CN102797901A - 一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，该小型高压电磁阀采用先导式结构，先导级采用锥阀结构，主阀级采用非金属软密封的滑阀结构，采用单向阀阻尼总成自动完成主阀芯容腔压力源切换，实现高压介质的双向流动。本发明的有益效果是：1、采用先导式插装结构，可以应用于高压、大流量、小空间的场合；2、两个工作油口H口和P口分别通过两个单向阀阻尼总成与主阀芯下腔相连，主阀平衡压力来自压力较大的工作油口，可以实现介质的双向流动；3、基本上无泄漏、磨损较小，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压电磁阀，尤其是压力达到40MPa、介质流向为双向的小体积电磁换向阀。
背景技术
随着科学技术的发展，液压和气动系统的压力越来越高，同时自动化程度也越来越高，以高压空气作为工作介质的高压气动系统因其独有的功率密度高、瞬间膨胀性大、爆发力强、温度适应范围广等特性而在航天航空、舰船、高压气源车、工程机械等领域中得到应用。在航空、航天以及一些特殊领域，随着科学技术的不断发展，新材料、新工艺的应用，高压气源系统的工作压力不断提高，有的高压气源系统的工作压力已达70MPa。舰船潜水器的压载水舱吹除、加压舱升压、潜水员呼吸气瓶充气及管路冲洗等均需要高压空气，随着舰船压缩空气技术的发展，舰船上开始应用40MPa高压空气系统。高压气源车作为一种新能源汽车，其气源压力也达到了30MPa。工程机械如液压挖掘机、起重机、液压混凝土泵车等，其液压系统的压力已经发展到了30-40MPa。电磁阀作为液压和气动系统常用的控制元件，其性能要求越来越高，根据上述使用条件的要求，上述先进装备的的发展，需要一种30-40MPa的高压电磁阀，同时由于空间和动力源的限制，需要该电磁阀具备小体积、小外泄漏量、振动适应性强等特殊功能；在一些特殊的场合，需要实现传动介质的双向流动。
由于受到传动介质物理性质、高压密封、驱动机构、制造工艺等难题的制约，目前市场上鲜有高压小体积电磁阀。目前市场上出售的产品在体积、泄漏量、介质流向、耐环境方面均达不到上述领域的使用要求。目前市场上的电磁阀产品，在介质流向上分为单向和双向两种，其中单向电磁阀为锥阀或球阀结构，其密封性较好，泄漏小，但由于其结构限制，其介质流向只能是单向；双向电磁阀为滑阀结构，该类电磁阀可以通过多位多通结构实现介质的双向流动，但由于阀芯阀孔之见必须存在一定的间隙(保证阀芯的顺利移动)，其密封性能较差，泄漏大。综上所述，当前市场上的电磁阀存在以下几点不足：1、电磁换向锥阀，只能实现介质的单向流动；2、电磁换向滑阀，密封性能较差，泄漏大；3、当前的电磁阀体积较大、压力等级小，在高压和小空间的应用场合受到很大的限制。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的电磁阀因介质流向、体积、泄漏量较大等问题，提供一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀。
本发明的目的是通过如下方式实现的：一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，在电磁铁壳体的上端开有手动调压螺栓孔，在电磁铁壳体的下端有电磁铁壳体安装支架，在手动调压螺栓孔有手动调压螺栓，电磁线圈通过线圈安装支架装在电磁铁壳体内，电磁线圈用塑封胶塑封在电磁铁壳体内，电磁铁驱动插针接在电磁线圈上；在电磁线圈中装有衔铁套筒，衔铁装在衔铁套筒中；手动调压弹簧上下两端分别与手动调压螺栓和衔铁上端相连；主阀座与电磁铁壳体连接，在主阀座的上端与线圈安装支架之间有调整垫圈，在主阀座侧壁开有回油口O口，在主阀座下端开有工作油口H口和工作油口P口；在主阀座中有导阀座，在导阀座侧壁开有回油孔，在导阀座底侧开有阀座孔；在导阀座中有导阀阀芯，导阀阀芯与导阀座侧壁之间设有导阀阀芯定位胶膜，衔铁传力弹簧上端顶在衔铁的下端，衔铁传力弹簧下端压在导阀阀芯上，导阀阀芯的下端与导阀座之间设有导阀阀芯回位弹簧；在导阀阀芯的下方有主阀芯，主阀芯可以在导阀阀座和主阀座之间自由移动，在主阀芯上开有P口连通孔和H口连通孔，在P口连通孔和H口连通孔装有单向阀阻尼总成，P口连通孔与工作油口P口连通，H口连通孔与工作油口H口连通。
单向阀阻尼总成包括单向锥阀阀座，单向锥阀和单向锥阀复位弹簧，在单向锥阀上开有单向锥阀阻尼孔；单向锥阀直径为3mm，单向锥阀阻尼孔直径为0.5mm。
