CN1221084A - 电磁先导式3位换向阀 - Google Patents

Abstract

电磁先导式3位换向阀,在收容着阀塞6的阀孔5的两端,相邻地设有大直径的驱动室10a、10b和小直径的活塞室12a、12b。在收容在该活塞室12a、12b内的活塞13a、13b与上述阀室6之间夹设着连系构件14a、14b,在该连系构件14a、14b与活塞13a、13b之间,夹设有弹性力小的复位弹簧18,由上述活塞13a、13b通过连系构件14a、14b将阀塞6保持在中立位置。该三位换向阀由先导流体产生的作用力使阀塞保持在中立位置,可以不受复位弹簧的反力的影响地换向阀塞。

Description

电磁先导式3位换向阀

本发明涉及利用电磁操作式先导阀将阀塞切换到3个位置的电磁先导式3位换向阀。

现有的3位换向阀，通常是用复位弹簧将阀塞保持在中立位置的弹簧置中式。即，如图4所示，复位弹簧3a、3b分别压缩设置在阀塞1两端的驱动室2a、2b内，在阀塞1为非驱动状态时，该阀塞1借助这些复位弹簧3a、3b保持在中立位置，用先导阀4将先导流体交替地向2个驱动室2a、2b上给排时，该阀塞1一边压缩排气侧驱动室内的复位弹簧，一边切换到图中左右方向。

该现有的3位换向阀，由于用两侧的复位弹簧将阀塞保持于中立位置，所以，在该阀塞的换向时，必然有一方的复位弹簧被压缩，其力作为反力作用。因此，为了克服被压缩复位弹簧的反力、切实地换向阀塞，必须供给所需的高压先导流体，这样，有阀塞的最小作动压力增高、流体的使用压力范围变小的缺点。而且，复位弹簧的反力随着阀塞换向动作的压缩量的增大而增大，所以，该阀塞的切换动作容易不稳定。

如果使用弹力小的复位弹簧，虽然可以使用低压的先导流体，但是，当复位弹簧的弹力小时，阀塞容易受作动流体或先导流体的影响，该阀塞的朝中立位置的复位动作或保持中立位置的状态不稳定。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种电磁先导式3位换向阀，该换向阀中，供给使用压力范围内的压力流体时，利用先导流体压的作用力将阀塞保持在中立位置，可使该阀塞不受复位弹簧反力影响地进行换向。

为了解决上述问题，本发明的3位换向阀，在收容着阀塞的阀孔的两端，分别相邻地设有驱动室和活塞室，该驱动室通过先导流体的给排驱动阀塞，该活塞室直径小于驱动室，常时地导入先导流体。在收容在该活塞室内的活塞与上述阀塞之间，夹设着连系构件，在该连系构件与活塞之间，夹设着弹性力小的复位弹簧。该复位弹簧的弹性压力等于或小于先导流体压产生的活塞的驱动力。

具有上述构造的本发明3位换向阀，当压力流体供给到该换向阀时，活塞被常时地导入活塞室的先导流体的作用力推向连系构件一侧，压缩弹性力小的复位弹簧并与该连系构件相抵接，通过该连系构件从两侧推压阀塞，所以，将该阀塞保持在中立位置。这时，复位弹簧被完全压缩，不能起到将阀塞保持于中立位置的作用，所以，阀塞仅由先导流体的作用力保持在中立位置。

当先导阀将先导流体供给到一方驱动室时，由于驱动室的直径大于活塞室，在该驱动室侧，作用于阀塞上的先导流体作用力大于相反侧的活塞的作用力，所以，该阀塞通过连系构件一边使上述活塞后退一边沿一方向移动，切换流路。这时，被阀塞后退了的活塞与连系构件相互接触，在该状态下，夹设于其间的复位弹簧的弹性力不作为反力作用于阀塞。

当排出驱动室的先导流体时，借助后退了的上述活塞的作用力，阀塞复位到中立位置。

当压力流体未供给上述换向阀时，或者即使供给了但低于作用压力时，上述各活塞在复位弹簧弹力作用下，离开连系构件，后退到活塞室另一端，阀塞在复位弹簧的弹力作用下保持于中立位置。

