CN111536264A - 一种先导阀结构及具有其的滑阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种先导阀结构及具有其的滑阀，先导阀结构中从先导阀罩至先导腔段方向的先导流路是由先导阀罩内的第二接合面与先导件的第一接合面拼合而成，从而整个先导流路都被限定在先导阀罩内部，其不需要在先导阀罩上设置工艺孔将加工工具伸入到先导阀结构的内部，也不需要象现有技术中那样使用钢珠或钢球对该工艺孔进行封堵，先导阀罩是一个完整的整体，其密封性能有极大的提高。

Description

一种先导阀结构及具有其的滑阀
技术领域
本发明涉及利用在阀孔内滑动的阀芯对多个端口间的流路进行开闭的滑阀，特别涉及滑阀的先导驱动结构。
背景技术
由电磁操作方式的先导阀切换阀柱的电磁先导式滑阀例如在CN104747754A公开的那样，是已被公知的部件。这种滑阀包括具有一个主滑阀阀体和具有一个先导阀，是单先导式的滑阀。现有技术中，具有先导流路的先导阀由于需要结构更加紧凑，所以先导流路一般需要形成在阀体或阀壳内部，但在加工这类流路的过程中，不可避免的需要在阀体或阀壳外表面形成工艺孔，从而加工工具才能进入到阀体或阀壳内部加工出或注塑成型有特定形状的先导流路。
仍以CN104747754A为例，其为了能够形成先导流路，特别是沿阀壳外表面向内部的先导流路时，需要在阀壳外表面形成工艺孔，加工完毕后再用钢珠5或钢球将该工艺孔密封住。该文献中，不论在先导阀侧还是阀体宝塔弹簧3安装侧，都有这样的先导流路，也都使用了钢珠5密封。
类似的工艺还出现在CN205383295U，其中阀体1与阀座5配合设置有第一气体通道17，进气口13通过第一气体通道17与导气孔52相连通，从附图上也可以看到使用了球状结构来密封加工先导流路的工艺孔。
但由于滑阀中经过的是高压流体，如果钢珠从密封体置脱离则整个阀体的密封性就将被破坏，高压流体将从该处泄露。因此，长期以来先导阀体的密封性一直是本领域难以解决的难题。
另外，传统的先导流路加工时采用的注塑阶段通过插入加工工具，并在冷却后再将加工工具移除的方式，这种方法加工出来的流路在转角处是直角转折，这种直角转折对流体的流动有很大的阻力。如果使用圆弧加工工具，该工具没有办法从注塑成型的结构中退出，可见，现有的技术无法解决流体阻力问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种先导阀结构，消除现有技术中先导阀封密性能不足的缺陷。
一种先导阀结构，其包括先导阀部和用于控制先导阀部工作状态的电磁阀部，先导阀部包括：
先导阀罩，先导阀罩内的第二接合面将先导阀罩分成活塞腔和先导件安装腔，活塞安装在活塞腔内用于推动主阀体部的滑阀阀芯；
先导件，其安装在先导件安装腔内并包括先导腔；
先导流路，其用于顺次连通主阀体部的先导流道、先导件的先导腔与先导阀罩的活塞腔，先导流路被限定在先导阀罩内部并至少部分的由先导阀罩内的第二接合面与先导件的第一接合面包围而形成。
在本发明中，从先导阀罩至先导腔段的先导流路是由先导阀罩内的第二接合面与先导件的第一接合面拼合而成，整个先导流路都被限定在先导阀罩内部，其不需要在先导阀罩上设置工艺孔将加工工具伸入到先导阀结构的内部，也自然不需要使用钢珠或钢球对该工艺孔进行封堵，先导阀罩是一个完整的整体，相对于现有技术来说，其密封性能有极大的提高。
进一步，先导阀罩设有第一入口，在第二接合面上设有第二侧壁，第一入口与第二侧壁在第二入口处连通并成为先导流路一部分。先导件在第一接合面设有第一侧壁，在先导腔内设阀座，通过阀座连通先导腔并成为先导流路一部分。优先的，第一侧壁和第二侧壁均为槽成结构，这样两者拼合在一起时，就成了一个完整的流体通道，从而满足通过流量的需求。
先导阀罩的第二接合面上设有第二先导孔，先导件在第一接合面上设有第一先导孔，先导腔通过第一先导孔、第二先导孔与活塞腔相连通，第二接合面和/或第一接合面上设有密封圈，用于对先导阀罩的第二侧壁与先导件的第一侧壁共同限定出流体通路及第一先导孔、第二先导孔形成的流体通路进行密封。现有技术中由于先导阀结构是一体注塑成形的，因此并不存在使用密封结构的需求，而在本发明中，由于使用拼合式的先导流路设计，因此需要使用密封结构进行密封。
