CN117927523A - 纯水支架用电液控换向阀阀芯、电液换向阀及液压支架 - Google Patents

Abstract

本发明为一种纯水支架用电液控换向阀阀芯、电液换向阀及液压支架，该阀芯包括阀座、阀帽和活塞杆，阀座内具有第一内腔、控制通道和回液通道；阀帽具有进液通道，阀帽与阀座相连，以使阀帽的内部与第一内腔相贯通形成容置通道；活塞杆的具有过流通道、过流孔和工作口，活塞杆上设置有密封肩部；当活塞杆位于第一位置时，密封肩部与进液通道的出液口相错开，并在容置通道内且位于活塞杆的外壁、进液通道的出液口与密封肩部之间形成暂存腔，密封肩部具有第一切面，第一切面由远离暂存腔至靠近暂存腔方向被配置为沿进液通道内液体的流向或趋近于进液通道内液体的流向倾斜。本发明解决了以纯水作为液压传动介质易造成阀芯内部结构气蚀的技术问题。

Description

纯水支架用电液控换向阀阀芯、电液换向阀及液压支架

技术领域

本发明涉及煤矿开采领域，进一步的，涉及一种纯水支架用电液控换向阀阀芯、电液换向阀及液压支架，尤其涉及一种以纯水作为工作介质的纯水支架用电液控换向阀阀芯、电液换向阀及液压支架。

背景技术

在煤矿综采工作面中，电液换向阀是操作控制矿用液压支架必需的液压元件，其换向性能关乎到整个采煤作业的效率，是影响煤矿安全生产的重要因素。

目前，液压支架主要以乳化液（乳化液一般由水、基础油、乳化剂以及其它添加剂组成）为工作介质，而以乳化液为液压传动介质的液压系统，不仅使用成本高，而且使用后乳化液的废液排放清理较为麻烦，一旦乳化液发生泄漏还会造成井下环境及土壤的严重污染，因此，液压支架采用纯水作为液压传动介质代替乳化液是必然的发展方向。而采用经过过滤的、不添加任何辅助成分的纯水作为能量转换、传递和控制介质的流体传动方式，是一种经济、绿色、安全的传动技术。

现有的电液换向阀从结构及材质等方面还无法适用于纯水作为液压传动介质，如果以纯水作为液压传动介质，不仅需要对现有电液换向阀在结构参数和材料上进行调整，还需要充分考虑纯水的理化性质。其一，需要考虑电液换向阀的密封性能的问题，由于在相同温度条件下，纯水的运动粘度低，因而在同等泄漏间隙下其泄漏量约为乳化液的20倍，而现有的动密封结构多采用O形圈配合挡圈的形式，易出现粘滑运动及挤出的可能，同时密封结构的加工精度低，对于纯水更易产生泄漏的问题；其二，需要对采用纯水时在电液换向阀中产生的气蚀特性（纯水在由进液口进入至阀芯内部时，由于空间的改变而造成水体流动形式的改变，使得纯水中产生大量气泡，尤其气泡的爆开而对器件表面造成的腐蚀）进行考虑，由于现有电液换向阀的阀芯过流部件的材质多采用铁素体不锈钢Y10Cr17，该材质的热处理硬度仅能达到HRC35，无法抵抗气蚀带来的损坏（材料硬度越高，抗疲劳性能越好，则抗气蚀性能越好），另外，纯水的气化压力约为乳化油的千倍，而且纯水中存在大量的空气（气泡形式），更易发生气蚀现象，而导致密封面的损伤造成泄漏，影响阀芯的正常使用，大大降低产品使用寿命和使用效果。

针对相关技术中采用纯水作为电液换向阀的液压传动介质易造成阀芯中过流部件气蚀的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明提出一种纯水支架用电液控换向阀阀芯、电液换向阀及液压支架，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纯水支架用电液控换向阀阀芯、电液换向阀及液压支架，通过改变阀芯内部且靠近进液口处的过流部件的结构，来提升阀芯的抗气蚀能力，有效延缓气蚀对阀芯造成的损坏，即使采用纯水作为液压传动介质也能保证电液换向阀良好的密封性能。

本发明的目的可采用下列方案来实现：

本发明提供了一种纯水支架用电液控换向阀阀芯，所述纯水支架用电液控换向阀阀芯包括：

阀座，所述阀座为一端开口、一端封口的筒状，所述阀座内具有与其开口端贯通的第一内腔，所述阀座上至少具有分别与所述第一内腔连通的控制通道和回液通道；

阀帽，所述阀帽为两端开口的筒状，所述阀帽上至少具有与其内部连通的进液通道，所述阀帽的一端与所述阀座的所述开口端相连，以使所述阀帽的内部与所述第一内腔相贯通形成容置通道；