本发明的具体实施例中，上述各驱动室形成在阀孔的两端，阀塞的端面作为受压面朝着该驱动室，上述各活塞室通过具有缓冲性的隔壁形成在该驱动室的外侧，并且，上述连系构件贯通该隔壁，将两端伸出到活塞室和驱动室地配置着，在该连系部件的靠活塞室侧的端部形成着与上述隔壁相抵接的凸缘部，该连系构件被活塞推压到其凸缘与隔壁相接的位置时，上述阀塞保持在中立位置。

本发明中，最好设置使上述活塞的滑动更稳定的导引结构，该导引结构由设在活塞和连系构件上的相互嵌合的导轴和导孔构成。

本发明的换向阀中，也可以在其阀体上设置从外部导入先导流体的外部先导口，借助先导流路切换机构，将该外部先导口或供给口有选择地与上述驱动室和活塞室连接。

这种情况下，上述先导流路切换机构，由可变更朝向地安装在阀体安装面上的切换板、在上述安装面上并排开口的3个流路、形成在上述切换板上并且通过该切换板朝向的变更而将中央的一个流路与两侧的2个流路中的一个连接的凹部构成。把上述3个流路中的中央流路，作为与上述驱动室和活塞室相通的先导供给流路，把其两侧的流路，作为供给口相通的内部先导流路和外部先导口相通的外部先导流路。

图1是表示本发明3位换向阀一实施例的要部断面图。

图2是表示图1所示3位换向阀的不同动作位置的断面图。

图3是表示图1所示3位换向阀的另一不同动作位置的断面图。

图4是概略地表示现有技术的3位换向阀的断面图。

下面，参照附图说明本发明的实施例。

图1是本发明电磁先导式3位换向阀的一实施例，是5孔阀。该换向阀含有主阀部1和先导阀部2。主阀部1用于切换压缩空气等的作动流体。先导阀部2用于操作主阀部1。

上述主阀部1具有矩形断面的阀体4。在该阀体4的下表面，设有作动流体流过的一个供给口P、在其两侧开口的2个输出口A、B、再在其两侧开口的2个排出口EA、EB。在该阀体4的内部，形成上述各口连通的阀孔5，在该阀孔5内，收容着可滑动的、切换上述各口间流路的阀塞6。

在上述阀孔5的轴方向两端，与安装在阀体4端部的副件8a、8b之间，形成第1及第2驱动室10a、10b，阀塞6的端面作为受压面临着该驱动室，各副块8a、8b的内部，通过具有缓冲性的隔壁11a、11b，形成与上述各驱动室10a、10b相邻的第1及第2活塞室12a、12b，在这些活塞室12a、12b内，分别收容着可滑动的第1及第2活塞13a、13b。

上述驱动室10a、10b的直径D1大于活塞室12a、12b的直径D2。2个驱动室10a、10b为同径，两个活塞12a、12b也是同径。但是，驱动室10a、10b及活塞室12a、12b，并不一定要同径。

上述各活塞13a、13b与阀塞6之间，贯通隔壁11a、11b地配设着可移动的圆柱状的连系构件14a、14b。该连系构件14a、14b与活塞13a、13b协作地将阀塞6保持在中立位置。该连系构件14a、14b的突出到活塞室12a、12b内侧的端部，形成凸缘部15。连系构件14a、14b被活塞13a、13b推压朝着阀室6侧移动，一直到其凸缘部15与隔壁11a、11b抵接的位置。在该位置，突出到驱动室10a、10b内的顶端与阀塞6相接，将该阀塞6保持在中立位置。

在上述活塞13a、13b与连系构件14a、14b之间，缩设着弹性压力小的复位弹簧18。当先导流体压在使用压力范围内时，该复位弹簧18的弹力设定为等于或小于该先导流体压产生的活塞13a、13b的作用力。因此，当先导流体压作用在活塞13a、13b上时，如图1所示，上述复位弹簧18被完全压缩，活塞13a、13b与连系构件14a、14b相接，成为把该连系构件14a、14b推压在隔壁11a、11b上的状态。

在不使用换向阀等时，先导流体不作用于上述活塞13a、13b，或者即使作用其压力也在使用压力以下时，如图3所示，上述复位弹簧18的弹力使该活塞13a、13b自连系构件14a、14b离开，在活塞室12a、12b内后退到相反侧，该复位弹簧18的弹力将阀塞6保持在中立位置。

