CN117128207A - 一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，属于数字阀领域；数字阀包括：相互固定的阀帽和阀座，阀帽内设有线圈，线圈骨架的中心处固定连接有衔铁，阀座内固定连接有阀套，阀套的中心滑动配合有阶梯状阀芯杆，阶梯状阀芯杆左端与衔铁之间设有复位弹簧，右端设有阀芯锥，阀座的内孔中固定有底座，阀芯锥能够将底座内的通道密封；阶梯状阀芯杆左端和线圈骨架之间设有圆环件和导磁环，圆环件与阶梯状阀芯杆固定，导磁环内开有三组导磁环流道，阀套上开有三组阀套流道底座开有三个流道，每组阀套流道与导磁环流道和底座上的流道角度相对应共同构成一个流道；通过控制线圈的通断电，能够分别实现油液从第一出油通道和第二出油通道排出。

Description

一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀

技术领域

本发明属于数字阀领域，具体涉及一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀。

背景技术

数字阀采用PWM控制方法，容易实现流体控制技术与计算机技术的结合，直接接收数字脉冲信号，实现阀口的启闭，广泛应用于工程机械工业行业中，具有广阔的应用前景，较好的经济社会效益。现有的数字阀大多只有一个工作油口，只能控制一个负载口，无法满足系统同时控制两个负载口的需求，从而液压系统的液压阀的数量较多，不仅导致系统过于繁琐，降低了液压控制系统可靠性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，解决了现有技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，包括相互固定的阀帽和阀座，阀帽内固定有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有线圈，线圈骨架的中心处固定连接有衔铁，阀座内固定连接有阀套，阀套的中心滑动配合有阶梯状阀芯杆，阶梯状阀芯杆左端与衔铁之间设有复位弹簧；阶梯状阀芯杆的右端设有阀芯锥，阀座的内孔中固定有底座，阀芯锥能够将底座内的通道密封；

阶梯状阀芯杆左端和线圈骨架之间设有圆环件和导磁环，圆环件与阶梯状阀芯杆固定，导磁环内开有三组导磁环流道，并呈120°环形阵列分布；阀套上开有三组阀套流道，并与导磁环流道角度对应；底座开有三个流道间隔120°环形阵列分布，每组阀套流道与导磁环流道和底座上的流道角度相对应共同构成一个流道；

阀座内设有进油通道、第一出油通道和第二出油通道；通过控制线圈的通断电，能够分别实现油液从第一出油通道和第二出油通道排出。

进一步地，所述阶梯状阀芯杆与阀芯锥之间设有调整弹簧，来实现弹性连接。

进一步地，所述阀座的内孔中开设有内螺纹，与底座上的外螺纹相互配合。

进一步地，所述导磁环右端面与阀帽右端面在同一平面上。

进一步地，所述圆环件中设置有内螺纹，与阶梯状阀芯杆左端的外螺纹相互配合。

进一步地，所述阀帽的一端为外六角结构，另一端为圆柱形结构，阀帽的侧面开有槽孔，用于线圈引线，阀座的外圆柱面有外螺纹。

进一步地，所述线圈骨架右侧台阶面与阀座左侧台阶面之间安装有第一密封圈，导磁环右端面与阀套左端面之间安装有第二密封圈；阀座外圆柱面上安装有第三密封圈、第五密封圈和第六密封圈，阀套外圆柱面与阀座内圆柱面安装有第四密封圈和第七密封圈，阀套的右端面与底座的左端面安装有第八密封圈，阀座右侧端面安装有第九密封圈。

进一步地，所述阀帽、阶梯状阀芯杆和圆环件均采用软磁材料。

进一步地，所述阀座的左端内孔与阀套配合固定。

进一步地，所述线圈骨架的右端外圆柱面和阀帽的右端内圆柱面构成圆环孔，阀座左端台阶与该圆环孔配合固定。

本发明的有益效果：

1、通过在设置阶梯状阀芯杆与阀芯锥之间设有调整弹簧，自调整阀芯锥与底座的密封程度，从而达到磨损后泄漏自调整补偿的目的，以缓解在持续工作频繁启闭后磨损造成泄漏的问题。

2、阶梯状阀芯杆左端与圆环件螺纹配合成一体，当线圈通电，衔铁吸引阀芯杆与圆环件，使得响应更快。

3、通过旋合螺纹配合的底座可以调整气隙的大小来调整电磁力，不同间隙对应不同的电磁特性，从而间接调整数字阀的动静态特性；

4、在未通电情况下，保持第二出油口处于开启状态，第一出油口处于关闭状态，在通电情况下，第二出油口处于关闭状态，第一出油口处于开启状态，协调两个出油口的启闭状态满足不同工况；阀芯左端采用面封闭，右端阀芯锥与底座采用锥封闭，从而满足不同油口启用工况的密封要求。现有的数字阀大多只有一个工作油口，只能控制一个负载口，无法满足系统同时控制两个负载口的需求。提出的数字阀本质上是一种二位三通阀，相较于二位二通阀，在控制系统中，可减少液压系统中电磁阀的数量，从而降低成本。