能移动地设置于所述容置通道内的活塞杆，所述活塞杆的内部具有过流通道，所述活塞杆上至少具有分别与所述过流通道连通的过流孔和工作口，所述活塞杆上设置有外凸的密封肩部，所述活塞杆在所述容置通道内至少能在导通所述进液通道的第一位置与关断所述进液通道的第二位置之间移动；

当所述活塞杆位于所述第一位置时，所述密封肩部与所述进液通道的出液口相错开，并在所述容置通道内且位于所述活塞杆的外壁、所述进液通道的出液口与所述密封肩部之间形成可容纳液体的暂存腔，所述进液通道的出液口与所述暂存腔连通，所述密封肩部具有第一切面，所述第一切面由远离所述暂存腔至靠近所述暂存腔方向被配置为沿所述进液通道内液体的流向或趋近于所述进液通道内液体的流向倾斜。

在本发明的一较佳实施方式中，当由所述控制通道向所述第一内腔中通入压力液时，所述压力液用于推动所述活塞杆移动至所述第一位置，所述进液通道的出液口依次通过所述暂存腔和所述过流孔与所述过流通道连通，进入所述过流通道内的液体通过所述工作口对外输出。

在本发明的一较佳实施方式中，当停止由所述控制通道向所述第一内腔中通入压力液时，所述活塞杆移动至所述第二位置，至少所述密封肩部的部分位置封堵所述进液通道的出液口，以使所述进液通道的出液口与所述过流孔相断开，所述工作口停止对外输出液体。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一切面与水平方向之间的第一夹角α为20°。

在本发明的一较佳实施方式中，所述进液通道的出液口与所述密封肩部之间具有过流间隙；

所述密封肩部具有第二切面，当所述活塞杆位于所述第一位置时，所述第二切面由远离所述暂存腔至靠近所述暂存腔方向被配置为沿所述进液通道内液体的流向或趋近于所述进液通道内液体的流向倾斜，且所述第二切面与水平方向之间的第二夹角β大于所述第一夹角α；

所述液体由所述进液通道的出液口流至所述暂存腔过程中，所述液体依次流经所述过流间隙、所述第一切面和所述第二切面。

在本发明的一较佳实施方式中，所述过流间隙的宽度为100μm。

在本发明的一较佳实施方式中，所述纯水支架用电液控换向阀阀芯还包括设置于所述容置通道内的密封垫环，所述密封垫环具有第三切面，当所述活塞杆移动至所述第二位置时，所述密封肩部上的所述第二切面与所述密封垫环上的所述第三切面紧密贴合。

在本发明的一较佳实施方式中，所述阀帽的两端分别为第一端和第二端，所述第一端和所述第二端分别与所述阀帽的内部相贯通，所述阀帽的所述第一端与所述阀座的所述开口端相连，当所述活塞杆位于所述第一位置时，所述活塞杆上的所述工作口穿过所述阀帽的所述第二端伸出至所述阀帽的外部；

所述纯水支架用电液控换向阀阀芯还包括挡圈，所述第一内腔的内壁上设置有第一定位凸台，所述密封垫环和所述挡圈依次压紧于所述阀帽的所述第一端与所述第一定位凸台之间。

在本发明的一较佳实施方式中，所述密封垫环的材质为聚醚醚酮。

在本发明的一较佳实施方式中，所述阀帽的内壁上设置有第二定位凸台，以在所述阀帽的内壁、所述活塞杆的外壁、所述第二定位凸台与所述密封肩部之间合围形成容置腔，所述容置腔内设置有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与所述第二定位凸台和所述密封肩部相抵，当停止向所述第一内腔中通入压力液时，所述第一弹簧的弹力推动所述活塞杆向所述第二位置移动。

在本发明的一较佳实施方式中，所述阀帽的两端分别为第一端和第二端，所述第一端和所述第二端分别与所述阀帽的内部相贯通，所述阀帽的所述第一端与所述阀座的所述开口端相连；

所述容置腔与所述阀帽的所述第二端之间设置有密封圈，所述密封圈压紧于所述阀帽的内壁与所述活塞杆的外壁之间。

在本发明的一较佳实施方式中，所述纯水支架用电液控换向阀阀芯还包括能移动地设置于所述第一内腔中的活塞，所述活塞内部具有第二内腔，且所述活塞上具有与所述第二内腔贯通的开口，所述第二内腔中设置有第二弹簧，所述活塞杆上远离所述工作口一侧的端部穿过所述活塞上的开口伸入至所述第二内腔中，所述第二弹簧的两端分别与所述活塞杆的端部和所述第二内腔的底部内壁相连；

