CN113374918A - 一种高压锥密封二级电磁气阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压锥密封二级电磁气阀，包括阀体，阀体的一侧设置有电磁铁，阀体的内部设置有主阀和先导阀，主阀的一侧设置有阻尼孔，阻尼孔通过通道E与设置在阀体上的通气接口P1相连通，主阀的内侧沿径向设置有用于连通主阀与通道F的径向孔，通道F远离主阀的一端连接至先导阀；电磁铁的推杆可带动先导阀滑动以开启先导阀；本发明的主阀利用流体差压原理，气体流通时产生压差作用实现主阀的开启与闭合，并具体通过先导阀控制的二级结构来实现主阀的开启，可实现DN12的大通流量，控制气体压力可达30MPa,可应用于深海采矿、深海勘探与开发、深海探测等领域，并可向压力更高，通径更大的方向拓展，解决了海样工程液压打桩锤水下施工的难题。
Description
技术领域
本发明属于海洋工程领域，尤其是海上风电、深海采矿、深海勘探、深海探测等领域，具体涉及一种高压锥密封二级电磁气阀。
背景技术
随着海洋工程领域的快速发展，其对施工机械的要求越来越广泛。海洋桩基施工的领域越来越多，海上风电、跨海桥梁、海底隧道、海上平台、人工海岛等领域的桩基施工对液压打桩锤的需求不断攀升。随着国家能源战略的转移，在深海探测、深海勘探、深海采矿等领域对国产装备提出越来越高的需求。
目前，风电施工的大型液压打桩锤技术被国外垄断。近些年随着国内在机电液技术方面的不断提高，国内企业虽有所发展，但基本处于仿制国外技术状态。液压锤要适应水下打桩，施工水深要达到水深2500m,其关键部件就是高压气阀。在不同水深下施工就需要将不同压力的压缩空气通入下部锤体，将海水赶压到一定的液位以下，桩锤才能有效的施工。因此要求气阀具有适应气体压力高、通径大、高可靠性、密封性能好、耐海水腐蚀等特点。
目前此类部件依赖进口且资源稀缺，为实现装备国产化、关键零部件自主可控，急需自主发明一种适应海洋环境的高压气阀来满足水下施工的液压打桩锤的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够满足实际需要的高压锥密封二级电磁气阀，为水下桩基施工装备提供完美的解决方案。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高压锥密封二级电磁气阀，包括阀体，阀体的一侧设置有电磁铁，所述阀体的内部设置有主阀和先导阀，主阀的一侧设置有阻尼孔，气体流动时在阻尼孔的两侧可产生使主阀开启的压差来控制主阀的开启和闭合，阻尼孔通过通道E与设置在阀体上的通气接口P1相连通，主阀的内侧沿径向设置有用于连通主阀与通道F的径向孔，通道F远离主阀的一端连接至先导阀；
电磁铁的推杆可带动先导阀滑动以开启先导阀，先导阀的阀口B以及主阀的阀口A均通过排气通道连接至出气接口P2。
进一步的，所述主阀包括主阀芯和主阀弹簧，主阀芯的内部具有容纳主阀弹簧的C腔。
进一步的，所述先导阀包括先导阀套、先导阀弹簧、先导阀芯以及先导阀座，先导阀套与先导阀座间相互配合并形成用于容纳先导阀芯的D腔，先导阀芯的其中一端设置有所述的先导阀弹簧。
进一步的，通道F还通过泄压通道连接至泄压接口P3，泄压通道上设置有安全阀。
进一步的，所述主阀和先导阀并排设置。
进一步的，所述出气接口P2与电磁铁位于阀体的同一侧。
进一步的，所述阀体未设置电磁铁的一端呈锥形。