导阀座底侧的阀座孔直径为1.2mm并与锥形的导阀阀芯相配合。
主阀阀芯与主阀座之间环面采用主阀阀芯O型密封圈密封。
线圈安装支架与电磁铁壳体的塑封胶之间环面采用线圈安装支架O型密封圈密封。
电磁线圈的塑封胶上端与电磁铁壳体之间接触面采用电磁线圈O型密封圈密封。
该电磁阀采用高集成度的插装式结构，主阀芯与主阀座之间端面采用非金属软体密封圈密封，环面采用O型密封圈密封，以保证主阀滑阀的密封性能。两个单向阀阻尼总成为通径3mm的单向锥阀和通径0.5mm的阻尼孔的组合体；导阀阀座开有直径为1.2mm的小孔与锥形的导阀阀芯相配合，这样保证了导阀封闭时，主阀上腔为高压密闭容腔，主阀处于关闭状态；导阀开启时，主阀上腔的压力为零，主阀在下方高压介质作用下处于打开状态。
本发明的有益效果是：1、采用先导式插装结构，可以应用于高压、大流量、小空间的场合；2、两个工作油口H口和P口分别通过两个单向阀阻尼总成与主阀芯下腔相连，主阀平衡压力来自压力较大的工作油口，可以实现介质的双向流动；3、基本上无泄漏，具有磨损较小，手动保护、小体积、低泄漏，使用寿命长的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是单向阀阻尼总成结构示意图；
具体实施方式
实施例
一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，在电磁铁壳体11的上端开有手动调压螺栓孔13，在电磁铁壳体11的下端有电磁铁壳体安装支架6，在手动调压螺栓孔13有手动调压螺栓12，电磁线圈15通过线圈安装支架19装在电磁铁壳体11内，电磁线圈15用塑封胶7塑封在电磁铁壳体11内，电磁铁驱动插针9接在电磁线圈15上；在电磁线圈15中装有衔铁套筒8，衔铁16装在衔铁套筒8中；手动调压弹簧11上下两端分别与手动调压螺栓12和衔铁16上端相连；主阀座24与电磁铁壳体11连接，在主阀座24的上端与线圈安装支架19之间有调整垫圈20，在主阀座24侧壁开有回油口O口5，在主阀座24下端开有工作油口H口27和工作油口P口28；在主阀座24中有导阀座4，在导阀座4侧壁开有回油孔29，在导阀座4底侧开有阀座孔33；在导阀座4中有导阀阀芯23，导阀阀芯23与导阀座4侧壁之间设有导阀阀芯定位胶膜21，衔铁传力弹簧17上端顶在衔铁16的下端，衔铁传力弹簧17下端压在导阀阀芯23上，导阀阀芯23的下端与导阀座4之间设有导阀阀芯回位弹簧22；在导阀阀芯23的下方有主阀芯25，主阀芯25可以在导阀阀座4和主阀座24之间自由移动，在主阀芯25上开有P口连通孔34和H口连通孔26，在P口连通孔34和H口连通孔26装有单向阀阻尼总成1，P口连通孔34与工作油口P口28连通，H口连通孔26与工作油口H口27连通；单向阀阻尼总成1包括单向锥阀阀座29，单向锥阀31和单向锥阀复位弹簧32，在单向锥阀31上开有单向锥阀阻尼孔30；单向锥阀31直径为3mm，单向锥阀阻尼孔30直径为0.5mm；导阀座4底侧的阀座孔33直径为1.2mm并与锥形的导阀阀芯23相配合；主阀阀芯25与主阀座24之间环面采用主阀阀芯O型密封圈2密封；线圈安装支架19与电磁铁壳体11的塑封胶7之间环面采用线圈安装支架O型密封圈18密封；电磁线圈15的塑封胶7上端与电磁铁壳体11之间接触面采用电磁线圈O型密封圈14密封。
为了实现高压电磁阀在介质流向(双向流动)，体积，外泄漏量，耐环境方面的新要求，提出了如图1所示的创新性一体式电磁阀结构。该小型高压电磁阀采用先导式结构，先导级采用锥阀结构，主阀级采用非金属软密封的滑阀结构，采用单向阀阻尼总成自动完成主阀芯容腔压力源切换，实现高压介质的双向流动。整个电磁阀主要由强吸力电磁铁、先导阀和主阀共3部分组成，其具体工作原理如下：
当电磁线圈15不通电时，如图1所示位置，导阀阀芯23在手动调压弹簧10和衔铁传力弹簧17的作用下处于关闭状态，此时工作油口P口28的高压介质通过P口连通孔34单向阀阻尼总成1进入主阀阀芯25的上腔，主阀芯25的上腔此时为一个密闭容腔(H口连通孔26单向阀阻尼总成1单向截止)，形成高压，主阀芯25上腔的气压力大于其下方密封刀口外侧环面的气压力，主阀芯25被压紧在主阀座24上，电磁阀处于截止状态。
