CN102996861B

CN102996861B - 一种电磁先导式高压二通道控制阀

Info

Publication number: CN102996861B
Application number: CN201210512802.1A
Authority: CN
Inventors: 曹积明; 张冬青; 施晓明; 胡广胜
Original assignee: BENGBU FANGZHENG GAS PURIFICATION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: BENGBU FANGZHENG GAS PURIFICATION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2032-12-05
Also published as: CN102996861A

Abstract

本发明公开一种电磁先导式高压二通道控制阀，由三个阀体依次密封装配而成，左侧阀体与电磁阀连接，同时还开设有工作进气口、大气通道和左高压气室，左高压气室通过通道经电磁阀分别与工作进气孔、大气通道间断式联通；中间阀体上设有进气口和第一出气口，右侧阀体上设有第二出气口和右高压气室，中间阀体和右侧阀体装有自外端向内端由粗到细渐变的左、右阶梯轴阀芯，左、右阶梯轴阀芯的小端面与密封球体接触，工作进气口经两路通道分别与左、右高压气室联通，工作进气口进入的高压气体是是常通的，通过控制电磁阀阀芯，左、右阶梯轴阀芯所受的推力始终有差别，左右推动密封球体实现进气口与第一出气口或第二出气口联通的切换。

Description

一种电磁先导式高压二通道控制阀

技术领域

本发明涉及高压气体或液体的控制装置，特别涉及一种电磁先导式高压二通道控制阀。

背景技术

在压缩空气和液压领域内，经常碰到1个输入源向2个输出口输出的控制需求。一般设备须采用2 只电磁阀、2 只气动执行器和2只高压球阀相互配合，才能达到使各路开启或关闭的目的。2只高压球阀分别由电磁阀和气动执行器控制其开闭。其中一只高压球阀关闭，另一只高压球阀开启，此时，一条进出气通道连通，另一条进出气通道封闭，高压气体或液体经连通的通道进入后续系统中工作。由于输入源、输出口及阀之间需要用管道进行相互连接、安装，因此它存在着结构繁杂、体积较大，由于高压球阀是90°旋转开启方式，因此密封件容易磨损需经常维修，当系统要求该部分安装在规定空间内时，该种方式存在无法使用的缺点。

本申请人的在先授权专利ZL200710113084X，发明名称为电磁先导式两位三通阀，该阀是一种用于高压气体干燥净化装置中的专用控制阀，其中从进气口输入的气体只能流向通道一个方向，与通道相连的干燥塔中气体在控制作用下可流向排空通道。因此该阀不具备1个输入源在控制作用下向2个输出口分别流通的功能。另外，该阀没有单独设控制钢球工作状态的工作进气口，而是直接利用进、出气口的系统气体作为工作进气，当系统气体的压强偏低时，工作状态就建立不起来，造成该阀无法正常工作。

能否将上述现有电磁阀、气动执行器和高压球阀的功能集成为一体，以克服上述缺点，针对该课题进行广泛检索，尚未发现有对此问题的相关解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将两套电磁阀、气动执行器和高压球阀的功能集成为一体的电磁先导式高压二通道控制阀，不仅克服现有控制阀存在的使用时部件过于繁杂、外部连接管道多的缺点，而且解决了现有电磁先导式两位三通阀功能单一、工作状态不稳定的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的，一种电磁先导式高压二通道控制阀，是由左侧阀体、中间阀体和右侧阀体依次密封装配而成，左侧阀体与电磁阀的阀芯组件密封配合，其特征在于：左侧阀体上开设工作进气口、大气通道和左高压气室，左高压气室通过通道经电磁阀分别与工作进气口、大气通道间断式联通；中间阀体上设有系统进气口和第一出气口，右侧阀体上设有第二出气口和右高压气室，中间阀体和右侧阀体轴向分别开设左阀芯腔和右阀芯腔，左阀芯腔与左高压气室联通，右阀芯腔与右高压气室联通，所述左阀芯腔与右阀芯腔内分别插入左阶梯轴阀芯和右阶梯轴阀芯，左阀芯腔与右阀芯腔之间通过与左阀座、右阀座和一个带有腔体的中间套连接，所述中间套的腔体装有控制系统进气口分别与第一出气口、第二出气口间断式联通的球体，系统进气口与中间套的腔体联通配合，左、右阀座开有与左、右阀芯腔同轴且贯通的腔体，左、右阀座的腔体与中间套的腔体贯通，左、右阶梯轴阀芯直径小的一端自左、右阀座的腔体伸入并与所述球体接触，所述左阀座的腔体经左阀芯腔与第一出气口联通，右阀座的腔体经右阀芯腔与第二出气口联通，所述工作进气口经通道与右高压气室联通。