进一步的，所述的主阀与阀体之间以及先导阀与阀体之间均采用金属线密封。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的阀体一端采用锥形结构，并采用金属线密封结构，密封可靠，避免了滑阀式结构密封的寿命问题和卡阀问题；
2、本发明的主阀利用流体差压原理，气体流通时产生压差作用实现主阀的开启与闭合，并具体通过先导阀控制的二级结构来实现主阀的开启，可实现DN12的大通流量，控制气体压力可达30MPa；
3、本发明采用倒装式结构，即将电磁铁与出气接口P2设置在阀体的同一侧，安装时共同在设备内部，不与外部海水接触，耐海水腐蚀性强；
4、阀体内还内置独立的安全阀，实现自身的安全保护；
综上，本发明可应用于深海采矿、深海勘探与开发、深海探测等领域，并可向压力更高，通径更大的方向拓展，而且，解决了海样工程液压打桩锤水下施工的难题。
附图说明
图1是本发明一种高压锥密封二级电磁气阀在其中一个截面的剖视图；
图2是本发明一种高压锥密封二级电磁气阀在另一个截面的剖视图；
图中标记：1、阀体，2、主阀弹簧，3、主阀芯，4、通道F，5、先导阀套，6、先导阀弹簧，7、径向孔，8、先导阀芯，9、先导阀座，10、电磁铁，11、安全阀，12、C腔，13、阻尼孔，14、阀口A，15、D腔，16、阀口B，17、通气接口P1，18、出气接口P2，19、泄压接口P3，20、通道E。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，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。
一种高压锥密封二级电磁气阀，如图1和图2所示，包括阀体1，阀体的一侧设置有电磁铁10，阀体1的内部设置有主阀和先导阀，本实施例中，主阀和先导阀并排设置。主阀的一侧设置有阻尼孔13，气体流动时在阻尼孔13的两侧可产生使主阀开启的压差来控制主阀的开启和闭合。主阀包括主阀芯3和主阀弹簧2，主阀芯3的内部具有容纳主阀弹簧2的C腔12。阻尼孔通过通道E 20与设置在阀体1上的通气接口P1 17相连通，主阀1的内侧沿径向设置有用于连通主阀与通道F 4的径向孔7，通道F远离主阀的一端连接至先导阀；先导阀包括先导阀套5、先导阀弹簧6、先导阀芯8以及先导阀座9，先导阀套5与先导阀座9间相互配合并形成用于容纳先导阀芯的D腔 15，先导阀芯8的其中一端设置有所述的先导阀弹簧6。本发明的主阀利用流体差压原理，气体流通时产生压差作用实现主阀的开启与闭合，并具体通过先导阀控制的二级结构来实现主阀的开启，可实现DN12的大通流量；
进一步的，通道F 4还通过泄压通道连接至泄压接口P3 19，泄压通道上设置有安全阀11。
电磁铁10的推杆可带动先导阀滑动以开启先导阀，先导阀的阀口B 16以及主阀的阀口A 14均通过排气通道连接至出气接口P2 18。
进一步的，本发明采用倒装式结构，即将电磁铁10与出气接口P2设置在阀体1的同一侧，安装时共同在设备内部，不与外部海水接触，耐海水腐蚀性强。
进一步的，本发明的阀体1一端采用锥形结构，并采用金属线密封结构，其中，主阀与阀体1之间为第一金属线密封结构，先导阀与阀体1之间为第二金属线密封结构，密封可靠，避免了滑阀式结构密封的寿命问题和卡阀问题。
本发明的工作原理具体如下：
1.在关闭状态下，电磁铁10不带电，高压气体由通气接口P1 17进入，经通道E 20进入阀体1，并通过阻尼孔13进入主阀芯3的C腔 12，通过主阀芯3的径向孔7再经由通道F 4进入先导阀的D腔 15。先导阀芯8在先导阀弹簧6和高压气体的压力下压在先导阀座9上，阀口B 16闭合，高压气体无法流通。气体联通各处均处于高压，主阀芯3在主阀弹簧2和高压气体的压力下，压在阀体1上，阀口A 14闭合，此时电磁阀处于非通电关闭状态。