当停止由所述控制通道向所述第一内腔中通入压力液时，所述第二弹簧的弹力推动所述活塞先于所述活塞杆向靠近所述控制通道方向移动。

在本发明的一较佳实施方式中，当所述活塞杆位于所述第一位置时，所述活塞移动至对所述回液通道的进液口封堵的位置。

在本发明的一较佳实施方式中，当所述活塞杆位于所述第二位置时，所述活塞移动至与所述回液通道的进液口相错开的位置，所述回液通道依次通过容置通道、所述过流孔和所述过流通道与所述工作口连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述活塞杆上远离所述工作口一侧的端部具有凹部，至少所述第二弹簧的部分位置位于所述凹部内，所述第二弹簧的两端分别与所述凹部的底部内壁和所述第二内腔的底部内壁相连。

在本发明的一较佳实施方式中，所述活塞与所述阀座之间设置有密封圈，所述密封圈压紧于所述活塞的外壁与所述第一内腔的内壁之间。

在本发明的一较佳实施方式中，所述活塞与所述活塞杆之间设置有密封圈，所述密封圈压紧于所述活塞杆的外壁与所述第二内腔的内壁之间。

在本发明的一较佳实施方式中，所述密封圈为格莱圈。

在本发明的一较佳实施方式中，所述活塞杆的材质为不锈钢9Cr18MoV。

本发明提供了一种电液换向阀，所述电液换向阀包括电磁先导阀和液控换向阀，所述液控换向阀具有上述的纯水支架用电液控换向阀阀芯。

本发明提供了一种液压支架，所述液压支架包括至少一个液压缸和上述的电液换向阀，所述电液换向阀的工作端与所述液压缸相连。

由上所述，本发明的纯水支架用电液控换向阀阀芯、电液换向阀及液压支架的特点及优点是：

阀座与阀帽相连并在二者内部形成贯通的容置通道，活塞杆能沿容置通道的延伸方向在容置通道内的导通进液通道的第一位置与关断进液通道的第二位置之间移动，当活塞杆位于第二位置时，活塞杆上设置的密封肩部的至少部分位置能够对进液通道的出液口进行封堵，进液通道关断，不会有液体从活塞杆上与过流通道连通的工作口对外输出，此时，液控换向阀停止工作；当活塞杆位于第一位置时，活塞杆上设置的密封肩部与进液通道的出液口相错开，并在容置通道内且位于活塞杆的外壁、进液通道的出液口与密封肩部之间形成可容纳液体的暂存腔，进液通道导通，进液通道的出液口依次通过暂存腔和活塞杆上的过流孔与过流通道连通，进入过流通道内的液体可通过工作口对外输出，此时，液控换向阀工作处于工作状态。

由于在活塞杆上设置有外凸的密封肩部，密封肩部具有第一切面，当活塞杆位于第一位置时，第一切面由远离暂存腔至靠近暂存腔方向被配置为沿进液通道内液体的流向或趋近于进液通道内液体的流向倾斜，其一，第一切面可对液体由进液通道流入暂存腔起到导向、引流的作用，使由进液通道至暂存腔之间的流道逐渐扩宽，避免由于空间的突然增大导致进入暂存腔内的液体的流速和/或流向发生较大改变，进而有效避免了液体内气泡的大量增加，达到降低气泡爆裂造成密封肩部气蚀的目的；其二，由于第一切面的设置，避免了水流进入暂存腔过程中直接对密封肩部表面的直接冲击，也能够达到降低密封肩部被气蚀的效果。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明纯水支架用电液控换向阀阀芯中进液口关断状态下的正视截面图。

图2：为本发明纯水支架用电液控换向阀阀芯中进液口导通状态下的正视截面图。

图3：为本发明纯水支架用电液控换向阀阀芯中活塞杆的正视截面图。

图4：为图3中A位置的局部放大图。

图5：为本发明纯水支架用电液控换向阀阀芯中进液口与活塞杆的密封肩部之间位置的局部放大图。

图6：为本发明纯水支架用电液控换向阀阀芯中密封垫环的正视截面图。

图7：为图6中B位置的局部放大图。

图8：为本发明纯水支架用电液控换向阀阀芯中密封圈的正视截面图。

图9：为本发明纯水支架用电液控换向阀阀芯中密封圈装配状态下的局部放大图。

本发明中的附图标号为：

1、阀座； 101、第一内腔；

102、控制通道； 103、回液通道；

104、第一定位凸台； 2、阀帽；

201、进液通道； 202、第二定位凸台；

3、活塞； 301、第二内腔；

4、活塞杆； 401、过流通道；

402、工作口； 403、过流孔；

404、密封肩部； 4041、第一切面；

4042、第二切面； 405、凹部；

5、暂存腔； 6、容置腔；

7、第一弹簧； 8、第二弹簧；

9、密封圈； 901、第一密封部；

9011、压紧槽； 902、第二密封部；

10、密封垫环； 1001、第三切面；

11、挡圈； 12、过流间隙。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本发明中所述的“左”、“右”等具有指示方向性的词语，均以图1或图2中的“左”、“右”等方向为准，其意在更加明确地对方案进行阐述，并不对本方案中各部分的方向进行限定，在此一并说明。

