CN1293314C - 纯水电磁开关阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯水电磁开关阀，它包括电磁铁、力放大机构、置于阀体内孔中的球形阀芯、复位弹簧、阀盖和推杆。阀体上端开有进水口和回水口；通过陶瓷球与阀座的离开或遮盖，形成回路的开或闭，从而控制液流的通断。陶瓷球的驱动是由干式直流电磁铁的驱动力与复位弹簧的弹簧力完成，其间由推杆来进行传递，流道的合理布置使得推杆和陶瓷球所受的液压力平衡。本发明通过阀芯与阀套、阀套与阀体间的直接密封，以及陶瓷球阀芯与阀座间的线密封，可实现零泄漏；通过具有较大输出力的干式直流电磁铁、力放大机构等可实现快速切换；该阀还具有通用性好，便于标准化的特点，特别适合于中高压、小流量水介质环境下工作。

Description

纯水电磁开关阀

技术领域

本发明涉及阀类，尤其涉及一种纯水电磁开关阀。

背景技术

纯水液压技术因其具有环保性和阻燃性的独特优势，正受到世界各国液压界的广泛重视，而纯水液压元件亦成为了研究的重点内容之一。换向阀是液压系统最为关键的阀类元件之一，针对适用于纯水液压系统的换向阀的研究亦成为研究重点。

传统的油压换向阀多为滑阀型、转阀型或锥阀型。滑阀型和转阀型换向阀阀芯所受的不平衡力很小，所需要的操纵力也较小，但阀芯和阀孔间需要保证相对运动的间隙，泄漏往往较大。尤其对于水介质而言，水的粘度低会增大泄漏损失，在间隙和压差相同时，同样规格的水压换向阀的泄漏损失为油压换向阀的数十倍。因而，为减小泄漏就必须把间隙设计的非常小，这必然给加工带来极大困难，同时运动副工作时极易出现堵塞、卡死现象。锥阀型换向阀的泄漏很小，但阀芯受到的轴向液压力不平衡，所需的操纵力也较大。另外，由于水的可压缩性小、刚性大，在纯水换向阀突然切换时所产生的压力冲击更为严重。

此外，水的汽化压力高，使得水极易汽化和沸腾，因而在相同条件下，纯水换向阀遭受的气蚀破坏程度要比油压换向阀强上百倍；与矿物油相比，水介质腐蚀性很强，腐蚀作用的破坏使得现有的油压换向阀材料都不适用于水介质。

因此，如何防止泄漏、减小换向冲击，减小腐蚀及有效抑制气蚀，提高静动态特性，成为纯水换向阀研究的关键所在。

目前国际上研制的纯水换向阀主要有二种形式：

第一种是采用锥阀式结构。如芬兰Danfoss公司研制的纯水换向阀等。它由对称地安装在阀体上的两组主锥阀、两个设计成端盖法兰的先导控制阀和两个单向可控锥阀组成。该类阀过流能力强、抗气蚀性能好。但其受加工精度的影响，无法完全克服轴向不平衡压力，所需要的操纵力也较大。

第二种是采用滑阀式结构。如德国hauhinco公司研制的纯水换向阀等。该类阀为减小泄漏，把阀芯和阀套之间的配合间隙设计的非常小，如此小的间隙给阀的加工工艺提出了非常苛刻的要求，极大的提高了加工难度和加工成本。另外，如此小的间隙也容易被杂质卡阻，因此其应用受到了很大限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纯水电磁开关阀，用于控制液流通断，实现无泄漏，同时减轻气蚀、腐蚀等现象，适用于中高于水介质环境下。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

在阀体孔内自右向左依次装有径向开有两组斜孔的弹簧阀套、调整环、台阶柱、径向开有一组斜孔的四孔阀套和径向开有一组斜孔的二孔阀套，弹簧阀套右端小圆柱面上装有调节阀套盖，调节阀套盖压在伸出阀体外的弹簧阀套台肩上，装有干式直流电磁铁的力放大机构压在顶杆左端面，装在弹簧阀套中的弹簧座一端顶在复位弹簧上，弹簧座另一端顶在装在调整环中的陶瓷球上，装在台阶柱、四孔阀套和二孔阀套的顶杆的一端顶在陶瓷球上，顶杆的另一端顶在力放大机构上；