当电磁线圈15通电时，衔铁16在电磁吸力的作用下，克服手动调压弹簧10的预紧压力向上运动，导阀阀芯23在导阀阀芯回位弹簧22和气压力的作用下处于开启状态，此时尽管工作油口P口28的高压介质通过P口连通孔34单向阀阻尼总成1进入主阀芯25的上腔，但由于导阀的通流面积(Ψ1.2mm的薄壁小孔)远大于P口连通孔34中单向阀阻尼总成1的通流面积(Ψ0.5mm的薄壁小孔)，主阀芯25上腔的压力很快衰减为零，主阀阀芯25在下方密封刀口外侧环面气压力作用下向上运动，主阀阀芯25打开，电磁阀处于打开状态。
双向气流流向的实现：如图1所示，由于P口连通孔34中单向阀阻尼总成1和H口连通孔26中单向阀阻尼总成1的作用，进入主阀芯25上腔的气压被自动选择为工作油口P口28和工作油口H口27之间较高压力一方，无论哪一方是高压端，只要电磁阀线圈15不通电，主阀阀芯25均会在气压力的作用下保持截止，但只要电磁阀线圈15通电，主阀芯25上腔的压力将衰减为0，主阀阀芯25将打开，从而工作油口P口28和工作油口H口27，介质将从高压端流向低压端，实现双向气流流向。
手动应急保护功能实现：当需要应急排气时，即可悬松手动调压螺栓12，直至手动调压弹簧10的预紧力调节为0，此时导阀阀芯23在导阀阀芯回位弹簧22和气压力的作用下处于开启状态，主阀芯25打开，实现应急排气功能。
Claims (6)
1.一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：在电磁铁壳体(11)的上端开有手动调压螺栓孔(13)，在电磁铁壳体(11)的下端有电磁铁壳体安装支架(6)，在手动调压螺栓孔(13)有手动调压螺栓(12)，电磁线圈(15)通过线圈安装支架(19)装在电磁铁壳体(11)内，电磁线圈(15)用塑封胶(7)塑封在电磁铁壳体(11)内，电磁铁驱动插针(9)接在电磁线圈(15)上；在电磁线圈(15)中装有衔铁套筒(8)，衔铁(16)装在衔铁套筒(8)中；手动调压弹簧(11)上下两端分别与手动调压螺栓(12)和衔铁(16)上端相连；主阀座(24)与电磁铁壳体(11)连接，在主阀座(24)的上端与线圈安装支架(19)之间有调整垫圈(20)，在主阀座(24)侧壁开有回油口O口(5)，在主阀座(24)下端开有工作油口H口(27)和工作油口P口(28)；在主阀座(24)中有导阀座(4)，在导阀座(4)侧壁开有回油孔(29)，在导阀座(4)底侧开有阀座孔(33)；在导阀座(4)中有导阀阀芯(23)，导阀阀芯(23)与导阀座(4)侧壁之间设有导阀阀芯定位胶膜(21)，衔铁传力弹簧(17)上端顶在衔铁(16)的下端，衔铁传力弹簧(17)下端压在导阀阀芯(23)上，导阀阀芯(23)的下端与导阀座(4)之间设有导阀阀芯回位弹簧(22)；在导阀阀芯(23)的下方有主阀芯(25)，主阀芯(25)可以在导阀阀座(4)和主阀座(24)之间自由移动，在主阀阀芯(25)上开有P口连通孔(34)和H口连通孔(26)，在P口连通孔(34)和H口连通孔(26)装有单向阀阻尼总成(1)，P口连通孔(34)与工作油口P口(28)连通，H口连通孔(26)与工作油口H口(27)连通。
2.根据权利要求1所述的一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：单向阀阻尼总成(1)包括单向锥阀阀座(29)，单向锥阀(31)和单向锥阀复位弹簧(32)，在单向锥阀(31)上开有单向锥阀阻尼孔(30)；单向锥阀(31)直径为3mm，单向锥阀阻尼孔(30)直径为0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：导阀座(4)底侧的阀座孔(33)直径为1.2mm并与锥形的导阀阀芯(23)相配合。
4.根据权利要求1所述的一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：主阀芯(25)与主阀座(24)之间环面采用主阀阀芯O型密封圈(2)密封。
5.根据权利要求1所述的一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：线圈安装支架(19)与电磁铁壳体(11)的塑封胶(7)之间环面采用线圈安装支架O型密封圈(18)密封。
6.根据权利要求1所述的一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：电磁线圈(15)的塑封胶(7)上端与电磁铁壳体(11)之间接触面采用电磁线圈O型密封圈(14)密封。
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