实施方式一

如图1至图5所示，本发明提供了一种纯水支架用电液控换向阀阀芯，该纯水支架用电液控换向阀阀芯包括阀座1、阀帽2和活塞杆4，阀座1为一端开口、一端封口（图1、图2中阀座1为左端开口、右端封口）的筒状，阀座1内具有与阀座1的开口端贯通的第一内腔101，阀座1上至少具有分别与第一内腔101连通的控制通道102和回液通道103；阀帽2为两端开口（图1、图2中阀帽2为左、右两端分别开口）的筒状，阀帽2上至少具有与阀帽2内部连通的进液通道201，阀帽2位于阀座1的左侧，且阀帽2的右端与阀座1的开口端相连，以使阀帽2的内部与阀座1的第一内腔101相贯通形成容置通道；活塞杆4能移动地设置于容置通道内，活塞杆4的内部具有过流通道401，活塞杆4上至少具有分别与过流通道401连通的过流孔403和工作口402，活塞杆4的外壁上设置有外凸的密封肩部404，且密封肩部404具有第一切面4041，活塞杆4在容置通道内至少能沿容置通道的延伸方向（即：容置通道的轴向）在导通进液通道201的第一位置与关断进液通道201的第二位置之间移动；当活塞杆4位于第一位置时，活塞杆4的密封肩部404与进液通道201的出液口相错开，并在容置通道内且位于活塞杆4的外壁、进液通道201的出液口与密封肩部404之间形成可用于暂时容纳液体的暂存腔5，此时，进液通道201的出液口与暂存腔5连通，密封肩部404的第一切面4041由远离暂存腔5至靠近暂存腔5方向被配置为沿进液通道201内液体的流向或趋近于进液通道201内液体的流向倾斜。

本发明中，阀座1与阀帽2相连并在二者内部形成贯通的容置通道，活塞杆4能沿容置通道的延伸方向在容置通道内的导通进液通道201的第一位置与关断进液通道201的第二位置之间移动，当活塞杆4位于第二位置时，活塞杆4上设置的密封肩部404的至少部分位置能够对进液通道201的出液口进行封堵，以关断进液通道201，不会有液体从活塞杆4上与过流通道401连通的工作口402对外输出，此时，液控换向阀停止工作；当活塞杆4位于第一位置时，活塞杆4上设置的密封肩部404与进液通道201的出液口相错开，并在容置通道内且位于活塞杆4的外壁、进液通道201的出液口与密封肩部404之间形成暂存腔5，进液通道201导通，进液通道201的出液口依次通过暂存腔5和活塞杆4上的过流孔403与过流通道401连通，进入过流通道401内的液体可通过工作口402对外输出，此时，液控换向阀工作处于工作状态，从而通过对密封肩部404的位置调节，可实现对液控换向阀工作状态的控制。

另外，本发明中，由于在活塞杆4上设置有外凸的密封肩部404，密封肩部404具有第一切面4041，当活塞杆4位于第一位置时，第一切面4041由远离暂存腔5至靠近暂存腔5方向被配置为沿进液通道201内液体的流向或趋近于进液通道内液体的流向倾斜（即：第一切面4041由远离暂存腔5至靠近暂存腔5方向被配置为沿进液通道201的延伸方向或趋近于进液通道201的延伸方向倾斜），在液体由进液通道201流入暂存腔5的过程中，其一，第一切面4041可对液体由进液通道201流入暂存腔5起到导向、引流的作用，使由进液通道201至暂存腔5之间的流道逐渐扩宽，避免由于空间的突然增大导致进入暂存腔5内的液体的流速和/或流向发生较大改变，减缓液体产生的紊流形态，进而有效避免了液体内气泡的大量增加，达到降低气泡爆裂造成密封肩部404气蚀的目的；其二，由于第一切面4041的设置，避免了水流进入暂存腔5过程中直接对密封肩部404表面的直接冲击，也能够达到降低密封肩部404被气蚀的效果。因此，通过改变靠近进液通道201的出液口处的密封肩部404的结构，可提升容置通道内部结构，尤其是密封肩部404的抗气蚀能力，有效延缓气蚀对阀芯造成的损坏，即使采用纯水作为液压传动介质也能保证液控换向阀良好的密封性能。