2.当电磁铁10得电后，电磁铁10的推杆推动先导阀芯8向左侧移动，打开阀口B16,高压气体经由排气通道内的路径G由出气接口P2 18排出。由于高压气体产生流动，流经阻尼孔13的气体在主阀芯3的前后两侧产生压差，高压侧的压力就会推开主阀芯3使阀口A14打开，此时高压气体会经过排气通道内的路径K由出气接口P2 18排出，此时高压电磁气阀处于开启状态。
3.当电磁体再次断电时，电磁铁10的推杆缩回，先导阀芯8就会在先导阀弹簧6和气压的作用下使先导阀芯8向右移动，关闭阀口B 16，此通道被截断，此时阻尼孔13没有空气流动，主阀芯3前后两侧的压力相同，并在主阀弹簧2的作用下，主阀芯3右移，将阀口A 14封闭，电磁气阀关闭。
4.本发明的阀体1内设置有安全阀11，设定压力为35MPa,当压力达到设定的安全压力时，高压气体将安全阀钢球顶开，经安全阀11由泄压接口P3 19排放。由于高压气体产生流动，流经阻尼孔13的气体在主阀芯3前后两侧产生压差，高压侧的压力就会推开主阀芯3使阀口A 14打开，此时高压气体会经过排气通道内的路径K由出气接口P2 18排出。实现安全保护。当压力降低后安全阀再次关闭，主阀芯3再次关闭，对系统进行保压。
阀口A 14和阀口B 15的接触件材料硬度不同材料，分别为铜合金和不锈钢，及兼顾了腐蚀耐受性又软硬相兼，保证了可靠的密封。
本发明可应用于深海采矿、深海勘探与开发、深海探测等领域，并可向压力更高，通径更大的方向拓展，而且，解决了海样工程液压打桩锤水下施工的难题。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种高压锥密封二级电磁气阀，包括阀体，阀体的一侧设置有电磁铁，其特征在于：所述阀体的内部设置有主阀和先导阀，主阀的一侧设置有阻尼孔，气体流动时在阻尼孔的两侧可产生使主阀开启的压差来控制主阀的开启和闭合，阻尼孔通过通道E与设置在阀体上的通气接口P1相连通，主阀的内侧沿径向设置有用于连通主阀与通道F的径向孔，通道F远离主阀的一端连接至先导阀；
电磁铁的推杆可带动先导阀滑动以开启先导阀，先导阀的阀口B以及主阀的阀口A均通过排气通道连接至出气接口P2。
2.根据权利要求1所述的一种高压锥密封二级电磁气阀，其特征在于：所述主阀包括主阀芯和主阀弹簧，主阀芯的内部具有容纳主阀弹簧的C腔。
3.根据权利要求2所述的一种高压锥密封二级电磁气阀，其特征在于：所述先导阀包括先导阀套、先导阀弹簧、先导阀芯以及先导阀座，先导阀套与先导阀座间相互配合并形成用于容纳先导阀芯的D腔，先导阀芯的其中一端设置有所述的先导阀弹簧。
4.根据权利要求3所述的一种高压锥密封二级电磁气阀，其特征在于：所述通道F还通过泄压通道连接至泄压接口P3，泄压通道上设置有安全阀。
5.根据权利要求1所述的一种高压锥密封二级电磁气阀，其特征在于：所述主阀和先导阀并排设置。
6.根据权利要求1所述的一种高压锥密封二级电磁气阀，其特征在于：所述出气接口P2与电磁铁位于阀体的同一侧。
7.根据权利要求1所述的一种高压锥密封二级电磁气阀，其特征在于：所述阀体未设置电磁铁的一端呈锥形。
8.根据权利要求7所述的一种高压锥密封二级电磁气阀，其特征在于：所述的主阀与阀体之间以及先导阀与阀体之间均采用金属线密封。
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