先导阀罩内的第二接合面上设有至少一个定位柱，先导件在外表面设有定位套，定位柱能够插入定位套将先导阀罩与先导件相对定位。这是本发明的一个重要结构，由于先导阀内部的先导流路是拼合而成的，先导阀罩和先导件之间的配合精度是需要严格保证的，因此，定位柱和定位套的使用提高了先导阀结构的装置精度。
先导件因为需要装配进入先导阀罩内因此其结构需要小形化。在工加先导件时，注塑加工完毕后需要将先导件用顶杆从模具中顶出，而先导件的第一结合面是需要和先导阀罩第二结合面配合的，从保证精度考虑是不适合作为顶杆顶起时的受力点的，因此，特别是，当先导件的定位套为多个并均匀分布在先导件外表面，先导阀罩内设有多个定位柱与定位套相适应时，定位套空腔的相对端就可以作为受力点在顶模时使用。而且由于定位套是均匀分布在先导件外表面的，所以在顶起时也可以均匀受力。
进一步，先导阀部还设有手动阀用于人力开启阀座，手动阀的阀杆贯穿先导阀罩、先导件且阀杆的顶头能够与先导腔内的电磁阀部的电磁阀芯配合，将电磁阀芯推向远离密封阀座的位置，阀杆外套设手动阀弹簧并被位于先导件内的限位板限位防止弹出。手动阀的结构及其具有的人工开启功能是现有技术，但为了实现本发明，需要合理的将手动阀与先导阀罩及先导件的结构相结合，本发明在分体加工先导阀部时充分考虑了手动阀的安装问题，因此可以很好的将现有技术中的手动阀与先导阀罩及先导件的结构相适应。
先导阀罩内的第二接合面和/或先导件的第一接合面设有便于流体通过的圆弧结构，并且上述圆弧结构形成在先导流路内，减少流体流动的阻力。
本发明还提出一种滑阀，使用前述的先导阀结构，即所述滑阀具有主阀体部、先导阀结构和控制先导阀部工况的电磁阀部，所述主阀体部具有：壳体，壳体上设有输入用、输出用及排出用的端口；阀孔，所述阀孔在该壳体的内部沿该壳体的长度方向延伸；以及滑阀阀芯，所述滑阀阀芯在该阀孔的轴线方向上可滑动地插入到所述阀孔内，并能够选择性的导通或关闭输入用、输出用及排出用的端口；所述先导阀部使由输入用端口提供的先导流体产生的推进力作用于所述滑阀阀芯。
电磁阀部用于选择性的打开或关闭先导阀结构的阀座，从而选择性的打开或关闭先导阀结构的先导流路。一种具体的实施方案为，电磁阀部包括外套，外套一端内活动设置电磁阀芯，另一端固定设置铁芯，电磁阀芯内腔里设置内阀芯和第一复位弹簧，内阀芯被第一复位弹簧偏压向阀座侧，外套和电磁阀芯之间设有第二复位弹簧，电磁阀芯被第二复位弹簧偏压向阀座侧。
发明有益效果：
1)在本发明中，从先导阀罩至先导腔段方向的先导流路是由先导阀罩内的第二接合面与先导件的第一接合面拼合而成，因此在分体注塑时分别加工先导阀罩和先导件，加工之后再将两者拼合，从而整个先导流路都被限定在先导阀罩内部，其不需要在先导阀罩上设置工艺孔将加工工具伸入到先导阀结构的内部，也自然不需要使用钢珠或钢球对该工艺孔进行封堵，先导阀罩是一个完整的整体，相对于现有技术来说，其密封性能有极大的提高。
2)本申请中先导阀罩内的第二接合面将先导阀罩分成活塞腔和先导件安装腔，并将电磁铁模块的关于流体通断控制的先导腔集成在了先导结构内，这种集成使得先导结构与含先导腔的先导件之间的配合精度大大提高，从而提高装配精度。而且还能够使先导件更合理的利用先导结构的空间，布局更紧凑，从而减少先导阀的整体长度。
3)本申请的先导阀罩内的第二接合面和/或先导件(22)的第一接合面设有便于流体通过的圆弧结构，并且上述圆弧结构形成在先导流路内。由于采用了分体制造，可以加工出带有圆弧结构的流路面再组装整体的流路，这种圆弧结构有利于流体在先导结构中的流动，消除直角转折对流体的阻力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一个单侧先导阀的立体视图；
图2是本发明的图1的主阀体部的立体视图；
图3是本发明的图2的主阀体部的侧视图；
图4是本发明的图2的主阀体部的水平剖视向下视图；
图5是本发明的图2的主阀体部的纵剖视图；
图6是本发明的先导阀罩和先导件爆炸分解图；