在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，控制通道102位于阀座1的右端或靠近右端的位置，控制通道102与第一内腔101的右端（即：第一内腔101的底部）相连通，回液通道103位于控制通道102的左侧，回液通道103的数量为多个，多个回液通道103沿阀座1的周向间隔排布；工作口402和过流孔403分别与过流通道401的左端和右端连通，工作口402位于密封肩部404的左侧，工作口402即为过流通道401的左端端口，工作口402直接与过流通道401的左端连通；过流孔403位于密封肩部404的右侧，过流孔403的数量为多个，多个过流孔403沿活塞杆4的周向间隔排布。活塞杆4的密封肩部404为沿活塞杆4的周向设置的环状，活塞杆4的密封肩部404可在回液通道103与进液通道201之间形成密封，当进液通道201与过流孔403连通时，回液通道103被封堵；当回液通道103与过流孔403连通时，进液通道201被封堵。

当由控制通道102向第一内腔101中通入压力液时，压力液用于推动活塞杆4向左移动至第一位置，进液通道201的出液口依次通过暂存腔5和过流孔403与过流通道401连通，进入过流通道401内的液体通过工作口402对外输出；当停止由控制通道102向第一内腔101中通入压力液时，活塞杆4向右移动至第二位置，使得至少密封肩部404的部分位置封堵进液通道201的出液口，以使进液通道201的出液口与过流孔403相断开，工作口402停止对外输出液体。

在本发明的一个可选实施例中，如图3至图5所示，进液通道201的轴向和第一切面4041均沿斜向设置，第一切面4041与水平方向之间的第一夹角α为20°。

进一步的，如图5所示，进液通道201的出液口与密封肩部404之间具有过流间隙12；密封肩部404具有第二切面4042，当活塞杆4位于第一位置时，第二切面4042由远离暂存腔5至靠近暂存腔5方向被配置为沿进液通道201内液体的流向或趋近于进液通道201内液体的流向倾斜（即：第二切面4042由远离暂存腔5至靠近暂存腔5方向被配置为沿进液通道201的延伸方向或趋近于进液通道201的延伸方向倾斜），且第二切面4042与水平方向之间的第二夹角β大于第一切面4041与水平方向之间的第一夹角α，使得液体由进液通道201的出液口流至暂存腔5过程中，液体依次流经过流间隙12、第一切面4041和第二切面4042，使得由进液通道201至暂存腔5之间的流道分段逐渐扩宽，有效避免了液体在流动过程中气泡的大量产生，达到降低气蚀的效果。其中，过流间隙12的宽度可为但不限于100μm。

经仿真实验，当过流间隙12的宽度为100μm，且第一切面4041与水平方向之间的第一夹角α为20°时，液体在流入暂存腔5的过程中，不产生气蚀现象的最大时间增加，从而通过对过流间隙12以及第一切面4041的具体参数的设定，可最大限度降低密封面上产生气蚀的可能性。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2、图6、图7所示，纯水支架用电液控换向阀阀芯还包括密封垫环10，密封垫环10沿容置通道的周向固定设置于容置通道内，且密封垫环10在容置通道的轴向上位于进液通道201与回液通道103之间；如图7所示，密封垫环10的环形内缘且靠近密封肩部404一侧具有第三切面1001，当活塞杆4移动至第二位置时，密封肩部404上的第二切面4042与密封垫环10上的第三切面1001紧密贴合，密封肩部404的第二切面4042与密封垫环10的第三切面1001配合形成密封面，以对进液通道201与回液通道103之间进行密封分隔，以控制液控换向阀处于不同的工作状态。其中，密封垫环10可采用但不限于PEEK（聚醚醚酮）材料制成，PEEK材料具有一定自润滑性及耐磨性，以及高强度性能和抗腐蚀性能，使得密封垫环10在高压、腐蚀环境下依然能够被用作密封材料；另外，通过有限元仿真分析显示，第三切面1001的设置也能够减缓液体在该位置产生的紊流形态，从而降低密封垫环10气蚀的可能性。

在本发明的一个可选实施中，如图1至图3所示，阀帽2的右端为第一端，阀帽2的左端为第二端，第一端和第二端分别与阀帽2的内部相贯通，阀帽2的第一端与阀座1的开口端相连，当活塞杆4位于第一位置时，活塞杆4上的工作口402穿过阀帽2的第二端伸出至阀帽2的外部；纯水支架用电液控换向阀阀芯还包括挡圈11，第一内腔101的内壁上沿阀座1的周向设置有环形的第一定位凸台104，密封垫环10和挡圈11依次压紧于阀帽2的第一端与第一定位凸台104之间，以达到固定密封垫环10的目的。