为了使该活塞13a、13b的移动稳定，在上述各活塞13a、13b和连系构件14a、14b上，构成有导引结构。如图3所示，该导引结构由形成在该活塞13a、13b上的导轴20、形成在连系构件14a、14b上并供上述导轴20可滑动地嵌合的导孔21构成。

上述2个驱动室10a、10b，由设在先导阀部2上的2个电磁先导阀23a、23b分别地给排先导流体；2个活塞室12a、12b中，分别常时地导入先导流体。它们的具体构造如下。

即，上述阀体4上形成着先导供给流路26，该先导供给流路26通过先导流路切换机构25可选择地与供给口P和外部先导口X连接，第1活塞室12a通过设在副构件8a上的通孔27、设在先导块9上的通孔28、设在副构件8a上的手动操作机构29a和通孔30，常时地与该先导供给流路26连通。同时，第2活塞室12b通过设在副构件8b上的通孔32、该副构件8b与端盖33之间的流路34、设在副构件8b上的通孔35，常时地与先导供给流路26连通。

2个驱动室10a、10b之中，第1驱动室10a借助形成在副构件8a上的通孔37，通过上述手动操作机构29a和先导阀23a与上述先导供给流路26连通。第2驱动室10b借助形成在阀体4上的图未示通孔，通过与手动操作机构29a并设着的另一手动操作机构29b和与上述先导阀23a并设着的另一先导阀23b，与上述先导供给流路26连通。通过开、关操作与各驱动室10a、10b对应的先导阀23a、23b，或者通过推压操作手动操作机构29a、29b，使先导流体相对于这些驱动室10a、10b给排。

上述2个先导阀23a、23b与各驱动室10a、10b之间，夹设着放大阀24a、24b，最好用小容量的先导阀将大流量的先导流体供给驱动室，但是，这些先导阀和放大阀的构造与本发明目的无直接关系，所以其详细说明从略。

另外，上述手动操作机构29a、29b，通过手动操作使先导供给流路26与各驱动室10a、10b不经过各先导阀23a、23b地直接连通，该手动操作机构29a、29b是公知技术，其构造本身与本发明的目的无直接关系，所以也省略其说明。

上述先导流路切换机构，把换向阀变更为内部先导式和外部先导式。包含可变更朝向地安装在阀体4的安装面4a上的切换板40。在该切换板40的内面上，以偏向一侧的状态形成着构成流路的凹部41，在上述安装面4a上，上述先导供给流路26在其中央开口，与供给口P相通的内部先导流路42和与外部先导口X相通的外部先导流路43在该先导供给流路26的两侧开口。

按图1所示朝向安装上述切换板40时，凹部41使先导供给流路26与内部先导流路42连通，所以，换向阀成为内部先导式，作动流体的一部分作为先导流体从供给口P分流。另外，使上述切换板40的朝向左右反转时，凹部41使先导供给流路26与外部先导流路43连通，所以，该换向阀成为外部先导式，与作动流体不同的专用先导流体从外部先导口X供给。

具有上述构造的3位换向阀中，当作动流体未供给该换向阀时，或者即使供给了但其压力在使用压力以下时，如图3所示，各活塞13a、13b在复位弹簧18的弹力作用下，离开连系构件14a、14b，后退到活塞室12a、12b的另一端，阀塞6被复位弹簧18的弹压力保持在中立位置。

当具有使用压力范围内的压力的作动流体供给上述换向阀时，由于先导流体常时地导入2个活塞室12a、12b，所以，如图1所示，该先导流体将活塞13a、13b向连系构件14a、14b侧推动，压缩弹性压力小的复位弹簧18，使该连系构件14a、14b移动到其凸缘部15与隔壁11a、11b相接的位置，通过这些连系构件14a、14b使阀塞6保持在中立位置。这时，由于上述复位弹簧18被完全压缩，所以，其弹性压力起不到将阀塞6保持在中立位置的作用。因此，虽然具有复位弹簧18，但只靠先导流体的压力使阀塞6保持在中立位置。

