CN2261525Y - 刚性锥面对顶液控换向阀 - Google Patents

Abstract

刚性锥面对顶液控换向阀属液压控制阀，含有两个刚性对顶锥面密封副(5、11)，两副之间设有可导向的两阀芯联接段(7、9)，使两阀芯配合面间最小距离(L)为两阀座相应距离(1)与密封副正常的开启行程(h)之和，并带有沟通密封副和联接段相关受控通道的通道(22)。密封副邻近通道内设有节流动阻滞副(4、11)可基本防止换向中的失控现象，阀芯有两个受控段(13、16)，适用不同动力。可作为高水基高压大流量液路的换向阀，使用方便可靠。

Description

刚性锥面对顶液控换向阀

本实用新型属液压控制阀，主要涉及液压系统用于控制换向的结构。

公知液压换向技术多由滑阀实现，其结构与操作皆很简便，但对于粘度低、压力高等条件的适应性较差，难于建立通道间的隔离，切换过程较长，通过液量小。对于插装式锥阀组成的换向组件，则可以适应多种使用场合，满足不同要求，但其使用结构较复杂，组阀内的配合要求较高，使用亦受到限制。

本实用新型的目的是以刚性锥阀密封副实现换向的结构方案。

本实用新型的目的是这样实现的。刚性锥面对顶换向阀包括阀体、与阀体固定相联的阀座、与阀座形成密封配合副的锥面阀芯，与阀芯锥面相联、与阀座滑动配合的导向滑动副，锥面密封副两侧与被控液路相联的通道及接口，与阀芯相联接受控制动力的受控段，联接固定各部分的部件。其中本阀含有两个所述密封副，两阀芯经联接段相联，并使两阀芯密封配合面间最小距离等于与之相配阀座间的相应距离和两密封副中最大正常开启行程之和。这样两副密封副可分别控制两条通道，联接段及其相关尺寸限制可以维持两密封副间密封状态的逻辑关系，协同工作显然维持密封状态逻辑关系的两密封副，可通过改变阀芯工作位置协同改变各自的工作状态；刚性锥面密封副可以保证工作寿命和必要的通量，并可在高压高水基环境下正常工作。从而实现受控液压通道的换向控制，使本实用新型的目的得以实现。

本实用新型所述导向滑动副设在所述两锥面密封副装配位置之间。这样，可以既兼顾两阀芯移动之导向要求，又简化导向配合副的结构，改善其制造装配的工艺性。

本实用新型组成所述导向滑动副的导向段还设有，所联阀芯锥面配合面所在通道与导向段所在空间受控通道联通的过流通道。这部分过留空间既可导通受控通道，又能与导向部位共在同一轴向位置，赋予导向段以通道的功能，使本结构更趋合理。

本实用新型在受控通道邻近所述密封副的部分，设有仅存于该副在开启或关闭过程中，由阀芯和受控通道对应部分形成，其配合间隙不小于相应动配合间隙，限制该过程、该处受控液体流动的节流动阻滞副。这样，在受控通道中的节流动阻滞副可以增加受控液体的流动阻力，邻近密封副则使其作用与密封副相衔接。阻滞副仅存于换向行程之中，在该密封副全部开启时该节流动阻滞副已不能再维持符合节流阻滞的配合，而只是在换向的部分过程中存在，用来增加换向过程中的控制、起作用或延续的时间。动配合间隙是既可保证阀芯的运动，又可限制最小的泄漏间隙，使之兼有动和阻滞的作用，也便于节流动阻滞副在行程过程中形成与消失。这种控制过程的部分延续必将改善两阀芯最小距离限定带来所控进、回通道间的失控现象。

本实用新型所述节流动阻滞副皆设于紧邻锥面密封副最终形成或开始分离的行程部分的相应位置。即是换向阀中处于关断状态的密封副开始开启的初期行程，处于导通状态的密封副变成关闭状态过程中最后行程所对应的、与各密封副近邻的、阀芯和所在通道之间正处于节流动阻滞副的配合状态，将这种阻滞状态与密封副密封状态紧密相接，集中延续了锥面密封副控制作用的期间，实际是从换向所控进、回通道分别采取措施，以求有效改善失控现象的方案。

本实用新型所述两节流动阻滞副在换向过程中，各自存续的行程之和大于换向阀换向行程。这样，实现换向的两密封副的节流动阻滞期互有重叠，从而有效地控制了所控进、回液通道，在换向过程中的失控现象。

本实用新型所述受控段有两或多个接受液体传动的活塞，所述活塞在与各自相应套筒配合的同时又彼此相联，所述套筒与阀体固定相联，并设有传动液相联的接口。这样本阀可以接受不同输入口传动液的控制，产生受控动作，使本结构在不同控制方式下皆可完成换向功能。