在本发明的一个可选实施中，活塞杆4可采用但不限于不锈钢9Cr18MoV材质，从而可提高活塞杆4的硬度以及抗气蚀性能，从而可有效减少气蚀影响。现有技术中的以乳化作业液压传动液介质，其活塞杆常采用铁素体不锈钢Y10Cr17材质，其热处理硬度仅能达到HRC35，该硬度抗气蚀能力较差，而不锈钢9Cr18MoV材质的热处理硬度可达到HRC59，加工工艺采用热处理前半精加工，热处理后进行精磨达到配合尺寸精度以及要求光洁度，可达到高配合精度同时可有效降低密封泄漏量的效果。

在本发明的一个可选实施中，如图1、图2所示，阀帽2的内壁上沿阀帽2的周向设置有环形的第二定位凸台202，以在阀帽2的内壁、活塞杆4的外壁、第二定位凸台202与密封肩部404之间合围形成环状的容置腔6，容置腔6内设置有第一弹簧7，第一弹簧7套设于活塞杆4的外周，第一弹簧7的一端与第二定位凸台202相抵，第一弹簧7的另一端与密封肩部404相抵，当向第一内腔101中通入压力液时，活塞杆4向第一位置（向左）移动并压缩第一弹簧7；当停止向第一内腔101中通入压力液时，第一弹簧7复位，从而通过第一弹簧7的弹力推动活塞杆4向第二位置（向右）移动，以自动关断进液通道201。

进一步的，如图1、图2所示，容置腔6与阀帽2的第二端之间设置有至少一个密封圈9，密封圈9压紧于阀帽2的内壁与活塞杆4的外壁之间。其中，可在阀帽2的内壁上沿阀帽2的周向开设凹槽，密封圈9嵌设于凹槽内。

在本发明的一个可选实施中，如图1、图2所示，纯水支架用电液控换向阀阀芯还包括能移动地设置于第一内腔101中的活塞3，活塞3为一端开口的筒状，活塞3内部具有第二内腔301，且活塞3上具有与第二内腔301贯通的开口，第二内腔301中设置有第二弹簧8，活塞杆4上远离工作口402一侧的端部（即：活塞杆4的右端）穿过活塞3上的开口伸入至第二内腔301中，第二弹簧8的两端分别与活塞杆4的右端和第二内腔301的底部内壁相连；当向第一内腔101中通入压力液时，活塞3向左移动并压缩第二弹簧8；当停止由控制通道102向第一内腔101中通入压力液时，第二弹簧8复位，从而通过第二弹簧8的弹力推动活塞3先于活塞杆4向靠近控制通道102方向（向右）移动，以达到缓冲的目的。

本发明中，当活塞杆4位于第一位置时，活塞3移动至对回液通道103的进液口封堵的位置，可通过活塞3对回液通道103进行封堵；当活塞杆4位于第二位置时，活塞3移动至与回液通道103的进液口相错开的位置，回液通道103依次通过容置通道、过流孔403和过流通道401与工作口402连通。

具体的，如图1、图2所示，活塞杆4上远离工作口402一侧的端部（即：活塞杆4的右端）具有凹部405，至少第二弹簧8的部分位置位于凹部405内，第二弹簧8的一端与凹部405的底部内壁相连，第二弹簧8的另一端与第二内腔301的底部内壁相连。

进一步的，如图1、图2所示，活塞3与阀座1之间设置有至少一个密封圈9，密封圈9压紧于活塞3的外壁与第一内腔101的内壁之间。其中，可在活塞3的外壁上沿活塞3的周向开设凹槽，密封圈9嵌设于凹槽内。

进一步的，如图1、图2所示，活塞3与活塞杆4之间设置有至少一个密封圈9，密封圈9压紧于活塞杆4的外壁与第二内腔301的内壁之间。其中，可在活塞杆4的外壁上沿活塞杆4的周向开设凹槽，密封圈9嵌设于凹槽。

在本发明中，密封圈9可采用但不限于格莱圈。具体的，如图8、图9所示，密封圈9包括环形的第一密封部901和环形的第二密封部902，第一密封部901的内壁沿其周向形成有环形的压紧槽9011，第二密封部902过盈设置于压紧槽9011内。其中，第二密封部902可为O形圈，通过压紧槽9011可对O形圈进行定位，保证密封结构的稳定性。由于发明中采用纯水作为液压传动介质，存在粘度低、润滑性差和易造成元件腐蚀等缺点，因此，采用格莱圈作为密封件，其中，第一密封部901采用RPTFE（聚四氟乙烯）添加石墨成分制成，第二密封部902采用丁腈橡胶材质制成，两者配合密封，不仅节省空间，而且具有良好的自润滑性及抗腐蚀性，第二密封部902具有低永久变形的特点，第一密封部901与第二密封部902配合密封，可解决O形圈加挡圈结构的粘滑运动及易挤出的问题，同时可大大减小密封泄露量，保证良好的密封效果。