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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明数字阀的整体结构示意图；

图2是本发明的数字阀常态位置整体结构的剖面简图；

图3是本发明的数字阀电磁铁工作状态整体结构的剖面简图；

图4是本发明数字阀的图形符号。

其中，1-阀帽；2-线圈骨架；3-衔铁；4-线圈；5-复位弹簧；6-导磁环；7-第一密封圈；8-阶梯状阀芯杆；9-第二密封圈；10-第三密封圈；11-第四密封圈；12-阀座；13-第五密封圈；14-阀套；15-第六密封圈；16-第七密封圈；17-第八密封圈；18-阀芯锥；19-底座；20-进油通道；21-调整弹簧；22-第九密封圈；23-第一出油通道；24-第二出油通道；25-阀套流道、26-导磁环流道；27-圆环件。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，包括阀帽1，阀帽1的一侧设有固定连接的阀座12，阀帽1内固定连接有线圈骨架2，线圈骨架2上缠绕有线圈4，线圈骨架2的中心处固定连接有衔铁3，阀座12内固定连接有阀套14，阀套14的中心滑动配合有阀芯，阀芯包括阶梯状阀芯杆8，阶梯状阀芯杆8左端与衔铁3之间设有复位弹簧5；

阀芯的右端设有阀芯锥18，阶梯状阀芯杆8与阀芯锥18之间设有调整弹簧21，来实现弹性连接；阀座12的内孔中螺纹连接有底座19，在调整弹簧21的弹力作用下，阀芯锥18能够与底座19内的通道匹配形成密封，阀座12内设有进油通道20、第一出油通道23和第二出油通道24；

阶梯状阀芯杆8左端外圆柱面和线圈骨架2内圆柱面构成圆环孔，圆环孔内设有圆环件27和导磁环6，圆环件27有设内螺纹与阶梯状阀芯杆8左端外螺纹配合连接，导磁环6右端面与阀帽1右端面在同一平面上，导磁环6内开有三组导磁环流道26，并呈120°环形阵列分布，

阀套14上开有三组出油孔和阀套流道25，每组间隔120°环形阵列分布，三组阀套流道25与三组导磁环流道26角度相对应；底座开有三个流道间隔120°环形阵列分布，每组阀套流道25与导磁环流道26和底座上的流道角度相对应共同构成一个流道，当线圈不通电时，通过该流道进油。

如图2所示，当线圈4失电时，由于没有电磁力作用，由阶梯状阀芯杆8和阀芯锥18构成的阀芯在复位弹簧5的恢复形变弹性作用下，阀芯沿着轴向从左往右运动，使阀芯右端的阀芯锥18的锥面与底座19左端通道接触处于密封状态，第一出油通道23处于关闭状态，阀芯左端的台阶与导磁环6的右端面不接触处于打开状态，第二出油通道24处于开启状态，油液只能通过底座19流道、阀套14的阀套流道25与导磁环6的导磁环流道26，最终到达第二出油通道24；油液路径如图2中的P-B；

如图3所示，线圈4得电时，阶梯状阀芯杆8的左端与圆环件27螺纹配合成一体被衔铁3所吸引，阀芯与圆环件27整体沿着轴向由右往左运动，使复位弹簧5压缩，阀芯的左端台阶与导磁环6右端面接触形成面密封状态，第二出油通道24处于关闭状态，同时阀芯右端的阀芯锥18与底座19的通道密封打开，第一出油通道23处于开启状态，油液能从底座19中间流道进入，从第一出油通道23排出；油液路径如图3中的P-A。

在本实施例中，阀帽1的一端为外六角结构，便于拆卸；另一端为圆柱形结构，阀帽1的侧面开有槽孔，用于线圈4引线，阀座12的外圆柱面有外螺纹，便于与阀块安装。

阀座12的左端内孔与阀套14固定连接，阀座12的右端内螺纹孔与底座19螺纹配合。线圈骨架2的右端外圆柱面和阀帽1的右端内圆柱面构成圆环孔，所述阀座12左端台阶与该圆环孔固定连接。

在本实施例中，线圈骨架2右侧台阶面与阀座12左侧台阶面之间安装有第一密封圈7，导磁环6右端面与阀套14左端面之间安装有第二密封圈9；阀座12外圆柱面上安装有第三密封圈10、第五密封圈13和第六密封圈15，阀套14外圆柱面与阀座12内圆柱面安装有第四密封圈11和第七密封圈16，阀套14的右端面与底座19的左端面安装有第八密封圈17，阀座12右侧端面安装有第九密封圈22；

其中，第一密封圈7和第二密封圈9是当第二出油通道开启24时防止油液泄漏；第三密封圈10、第五密封圈13和第六密封圈15是数字阀与阀块连接后，防止不同出油通道开启时，油液泄漏；第四密封圈11和第七密封圈16是保持阀套14和阀座12之间的密封；第八密封圈17是隔绝数字阀常态流道和工作状态流道油液泄漏；第九密封圈22是数字阀与阀块安装后，防止进油通道20处油液泄漏。