图7是本发明的先导阀结构的立体视图；
图8是本发明的先导阀结构的侧视图；
图9是本发明的先导阀结构的纵剖视图；
图10是本发明的先导阀罩的与先导件结合侧的视图；
图11是本发明的先导阀罩的纵剖视图；
图12是本发明的先导阀罩的水平剖视图；
图13是一个单侧先导阀的爆炸图。
主要附图标记说明：
100-主阀体部，11-先导流道，12-主阀体密封圈，13-阀芯制动端，14-回复弹簧，15-螺孔，16-阀芯，17-端块，200-先导阀部，21-先导阀罩，210-第一入口，211-第二入口，212-第二接合面，213-第二侧壁，214-第二先导孔，215-密封圈，216-筋板，217-定位柱，22-先导件，220-定位套，221-第一先导孔，222-第一接合面，223-密封槽，224-第一侧壁，225-先导腔,226-阀座,227-限位板，23-手动阀，230-手动阀O型圈，231-手动阀弹簧，232-顶头，24-活塞，240-活塞腔，25-盖板，250-板体，251-限位角，300-电磁阀部,301-外套，302-铁芯，303-第一密封圈，304-电磁阀芯，305-第二密封圈，306-内阀芯，307-内套，308-第二复位弹簧，309-外螺纹，310-第一复位弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
图1-5给出了本实施例中的滑阀，该滑阀是具有一个先导阀部200的单侧先导式的滑阀，具有主阀体部100和先导阀部200，在本实施例中，所述主阀体部100具有作为五端口阀的阀构造，为二位五通阀，所述先导阀部200设置于主阀体部100的长度方向上的一端侧。由该主阀体部100控制的压力流体为压缩空气。需要澄清的是，本实施例的先导阀部200并不需要与具有特定的端口数目和/或滑阀阀芯工作位置数目的主阀体部100相配合，本实施例的二位五通阀的主阀体部100不应理解为对先导阀部200的限定。
图1，2，5中可知，所述主阀体部100的壳体为具有长度方向、宽度方向、高度方向的矩形的块形，在其下表面沿该壳体的长度方向排列地形成有输入用P、排出用的端口E1、E2。上表面设有输出用的端口A1和A2，该五个端口的配置为如下配置：第一以及第二输出用端口A1、A2位于中央的输入用端口P的两侧，第一以及第二排出用端口E1、E2位于该第一以及第二输出用端口A1、A2的两外侧。主阀体部100的壳体内的滑阀阀芯与各端口的通断配合并不是本发明关注的对象，其为现有技术，在此不再赘述。
在所述壳体的所述第一端设置有所述先导阀部200，所述先导阀部200使由先导气体产生的一方向上的推进力作用于所述滑芯阀芯16，在该壳体的所述第二端安装有端块17，从而形成完整的主阀体部100。在所述端块形成有面对所述滑阀阀芯16的一端的恢复用的回复弹簧14，从而利用该弹簧对滑芯阀芯16向先导阀部200侧运动提供动力。
所述先导阀部200具有与所述壳体连接的先导阀罩21和与先导阀罩21连结的电磁阀部300驱动结构。在所述先导阀罩21的内部形成有通往所述阀孔的端部的活塞腔240，使推进力作用于所述滑阀阀芯16的先导作用的活塞24沿滑阀阀芯轴线方向滑动自如地收容在该活塞腔240的内部。
活塞24的外周安装有将该活塞24的外周与所述活塞腔240的内周之间密封的活塞密封件，利用活塞24及其上的活塞密封件，将活塞腔240划分出推进用的压力室，该推进用的压力室从先导流路从所述输入用端口P向该推进用的压力室供给先导气体或将先导气体排出。
本实施例中，先导阀部200和用于控制先导阀部200工作状态的电磁阀部300，先导阀部200包括：先导阀罩21，先导阀罩21内的第二接合面212将先导阀罩21分成活塞腔240和先导件安装腔，活塞24安装在活塞腔240内用于推动主阀体部100的滑阀阀芯16。先导件22，其安装在先导件安装腔内并包括先导腔225。先导流路，其用于顺次连通主阀体部100的先导流道11、先导件22的先导腔225与先导阀罩21的活塞腔240，先导流路被限定在先导阀罩21内部并至少部分的由先导阀罩内的第二接合面212与先导件22的第一接合面222包围而形成。