在本发明的一个可选实施中，阀帽2与阀座1之间可通过螺纹连接。当然，阀帽2与阀座1也可为一体成型。

本发明的纯水支架用电液控换向阀阀芯至少具有两个工作状态，当纯水支架用电液控换向阀阀芯处于关闭状态时，活塞杆4向右移动至第二位置，活塞杆4上的密封肩部404对进液通道201的出液口进行封堵，以使进液通道201的出液口与过流孔403相断开，工作口402停止对外输出液体，此时活塞杆4上的工作口402依次通过过流通道401和过流孔403与阀座1上的回液通道103连通；当纯水支架用电液控换向阀阀芯处于工作位置时，通过控制通道102向第一内腔101中通入压力液（纯水），并推动活塞杆4克服第一弹簧7的弹力向左移动至第一位置，活塞3向左移动并对回液通道103进行封堵，此时活塞杆4上的工作口402依次通过过流通道401、过流孔403和暂存腔5与进液通道201连通，纯水支架用电液控换向阀阀芯进入工作状态，可通过工作口402对外输出纯水，以驱动液压缸动作；而当控制通道102切断控制压力（即：停止向控制通道102通入压力液）时，在第一弹簧7及液动力的作用下活塞杆4向右移动复位，直至过流通道401关断，工作口402恢复至与回液通道103连通的位置，纯水支架用电液控换向阀阀芯回到关闭状态。

本发明针对以纯水作为液压传动介质的特殊理化性质，通过改变现有纯水支架用电液控换向阀阀芯内部结构的参数、材料及密封形式，有效改善了纯水支架用电液控换向阀阀芯的密封性能，提高纯水支架用电液控换向阀阀芯内部结构的抗气蚀能力，延缓了气蚀对产品的损坏，保证电液控换向阀工作的稳定性及可靠性，并有效提高了电液控换向阀的使用寿命。

实施方式二

本发明提供了一种电液换向阀，该电液换向阀包括电磁先导阀和液控换向阀，液控换向阀具有上述的纯水支架用电液控换向阀阀芯。沿液压传动介质（纯水）的输送方向，电磁先导阀位于液控换向阀的上游，当电磁先导阀动作后，可将系统中的液压传动介质输送至液控换向阀，并驱动纯水支架用电液控换向阀阀芯中的活塞3及活塞杆4移动，从而控制纯水支架用电液控换向阀阀芯的工作口402的打开或关闭，从而实现对电液控换向阀的换向功能的控制。

实施方式三

本发明提供了一种液压支架，该液压支架包括至少一个液压缸和上述的电液换向阀，电液换向阀的工作端与液压缸相连，通过电液换向阀可对一个或多个（如一对）液压缸的动作进行控制。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (21)

1.一种纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述纯水支架用电液控换向阀阀芯包括：

阀座，所述阀座为一端开口、一端封口的筒状，所述阀座内具有与其开口端贯通的第一内腔，所述阀座上至少具有分别与所述第一内腔连通的控制通道和回液通道；

阀帽，所述阀帽为两端开口的筒状，所述阀帽上至少具有与其内部连通的进液通道，所述阀帽的一端与所述阀座的所述开口端相连，以使所述阀帽的内部与所述第一内腔相贯通形成容置通道；

能移动地设置于所述容置通道内的活塞杆，所述活塞杆的内部具有过流通道，所述活塞杆上至少具有分别与所述过流通道连通的过流孔和工作口，所述活塞杆上设置有外凸的密封肩部，所述活塞杆在所述容置通道内至少能在导通所述进液通道的第一位置与关断所述进液通道的第二位置之间移动；

当所述活塞杆位于所述第一位置时，所述密封肩部与所述进液通道的出液口相错开，并在所述容置通道内且位于所述活塞杆的外壁、所述进液通道的出液口与所述密封肩部之间形成可容纳液体的暂存腔，所述进液通道的出液口与所述暂存腔连通，所述密封肩部具有第一切面，所述第一切面由远离所述暂存腔至靠近所述暂存腔方向被配置为沿所述进液通道内液体的流向或趋近于所述进液通道内液体的流向倾斜。

2.如权利要求1所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，当由所述控制通道向所述第一内腔中通入压力液时，所述压力液用于推动所述活塞杆移动至所述第一位置，所述进液通道的出液口依次通过所述暂存腔和所述过流孔与所述过流通道连通，进入所述过流通道内的液体通过所述工作口对外输出。

3.如权利要求1所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，当停止由所述控制通道向所述第一内腔中通入压力液时，所述活塞杆移动至所述第二位置，至少所述密封肩部的部分位置封堵所述进液通道的出液口，以使所述进液通道的出液口与所述过流孔相断开，所述工作口停止对外输出液体。