需要注意的是，在本实施例中，阀帽1、阶梯状阀芯杆8和圆环件27均采用软磁材料，构成闭合电磁回路。

阶梯状阀芯杆8与圆环件27螺纹配合的左端面被衔铁3所吸引，磁路面积更大，使得阀芯的响应更快。

此外，为了解决长时间工作阀芯频繁启闭，阀芯锥18与底座19接触处磨损造成油液泄漏；本实施例中，在阶梯状阀芯杆8和阀芯锥18之间设有调整弹簧21，调整弹簧21在弹性作用下调整阀芯锥18与底座19中间通道接触位置，使得重新形成完好锥密封状态，实现磨损后泄漏自补偿的目的。

值得一提的是，阀座12的右端内螺纹孔与底座19螺纹配合，通过旋合螺纹改变底座19的位置，调整阶梯状阀芯杆8左端面与衔铁3右端面的气隙距离，从而改变电磁力的大小，不同间隙对应不同的电磁特性，从而间接调整数字阀的动静态特性。

如图4所示，当线圈4通电时，图形符号左端工作，P口与A口接通，进油通道20与第一出油通道23连通；当线圈4未通电时，在复位弹簧5作用下，图形符号右端工作，P口与B口接通，进油通道20与第二出油通道24连通。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，包括相互固定的阀帽(1)和阀座(12)，其特征在于，阀帽(1)内固定有线圈骨架(2)，线圈骨架(2)上缠绕有线圈(4)，线圈骨架(2)的中心处固定连接有衔铁(3)，阀座(12)内固定连接有阀套(14)，阀套(14)的中心滑动配合有阶梯状阀芯杆(8)，阶梯状阀芯杆(8)左端与衔铁(3)之间设有复位弹簧(5)；阶梯状阀芯杆8的右端设有阀芯锥(18)，阀座(12)的内孔中固定有底座(19)，阀芯锥(18)能够将底座(19)内的通道密封；

阶梯状阀芯杆(8)左端和线圈骨架(2)之间设有圆环件(27)和导磁环(6)，圆环件(27)与阶梯状阀芯杆(8)固定，导磁环(6)内开有三组导磁环流道(26)，并呈120°环形阵列分布；阀套(14)上开有三组阀套流道(25)，并与导磁环流道(26)角度对应；底座开有三个流道间隔120°环形阵列分布，每组阀套流道(25)与导磁环流道(26)和底座上的流道角度相对应共同构成一个流道；

阀座(12)内设有进油通道(20)、第一出油通道(23)和第二出油通道(24)；通过控制线圈(4)的通断电，能够分别实现油液从第一出油通道(23)和第二出油通道(24)排出。

2.根据权利要求1所述的一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，其特征在于，所述阶梯状阀芯杆(8)与阀芯锥(18)之间设有调整弹簧(21)，来实现弹性连接。

3.根据权利要求2所述的一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，其特征在于，所述阀座(12)的内孔中开设有内螺纹，与底座(9)上的外螺纹相互配合。

4.据权利要求1所述的一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，其特征在于，所述导磁环(6)右端面与阀帽(1)右端面在同一平面上。

5.根据权利要求1所述的一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，其特征在于，所述圆环件(27)中设置有内螺纹，与阶梯状阀芯杆(8)左端的外螺纹相互配合。

6.根据权利要求1所述的一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，其特征在于，所述阀帽(1)的一端为外六角结构，另一端为圆柱形结构，阀帽(1)的侧面开有槽孔，用于线圈(4)引线，阀座(12)的外圆柱面有外螺纹。

7.根据权利要求1所述的一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，其特征在于，所述线圈骨架(2)右侧台阶面与阀座(12)左侧台阶面之间安装有第一密封圈(7)，导磁环(6)右端面与阀套(14)左端面之间安装有第二密封圈(9)；阀座(12)外圆柱面上安装有第三密封圈(10)、第五密封圈(13)和第六密封圈(15)，阀套(14)外圆柱面与阀座(12)内圆柱面安装有第四密封圈(11)和第七密封圈(16)，阀套(14)的右端面与底座(19)的左端面安装有第八密封圈(17)，阀座(12)右侧端面安装有第九密封圈(22)。

8.根据权利要求1所述的一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，其特征在于，所述阀帽(1)、阶梯状阀芯杆(8)和圆环件(27)均采用软磁材料。

9.根据权利要求1所述的一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，其特征在于，所述阀座(12)的左端内孔与阀套(14)配合固定。

10.根据权利要求1所述的一种泄漏自补偿双向启闭的数字阀，其特征在于，所述线圈骨架(2)的右端外圆柱面和阀帽(1)的右端内圆柱面构成圆环孔，阀座(12)左端台阶与该圆环孔配合固定。