申请人之前也曾尝试过将先导结构与电磁铁模块分为两个独立部件分别加工后再组装一体，即先导腔是电磁铁模块的一部分与先导结构并列，先导流路就形成在先导结构与电磁铁模块之间拼合而成，但在实际的加工中发现这种技术有很大的缺陷，其组装不方便，尽管两者组装也消除了先导结构需要打工艺孔的问题，但先导结构与电磁铁模块两者的装配精度需要大大的提高，成本也大幅增加。因此，本实施中，先导阀罩21内的第二接合面212将先导阀罩21分成活塞腔240和先导件安装腔，申请人将电磁铁模块的关于流体通断控制的先导腔集成在了先导结构内，这种集成使得先导结构与含先导腔的先导件之间的配合精度大大提高，比如，先导件22在安装时，能够被先导阀罩21的先导件安装腔的至少一个内壁进行导向，当先导件22初步进入到先导件安装腔后，还可以与其他定位导向结构结合，从而提高装配精度。而且还能够使先导件更合理的利用先导结构的空间，布局更紧凑，从而减少先导阀的整体长度。
进一步，先导阀罩21设有第一入口210，在第二接合面212上设有第二侧壁213，第一入口210与第二侧壁213在第二入口211处连通并成为先导流路一部分。
先导件22在第一接合面222设有第一侧壁224，在先导腔225内设阀座226，第一侧壁224通过阀座226连通先导腔225并成为先导流路一部分。
先导阀罩21的第二接合面212上设有第二先导孔214，先导件22在第一接合面222上设有第一先导孔221，先导腔225通过第一先导孔、第二先导孔与活塞腔240相连通，第二接合面212和/或第一接合面222上设有密封圈215，用于对先导阀罩21的第二侧壁213与先导件22的第一侧壁224共同限定出流体通路及第一先导孔、第二先导孔形成的流体通路进行密封。
先导阀罩21内的第二接合面上设有至少一个定位柱217，先导件22在外表面设有定位套220，定位柱217能够插入定位套220将先导阀罩21与先导件22相对定位。
先导件22的定位套220为多个并均匀分布在先导件22外表面，先导阀罩21内设有多个定位柱217与定位套220相适应。
先导阀部200还设有手动阀23用于人力开启阀座226，手动阀23的阀杆贯穿先导阀罩21、先导件22且阀杆的顶头232能够与先导腔225内的电磁阀部300的电磁阀芯304配合，将电磁阀芯304推向远离密封阀座226的位置，阀杆外套设手动阀弹簧231并被位于先导件22内的限位板227限位防止弹出。
本实施例还提供一种滑阀，使用前述的先导阀结构，即所述滑阀具有主阀部100、先导阀结构和控制先导阀部工况的电磁阀部300，所述主阀部具有：壳体，壳体上设有输入用、输出用及排出用的端口；阀孔，所述阀孔在该壳体的内部沿该壳体的长度方向延伸；以及滑阀阀芯16，所述滑阀阀芯16在该阀孔的轴线方向上可滑动地插入到所述阀孔内，并能够选择性的导通或关闭输入用、输出用及排出用的端口；所述先导阀部200使由输入用端口提供的先导流体产生的推进力作用于所述滑阀阀芯16。
电磁阀部300用于选择性的打开或关闭先导阀结构的阀座226，从而选择性的打开或关闭先导阀结构的先导流路。电磁铁(图中未示出)可以通过外螺纹309固定在铁芯302上，电磁铁得电时，电磁阀芯304向铁芯302运动。电磁阀部300包括外套301，图9中可以看出，电磁阀部300的外套301被盖板25固定在先导件22的一端，外套301一端内活动设置电磁阀芯304，另一端固定设置铁芯302，电磁阀芯304内腔里设置内阀芯306和第一复位弹簧310，内阀芯306被第一复位弹簧310偏压向阀座226侧，外套301和电磁阀芯304之间设有第二复位弹簧308，电磁阀芯304被第二复位弹簧308偏压向阀座226侧。电磁阀芯304内腔里设置内阀芯306作用为，当电磁铁(图中未示出)失电时，电磁阀芯304在第二复位弹簧308作用下向阀座226运动，内阀芯306在于阀座226接触时在第一复位弹簧310作用下能够缓冲和吸收由第二复位弹簧308提供的冲击力，也即减少内阀芯306与阀座226之间的冲击，这可以提高内阀芯306的使用寿命。