本实用新型以限定最小阀芯轴向联接距离的两个锥阀芯，留有过流通道、位于两阀芯之间的导向连接段，邻近密封副形成状态的节流动阻滞结构组合，使适用于高压、大流量、高水基用液的刚性密封副，按结构本身形成密封状态的固定逻辑关系，实现液路换向的控制，从而在简化结构的同时，又保证了控制所需的逻辑关系；节流动阻滞结构的引入，以节流阻滞的形式，延续、缓冲了刚性锥面密封阀控制的突变过程，不仅巧妙地解决了联动换向阀芯间最小距离所带来的失控现象，也同时改善了换向过程的平顺性，并可调整所控进、回液路阻力的分配，节流动阻滞段还兼有降低高压液体对密封配合副冲刷磨损的作用，可延长密封副的使用寿命；双联活塞型的受控段可接受不同的控制方式，扩大了本方案适用的场合并为操作带来方便。本实用新型可为高水基高压液路提供无泄漏密封适用的液路换向结构。

本实用新型可以是上述各方案的合理组合，以适用多种使用场合。

附图给出本实用新型的实施例图示。

图1是煤矿液压支架用三位四通液控换向阀的结构示意图；

图2是三翼阀芯导向联接段形状与配合示意；

图3是两翼阀芯导向联接段形状与配合示意；

图4是可整体抽出阀芯总成换向阀的结构示意；

图5是图4的B-B剖面；

图6是图4的C-C剖面：

图7是阀芯联接段为顶杆的结构图示。

图中：1、进液螺堵2、阀体3、弹簧4、进液节流动阻滞副5、进液锥面密封副6、导向翼板7、进液阀芯导向段8、工作通道A及其接口9、回液阀芯导向段10、阀座11、回液锥面密封副12、一级活塞套13、一级活塞14、一级活塞控制腔15、O型密封圈16、二级活塞17、二级活塞螺套18、二级活塞控制腔19、回液阀芯20、回液通道及其接口21、回液节流动阻滞副22、阀芯过流通道23、工作通道B及其接口24、进液阀芯25、进液通道及其接口26、连接肖27、进液阀芯轴28、顶杆L、两阀芯密封带中心最小装配距离l、两阀座密带中心距离h、两阀中的最大开启行程

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。

第一实施例为用于井下液压支架立柱、千斤顶工作位置控制的组阀，工作液体为矿用乳化液或水，工作压力31.5～48MPa、流量400L/min，本控制组阀的总体尺寸为150×100×40mm。

本例的阀体2设有轴向通孔如图1、2，及沿轴向分布、接口设于阀体侧面、分别与轴向通孔联通的进液、工作和回液的横向P、A、O通道25、8、20。在两端通道P、O之间的相应位置，设有与阀体轴向通孔滑动配合的阀座10，和阀座两端座体间的O型密封圈15。在阀座的中段A通道的相应位置处，设有沟通阀座内孔与A通道的通道。阀座内孔两端制有与锥阀芯配合的密封配合面，形成两个密封副6、11。在阀体P通道所在内孔端段，还装有与阀体端螺纹相配、制有内端开口盲孔的螺堵1，和其与阀体间的O型密封圈15，螺堵的内端面与阀座的端面相接；在螺堵装配位置P通道的相应处，亦制有沟通螺堵内孔与P通道的通道；螺堵盲孔内装有弹簧3，其内端与进液锥芯24的左端面相接。在阀体O通道的相应段设有与之滑动配合的一级活塞套7，和O型圈15，套上设有沟通其内孔与O通道的通道，套内装有动密封配合的一级活塞13。在本段阀体的端部设有与之螺纹配合的二级活塞螺套17，其内端亦有与阀体相配的O型圈15，内端面与活塞套7右端面相接，并使隔套另端与阀座10右端面相接。二级活塞螺套17左端内孔装有与一级活塞13接触相联的二级活塞19。一级活塞13的左活塞杆端与装于阀座10右端的回液锥芯6的右端相接。二级活塞螺套17的外端与手动先导阀的输出端相联；阀体在一、二级活塞13、16之间为一级活塞控制腔14，在其相应位置设有与电磁先导阀输出联接端相配的接口，二级活塞螺套17于此相应位置亦设有沟通其内孔和接口通道的通道。位于阀座10两端之间装配位置的锥芯24、19分别设有翼形导向部7、9，与阀座密封面之间的内孔滑动相配。两导向部轴向端部被此接触相联，并使此时两锥芯密封面间的距离，较阀座密封锥面间的相应距离大12mm；导向部横截面制成中心间隔为120°角的径向翼板6。在进液阀锥芯锥面之左设有节流阻滞环台，其外圆柱面与螺套1内孔保持动配合间隙。同样，在回液锥芯19锥面左侧，亦设有节流阻滞环台，其节流间隙与导向滑动间隙一致，分别构成进液与回液阀的节流动阻滞副4、21，两副的有效配合长度分别为8和6mm，分布在各自行程的前后段。至此形成本例换向阀的主要结构。本例阀芯导向联接段还可以制成圆柱侧面的板状，即成两翼型式，如图3。使用中常使两换向阀制成一体，其进回液口分别共用一条进、回液通道与外界相联，即组成一个有三位四通机能的液控换向组阀，可控制液压缸、千斤顶协同工作的活塞和活塞杆腔。

