所述的先导阀，其特征在于，第二连通结构包括设置在阀套外周面上的环槽以及多个间隔设置在环槽槽底的连通孔。

4.根据权利要求1或2所述的先导阀，其特征在于，第一小径段与大径段之间通过锥面过渡，锥面与第一连通结构所在的位置相对应。

5.根据权利要求1或2所述的先导阀，其特征在于，所述旁通油道由两条交叉的交叉油道构成，两条交叉油道呈“入”字形。

6.一种电磁先导阀，其特征在于，包括电磁铁，电磁铁包括电磁铁壳体以及设置在电磁铁壳体内的动铁芯，动铁芯用于提供外部作用力，电磁先导阀还包括与电磁铁壳体固定相连的如权利要求1~5中任意一项所述的先导阀。

7.根据权利要求6所述的电磁先导阀，其特征在于，电磁先导阀还包括杠杆壳体，杠杆壳体位于电磁铁壳体和先导阀的阀体之间，杠杆壳体分别与电磁铁壳体和先导阀的阀体固定连接，杠杆壳体内设置有杠杆，杠杆的一端转动装配在杠杆壳体上、另一端与电磁铁的动铁芯顶推配合，杠杆还具有与先导阀的阀杆顶推配合的配合部，以在动铁芯推动杠杆转动时，由杠杆的配合部推动阀杆动作。

8.根据权利要求7所述的电磁先导阀，其特征在于，所述杠杆呈L形，动铁芯的轴线方向与阀杆的轴线方向垂直。

9.一种液压操动机构用电液控制阀，包括主阀和与主阀相连的如权利要求6~8中任意一项所述的电磁先导阀。

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