阀体上部开有进水口、回水口，阀体下部开有连通阀体左右两端的流道，当干式直流电磁铁得电时，力放大机构推动顶杆向右运动，陶瓷球与台阶柱离开，液流通过进水口、弹簧阀套上左端的斜孔、调整环中心孔、台阶柱中心孔、四孔阀套上的斜孔，进入回水口，纯水开关阀可通流；当干式直流电磁铁失电时，复位弹簧推动弹簧座向左运动，陶瓷球与台阶柱遮盖，纯水开关阀切断液流；在阀工作过程中，有部分液流经过进入复位弹簧腔，部分液流经过阀体流道、二孔阀套上的径向斜孔进入左端顶杆腔，使得顶杆、弹簧座和陶瓷球所受液压力平衡。

二孔阀套和阀体之间用O形密封圈密封，四孔阀套和阀体之间用O形密封圈加档圈密封，台阶柱和阀体之间用O形密封圈加档圈密封，弹簧阀套和阀体之间用O形密封圈密封，二孔阀套和顶杆之间用O形密封圈加档圈密封，四孔阀套和顶杆之间用O形密封圈加档圈密封。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

1、采用陶瓷球阀芯与台阶柱之间的遮盖或离开实现液流通断，可以实现无泄漏，由于靠陶瓷球来进行通断切换，陶瓷球的行程就是阀的开口量，因而行程短，大大缩短了纯水电磁球阀的换向和复位时间，提高了反应速度；

2、阀体与阀套，阀套与顶杆之间都用O形密封圈密封，有效解决了纯水开关阀泄漏严重的问题，流道的合理布置使得顶杆杆和陶瓷球所受的液压力平衡，可以保证球阀芯动作灵活可靠，适用于中高压工作条件；

4、该阀具有结构简单、安装方便、工艺性好、易于标准化的特点，适合于系列化生产；

5、阀的所有元件均采用了耐蚀不锈材料，可保证阀在水介质工作环境中具有较长的寿命。

附图说明

附图为本发明的结构原理示意图。

附图中：1是阀体，2是O形密封圈，3是O形密封圈，4是O形密封圈，5是挡圈，6是O形密封圈，7是弹簧座，8是复位弹簧，9是O形密封圈，10是调节阀套盖，11是弹簧阀套，12是调整环，13是陶瓷球，14是台阶柱，15是四孔阀套，16是O形密封圈，17是挡圈，18是球堵，19是干式直流电磁铁，20是顶杆，21是O形密封圈，22是挡圈，23是二孔阀套，24是内六角螺钉，25是力放大机构，P是进水口，O是回水口，G是流道。

具体实施方式

如附图所示，本发明包括：

在阀体1孔内自右向左依次装有径向开有两组斜孔的弹簧阀套11、调整环12、台阶柱14、径向开有一组斜孔的四孔阀套15和径向开有一组斜孔的二孔阀套23，弹簧阀套11右端小圆柱面上装有调节阀套盖10，调节阀套盖10压在伸出阀体1外的弹簧阀套11台肩上，装有干式直流电磁铁19的力放大机构25压在顶杆20左端面，装在弹簧阀套11中的弹簧座7一端顶在复位弹簧8上，弹簧座7另一端顶在装在调整环12中的陶瓷球13上，装在台阶柱14、四孔阀套15和二孔阀套23中的顶杆20的一端顶在陶瓷球13上，顶杆20的另一端顶在力放大机构25上；

阀体1上部开有进水口P、回水口O，阀体下部开有连通阀体1左右两端的流道G，当干式直流电磁铁19得电时，力放大机构25推动顶杆20向右运动，陶瓷球13与台阶柱14离开，液流通过进水口P、弹簧阀套11上左端的斜孔、调整环12中心孔、台阶柱14中心孔、四孔阀套15上的斜孔，进入回水口O，纯水开关阀可通流；当干式直流电磁铁19失电时，复位弹簧8推动弹簧座7向左运动，陶瓷球13与台阶柱14遮盖，纯水开关阀切断液流；在阀工作过程中，有部分液流经过进入复位弹簧腔，部分液流经过阀体流道G、二孔阀套23上的径向斜孔进入左端顶杆腔，使得顶杆、弹簧座和陶瓷球所受液压力平衡。

二孔阀套23和阀体1之间用O形密封圈2密封，四孔阀套15和阀体1之间用O形密封圈3加档圈密封，台阶柱14和阀体1之间用O形密封圈6加档圈5密封，弹簧阀套11和阀体1之间用O形密封圈9密封，二孔阀套23和顶杆20之间用O形密封圈21加档圈22密封，四孔阀套15和顶杆20之间用O形密封圈16加档圈17密封。