工作时，因弹簧3的压力，使进液锥芯24压向阀座10左端，P、A通道间的通路被截断，并由P通道内的高压使进液阀24、10保持密封状态；由于锥芯19、24间导向部7、9轴向尺寸的限定，使此时回液锥芯19只能处于开启的位置。翼形导向部7、9在阀座10内孔所留空间沟通了皆与内孔联通的A、O通道，即形成本例回液的工作状态。当电磁先导阀工作，使一级活塞受压左移时，其左活塞杆推动回液阀芯左移，在消除其导向部与进液锥芯导向部间的间隙后，继续左移开启该阀芯24。在开启的初始阶段，翼形导向部的空间和螺套1中的通道，被阀5沟通，使P、A相联；同时由于此时A、O通道间尚未被回液阀11截断，故使P、A、O间皆有通路。设于阀芯24、19的节流阻滞环依次与螺套1和阀座10右端段内孔形成节流通道，可首先限制P通道中的高压液流通过的速度，使P与A间虽有通道，但液流增加不会很快，流量也很少；此时回液阀11处仍有足够的通道保持回液通过。进一步左移后进液节流阻滞副4的配合结束，通道迅速增大，呈正常通路状态；而回液节流动阻滞副已先于进液阻滞副分离时即进入配合，呈节流阻滞状态，虽使回流通道O仍保持与A通道的通路，但流量受节流段的限制迅速减少；同时也制约了随后进液阻滞副分离、由通道造成P、O通道间的短路泄流。在一级活塞13、回液锥芯19、进液锥芯24左移的中间过程，两节流段4、21一直处于节流阻滞状态，如此虽制约了工作所需P、A通道间的流通，但也限制了P、O通道间不需要的短路泄流，并在关断之前增加了A、O通道间的回流阻力。直至回液阀11、6全部截断、进液阀5同时完全打开，成P、A通道沟通的情况。当电磁阀断电无高压输出时，弹簧3则使两锥芯19、24及一级活塞右移复位，在复位过程中两阀的节流段阻滞，也先后投入工作，但顺序相反，仍可始终维持P、O进回液通道间的阻力，减少因尚未关闭进液阀5而使高压进液向刚开通的回液通道的旁路泄流。直至达到右止点，恢复回液状态。同样，当手动先导阀工作时，控制液流使二级活塞10左移、推动一级活塞，此后情形与上述电磁阀的工作一致。

第二实施例与第一例基本结构一致，如图4、5、6。只是进液锥阀芯的轴心部位以圆柱状27延伸至阀芯受控端的受控活塞处，并由销26与活塞13相联，轴向固定。其间回液阀芯19、活塞13均设有轴向内孔，滑动密封套装于轴27之上。工作情况仍如第一例，只是在拆装时，上述部件连同阀座10可成为阀芯总成整体，阀体2则可相应制成整体台阶内孔，从而改善装配的工艺性。

其中两锥芯导向部7、9，还可制成板式或四翼式等形式。工作情况仍如前例。

第三实施例与第一例基本相同，如图7。只是两阀芯之间的联接段为顶杆，顶杆亦制成三翼形。各阀芯的导向部则设于阀座两侧，亦设有过流通道。

Claims (8)

1、刚性锥面对顶液控换向阀包括阀体、与阀体固定相联的阀座、与阀座形成刚性锥面密封副的阀芯，与阀芯相联、和阀座滑动配合的导向滑动副，与阀芯相联接受控制动力的受控段，密封副两侧与被控液路相联的通道及其接口，联接密封各部分的部件，其特征在于：有两个所述密封副(5、11)；两阀芯经联接段(7、9)相联，并使两阀芯密封配合面间最小距离(L)等于，与之相配阀座间的相应距离(1)，和两密封副中最大正常开启行程(h)之和。

2、如权利要求1所述换向阀，其特征在于：所述导向滑动副(7、9)设于所述两锥面密封副(5、11)装配位置之间。

3、如权利要求2所述换向阀，其特征在于：组成所述滑动副的阀芯导向段(7、9)还设有联通阀芯锥面配合面所在空间与导向段所在空间受控通道联通的过流通道(22)。

4、如权利要求1、2或3所述换向阀，其特征是：在受控通道邻近所述密封副的部分，设有仅存于该副在开启或关断过程中，由阀芯和受控通道对应部分形成，其配合间隙不小于相应动配合间隙的节流动阻滞副(4、21)。

5、如权利要求4所述的换向阀，其特征在于：所述节流动阻滞副皆设于紧邻相应锥面密封副(5、11)开始分离或最终形成的行程部分的相应位置。

6、如权利要求5所述换向阀，其特征在于：所述两节流动阻滞副在换向过程中，各自存续的行程之和大于换向阀换向行程。

7、如权利要求1、2、3、5或6所述换向阀，其特征在于：所述受控段有两个或多个接受传动液的活塞(13、16)，和与之相配的套筒(12、17)，套筒固定于阀体，并设有与传动液相联的接口(14、18)。

8、如权利要求4所述换向阀，其特征在于：所述受控段有两或多个接受传动液的活塞(13、16)，和与之相配的套筒(12、17)，套筒固定于阀体，并设有与传动液相联的接口(14、18)。

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