打开先导阀23a，先导流体供给到第1驱动室10a时，由于该第1驱动室10a直径大于活塞室，所以，在第1驱动室10a，作用在阀塞6上的先导流体的作用力，大于作用在该阀塞6相反侧的第2活塞13b的作用力。因此，该阀塞6如图2所示，通过连系构件14b使第2活塞13b一边后退一边朝右移动，切换为与第2活塞室12b侧的隔壁11b相抵接的第1位置。这时，由于上述第2活塞13b与连系构件14b相抵接着，所以，夹设在它们之间的复位弹簧18的弹力不作为反力起作用。另外，第1活塞13a，与接合在隔壁11a上的连系构件14a相抵接，与该连系构件14a一起停止在该位置。

关闭上述先导阀23a，排出第1驱动室10a的先导流体时，上述阀塞6通过连系构件14b被第2活塞13b向左方驱动，复位到中立位置。

操作另一方先导阀23b，将先导流体供给到第2驱动室10b和从该第2驱动室10b排出时，上述阀塞6在中立位置和第2切换位置(该第2切换位置是与第1活塞室12a侧的隔壁11b相抵接的位置)之间切换。

具有上述构造的本发明3位换向阀，当使用压力范围内的压力流体供给到该换向阀时，阀塞在先导流体的作用力下，保持在中立位置，所以，该阀塞不受复位弹簧反力的影响，可以只靠流体压的作用力进行切换。这样，不仅能使该阀塞的切换动作稳定，而且能降低最小作动压力，扩大流体的使用压力范围。而且，借助先导流体产生的大作用力，可将阀塞切实稳定地保持在中立位置。

另外，当压力流体未供给上述换向阀时，或者即使供给了但其压力在使用压力以下时，可由复位弹簧的力将阀塞保持在中立位置，所以，无论有无压力或压力高低，都能将阀塞切实保持在中立位置。

Claims (7)

1．电磁先导式3位换向阀，其特征在于，包括有：

供作动流体流过的若干个口；

与上述各口连通的阀孔；

可滑动地收容在上述阀孔内的流路切换用阀塞；

形成在上述阀孔两端的2个驱动室；驱动阀塞用的先导流体供给于该2个驱动室或从该2个驱动室中排出。

形成在与上述各驱动室相邻的位置、常时地与先导流体供给用流路连接的、直径小于上述驱动室的2个活塞室；

可滑动地收容在上述各活塞室内、被先导流体朝阀塞侧推压的2个活塞；

可移动地夹设于上述各活塞与阀塞之间的、与该活塞协作将阀塞保持在中立位置的连系构件；

夹设于上述活塞与连系构件之间的、弹性压力等于或小于上述活塞作用力的复位弹簧；

将先导流体向上述2个驱动室给排的2个电磁先导阀。

2．如权利要求1所述的3位换向阀，其特征在于，上述2个驱动室和2个活塞室分别同径。

3．如权利要求1所述的3位换向阀，其特征在于，该换向阀是具有一个供给口、2个输出口和2个排出口的5口阀。

4．如权利要求1所述的3位换向阀，其特征在于，上述各驱动室形成在阀孔的两端，阀塞的端面作为受压面临着该驱动室，上述各活塞室通过具有缓冲性的隔壁形成在该驱动室的外侧，而且，上述连系构件贯通该隔壁并且两端伸出到活塞室和驱动室地配设着，在该连系构件的活塞侧的端部上形成着与上述隔壁相抵接的凸缘部，该连系构件被活塞推压到其凸缘部与隔壁相抵接的位置时，上述阀塞保持在中立位置。

5．如权利要求4所述的3位换向阀，其特征在于，作为使该活塞的滑动稳定的导引结构的、可滑动地嵌合的导轴和导孔设在上述活塞和连系构件上。

6．如权利要求1所述的3位换向阀，其特征在于，该换向阀的阀体，具有将专用先导流体从外部导入的外部先导口，并且，具有把上述各驱动室和活塞室可有选择地与该外部先导口或供给口连接的先导流路切换机构。

7．如权利要求6所述的3位换向阀，其特征在于，上述先导流路切换机构，包含可变更朝向地安装在阀体安装面上的切换板、在上述安装面上并排开口的3个流路、形成在上述切换板上并且通过该切换板的朝向变更将中央的一个流路有选择地与两侧的2个流路中的一方连接的凹部；上述中央的流路，是与上述驱动室和活塞室连通的先导供给流路，其两侧的流路是与供给口相通的内部先导流路和与外部先导口相通的外部先导流路。

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