该阀的额定工作压力为14MPa(最大工作压力为21MPa)，最大流量为60L/min。

采用陶瓷球阀芯与台阶柱的离开或遮盖，形成回路的开或闭，可靠的密封形式以及特殊处理的不锈材料组合是本阀的特点。

本阀采用内六角螺钉24连接力放大机构25和阀体1，二孔阀套23、四孔阀套15、台阶柱14、调整环12和弹簧阀套11装在阀体1中，顶杆20、陶瓷球13、弹簧座7和复位弹簧8从左至右装在阀套中，阀体1上端开有进水口P，和出水口O，进出水口采用板式连接，阀口通过O形密封圈4密封。

二孔阀套23和阀体1之间用O形密封圈2密封，四孔阀套15和阀体1之间用O形密封圈3密封，台阶柱14阀体1之间用O形密封圈6密封，弹簧阀套11和阀体1之间用O形密封圈9密封，二孔阀套23和顶杆20之间用O形密封圈21密封、四孔阀套15和顶杆20之间用O形密封圈16密封，这种采用密封件进行直接密封的形式在高压水介质条件下密封性能良好。

在阀体1下端开设了可以沟通阀体左右两端的流道G(流道G在左端的工艺孔由球堵18封死)，使得顶杆20、陶瓷球13、弹簧座7所受的液压力平衡，可以保证球阀芯动作灵活可靠，适用于中高压工作条件。为适应水介质的特殊要求，阀的所有元件均采用了耐蚀不锈材料，可保证阀在水介质工作环境中具有较长的寿命。此外，该阀具有结构简单、安装方便、工艺性好、易于标准化的特点，使其适合于系列化生产。

Claims (2)

1、一种纯水电磁开关阀，其特征在于：

1)在阀体(1)孔内自右向左依次装有径向开有两组斜孔的弹簧阀套(11)、调整环(12)、台阶柱(14)、径向开有一组斜孔的四孔阀套(15)和径向开有一组斜孔的二孔阀套(23)，弹簧阀套(11)右端小圆柱面上装有调节阀套盖(10)，调节阀套盖(10)压在伸出阀体(1)外的弹簧阀套(11)台肩上，装有干式直流电磁铁(19)的力放大机构(25)压在顶杆(20)左端面，装在弹簧阀套(11)中的弹簧座(7)一端顶在复位弹簧(8)上，弹簧座(7)另一端顶在装在调整环(12)中的陶瓷球(13)上，装在台阶柱(14)、四孔阀套(15)和二孔阀套(23)中的顶杆(20)的一端顶在陶瓷球(13)上，顶杆(20)的另一端顶在力放大机构(25)上；

2)阀体(1)上部开有进水口(P)、回水口(O)，阀体下部开有连通阀体(1)左右两端的流道(G)，当干式直流电磁铁(19)得电时，力放大机构(25)推动顶杆(20)向右运动，陶瓷球(13)与台阶柱(14)离开，液流通过进水口(P)、弹簧阀套(11)上左端的斜孔、调整环(12)中心孔、台阶柱(14)中心孔、四孔阀套(15)上的斜孔，进入回水口(O)，纯水开关阀可通流；当干式直流电磁铁(19)失电时，复位弹簧(8)推动弹簧座(7)向左运动，陶瓷球(13)与台阶柱(14)遮盖，纯水开关阀切断液流；在阀工作过程中，有部分液流经过进入复位弹簧腔，部分液流经过阀体流道(G)、二孔阀套(23)上的径向斜孔进入左端顶杆腔，使得顶杆、弹簧座和陶瓷球所受液压力平衡。

2、根据权利要求1所述的一种纯水电磁开关阀，其特征在于：二孔阀套(23)和阀体(1)之间用O形密封圈(2)密封，四孔阀套(15)和阀体(1)之间用O形密封圈(3)加档圈密封，台阶柱(14)和阀体(1)之间用O形密封圈(6)加档圈(5)密封，弹簧阀套(11)和阀体(1)之间用O形密封圈(9)密封，二孔阀套(23)和顶杆(20)之间用O形密封圈(21)加档圈(22)密封，四孔阀套(15)和顶杆(20)之间用O形密封圈(16)加档圈(17)密封。

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