4.如权利要求1所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述第一切面与水平方向之间的第一夹角α为20°。

5.如权利要求4所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述进液通道的出液口与所述密封肩部之间具有过流间隙；

所述密封肩部具有第二切面，当所述活塞杆位于所述第一位置时，所述第二切面由远离所述暂存腔至靠近所述暂存腔方向被配置为沿所述进液通道内液体的流向或趋近于所述进液通道内液体的流向倾斜，且所述第二切面与水平方向之间的第二夹角β大于所述第一夹角α；

所述液体由所述进液通道的出液口流至所述暂存腔过程中，所述液体依次流经所述过流间隙、所述第一切面和所述第二切面。

6.如权利要求5所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述过流间隙的宽度为100μm。

7.如权利要求5所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述纯水支架用电液控换向阀阀芯还包括设置于所述容置通道内的密封垫环，所述密封垫环具有第三切面，当所述活塞杆移动至所述第二位置时，所述密封肩部上的所述第二切面与所述密封垫环上的所述第三切面紧密贴合。

8.如权利要求7所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述阀帽的两端分别为第一端和第二端，所述第一端和所述第二端分别与所述阀帽的内部相贯通，所述阀帽的所述第一端与所述阀座的所述开口端相连，当所述活塞杆位于所述第一位置时，所述活塞杆上的所述工作口穿过所述阀帽的所述第二端伸出至所述阀帽的外部；

所述纯水支架用电液控换向阀阀芯还包括挡圈，所述第一内腔的内壁上设置有第一定位凸台，所述密封垫环和所述挡圈依次压紧于所述阀帽的所述第一端与所述第一定位凸台之间。

9.如权利要求7所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述密封垫环的材质为聚醚醚酮。

10.如权利要求3所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述阀帽的内壁上设置有第二定位凸台，以在所述阀帽的内壁、所述活塞杆的外壁、所述第二定位凸台与所述密封肩部之间合围形成容置腔，所述容置腔内设置有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与所述第二定位凸台和所述密封肩部相抵，当停止向所述第一内腔中通入压力液时，所述第一弹簧的弹力推动所述活塞杆向所述第二位置移动。

11.如权利要求10所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述阀帽的两端分别为第一端和第二端，所述第一端和所述第二端分别与所述阀帽的内部相贯通，所述阀帽的所述第一端与所述阀座的所述开口端相连；

所述容置腔与所述阀帽的所述第二端之间设置有密封圈，所述密封圈压紧于所述阀帽的内壁与所述活塞杆的外壁之间。

12.如权利要求3所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述纯水支架用电液控换向阀阀芯还包括能移动地设置于所述第一内腔中的活塞，所述活塞内部具有第二内腔，且所述活塞上具有与所述第二内腔贯通的开口，所述第二内腔中设置有第二弹簧，所述活塞杆上远离所述工作口一侧的端部穿过所述活塞上的开口伸入至所述第二内腔中，所述第二弹簧的两端分别与所述活塞杆的端部和所述第二内腔的底部内壁相连；

当停止由所述控制通道向所述第一内腔中通入压力液时，所述第二弹簧的弹力推动所述活塞先于所述活塞杆向靠近所述控制通道方向移动。

13.如权利要求12所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，当所述活塞杆位于所述第一位置时，所述活塞移动至对所述回液通道的进液口封堵的位置。

14.如权利要求13所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，当所述活塞杆位于所述第二位置时，所述活塞移动至与所述回液通道的进液口相错开的位置，所述回液通道依次通过容置通道、所述过流孔和所述过流通道与所述工作口连通。

15.如权利要求12所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述活塞杆上远离所述工作口一侧的端部具有凹部，至少所述第二弹簧的部分位置位于所述凹部内，所述第二弹簧的两端分别与所述凹部的底部内壁和所述第二内腔的底部内壁相连。

16.如权利要求12所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述活塞与所述阀座之间设置有密封圈，所述密封圈压紧于所述活塞的外壁与所述第一内腔的内壁之间。

17.如权利要求12所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述活塞与所述活塞杆之间设置有密封圈，所述密封圈压紧于所述活塞杆的外壁与所述第二内腔的内壁之间。

18.如权利要求11、16或17中任一项所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述密封圈为格莱圈。

19.如权利要求1所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯，其特征在于，所述活塞杆的材质为不锈钢9Cr18MoV。

20.一种电液换向阀，其特征在于，所述电液换向阀包括电磁先导阀和液控换向阀，所述液控换向阀具有权利要求1至19中任一项所述的纯水支架用电液控换向阀阀芯。

21.一种液压支架，其特征在于，所述液压支架包括至少一个液压缸和权利要求20中所述的电液换向阀，所述电液换向阀的工作端与所述液压缸相连。