图7中示出了盖板25与先导阀罩21的配合关系，该实施例中，盖板25具有板体250及板体250角上的限位角251，限位角251能够与先导阀罩21相应位置的缺口相适应，防止操作人员装置时装错。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种先导阀结构，其包括先导阀部(200)和用于控制先导阀部(200)工作状态的电磁阀部(300)，其特征在于，先导阀部包括：
先导阀罩(21)，先导阀罩内的第二接合面(212)将先导阀罩分成活塞腔(240)和先导件安装腔，活塞(24)安装在活塞腔(240)内用于推动主阀体部(100)的滑阀阀芯(16)；
先导件(22)，其安装在先导件安装腔内并包括先导腔(225)；
先导流路，其用于顺次连通主阀体部(100)的先导流道(11)、先导件(22)的先导腔(225)与先导阀罩(21)的活塞腔(240)，先导流路被限定在先导阀罩(21)内部并至少部分的由先导阀罩内的第二接合面(212)与先导件(22)的第一接合面(222)包围而形成。
2.如权利要求1所述的先导阀结构，其特征在于：先导阀罩(21)设有第一入口(210)，在第二接合面(212)上设有第二侧壁(213)，第一入口(210)与第二侧壁(213)在第二入口(211)处连通并成为先导流路一部分。
3.如权利要求1所述的先导阀结构，其特征在于：先导件(22)在第一接合面(222)设有第一侧壁(224)，在先导腔(225)内设阀座(226)，第一侧壁(224)通过阀座(226)连通先导腔(225)并成为先导流路一部分。
4.如权利要求2或3所述的先导阀结构，其特征在于：先导阀罩(21)的第二接合面(212)上设有第二先导孔(214)，先导件(22)在第一接合面(222)上设有第一先导孔(221)，先导腔(225)通过第一先导孔、第二先导孔与活塞腔(240)相连通，第二接合面(212)和/或第一接合面(222)上设有密封圈(215)，用于对先导阀罩(21)的第二侧壁(213)与先导件(22)的第一侧壁(224)共同限定出流体通路及第一先导孔、第二先导孔形成的流体通路进行密封。
5.如权利要求1所述的先导阀结构，其特征在于：先导阀罩(21)内的第二接合面上设有至少一个定位柱(217)，先导件(22)在外表面设有定位套(220)，定位柱(217)能够插入定位套(220)将先导阀罩(21)与先导件(22)相对定位。
6.如权利要求1所述的先导阀结构，其特征在于：先导件(22)的定位套(220)为多个并均匀分布在先导件(22)外表面，先导阀罩(21)内设有多个定位柱(217)与定位套(220)相适应。
7.如权利要求1所述的先导阀结构，其特征在于：先导阀部(200)还设有手动阀(23)用于人力开启阀座(226)，手动阀(23)的阀杆贯穿先导阀罩(21)、先导件(22)且阀杆的顶头(232)能够与先导腔(225)内的电磁阀部(300)的电磁阀芯(304)配合，将电磁阀芯(304)推向远离密封阀座(226)的位置，阀杆外套设手动阀弹簧(231)并被位于先导件(22)内的限位板(227)限位防止弹出。
8.如权利要求1所述的先导阀结构，其特征在于：先导阀罩内的第二接合面(212)和/或先导件(22)的第一接合面(222)设有便于流体通过的圆弧结构，并且上述圆弧结构形成在先导流路内。
9.一种滑阀，其特征在于，使用如权利要求1-8任一项所述的先导阀结构，即所述滑阀具有主阀体部(100)、先导阀结构和控制先导阀部工况的电磁阀部(300)，所述主阀体部具有：壳体，壳体上设有输入用、输出用及排出用的端口；阀孔，所述阀孔在该壳体的内部沿该壳体的长度方向延伸；以及滑阀阀芯(16)，所述滑阀阀芯在该阀孔的轴线方向上可滑动地插入到所述阀孔内，并能够选择性的导通或关闭输入用、输出用及排出用的端口；所述先导阀部(200)使由输入用端口提供的先导流体产生的推进力作用于所述滑阀阀芯(16)。
10.如权利要求8所述的滑阀，其特征在于，电磁阀部(300)用于选择性的打开或关闭先导阀结构的阀座(226)，从而选择性的打开或关闭先导阀结构的先导流路。
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