为了更好地实现发明目的，本发明进一步的技术方案还包括以下特征：

所述左、右阶梯轴阀芯的外段粗内段细，左、右阶梯轴阀芯的外段与左、右阀芯腔滑动密封配合。

所述左阶梯轴阀芯大端面的直径大于右阶梯轴阀芯大端面的直径。

所述右阀座的径向开设与右阀芯腔联通的气孔，右阀座的腔体经所述气孔、右阀芯腔与第二出气口联通。

所述左高压气室和右高压气室内均设有缓冲弹簧，缓冲弹簧的一端设于所述左、右阶梯轴阀芯的大端面。

所述左、右阀座的腔体开口处设置锥面，与中间套内球体的球面配合。

技术方案中所述的间断式联通是指两条线路中的一条线路联通，另一条线路同时封闭。

由以上技术方案可以看出，本发明的阀体设有两个进气通道，两个通道的气体互不相通，各成系统，不会相互干涉，利用两个阶梯轴阀芯两端所存在的推力差来推动球体开启或关闭系统进气口与不同出气口连通的通道，阶梯轴阀芯两端推力差的产生是由电磁阀芯控制。与现有技术相比具有如下优点：

1 、结构紧凑，体积小，功能齐全，使用方便，互换性强，由于本发明中阀口的开闭动作全部是轴向运动，无磨损部件，故耐用性强，故障率低，更便于维护。

2 、可在气体和液压领域内广泛使用，适应流通的气体或液体的压力范围宽，最高可达45Mpa，工作进气与系统气体分离，保证工作状态的稳定性。

3、控制方式简单，调节设定精度高，关闭或开启任一通道非常方便。

4、节省很多部件，降低使用成本。

附图说明

图1是本发明电磁先导式高压二通道控制阀的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3为图1中的局部放大图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明所提供的电磁先导式高压二通道控制阀是由左侧阀体9、中间阀体14和右侧阀体17依次组合密封装配并由螺栓固定连接成一整体结构，左侧阀体9连接电磁阀1，左侧阀体9与电磁阀1的阀芯组件密封配合，左侧阀体9开设有工作进气口10、大气通道3和左高压气室12，左高压气室12通过通道22、电磁阀阀芯孔11、通道8与工作进气口10联通，左高压气室12通过通道22、电磁阀1与大气通道3联通，与左高压气室12联通的两条线路采取一条联通，另一条同时封闭的间断式联通方式，线路的通断通过电磁阀1的得失电来控制，电磁阀1中的电磁阀芯2通过推动电磁阀钢球4密封端面来实现左高压气室12与工作进气孔10相通或与大气通道3相通；当电磁阀1失电时，电磁阀芯2收缩，通道8与通道22联通，工作气体从工作进气口10通过电磁阀阀芯孔11进入左高压气室12，左高压气室12内形成压强对左阶梯轴13产生推力；当电磁阀1得电时，电磁阀芯2伸出，通道8与通道22被电磁阀钢球4封闭，高压气体无法进入左高压气室12，此时大气通道3与通道22联通，左高压气室12与大气相通，左高压气室12内具有高压的工作气体排入大气，此时对左阶梯轴13的推力为零。中间阀体14上设有系统进气口15和第一出气口21，右侧阀体17上设有第二出气口19，中间阀体14和右侧阀体17轴向分别开设左阀芯腔5和右阀芯腔6，左阀芯腔5与左高压气室12联通，右阀芯腔6与右高压气室33联通，左阀芯腔5与右阀芯腔6内分别插入左阶梯轴阀芯13和右阶梯轴阀芯16，左阶梯轴阀芯13大端面的直径大于右阶梯轴阀芯16大端面的直径，左阀芯腔5与右阀芯腔6之间通过左、右阀座28、30和一个带有腔体的中间套29连接，中间套29的腔体装有控制系统进气口15分别与第一出气口21、第二出气口19间断式联通的球体20，进气口15与中间套29的腔体联通配合，左阀座28开有与左阀芯腔5同轴且贯通的腔体23，右阀座30开有与右阀芯腔6同轴且贯通的腔体24，左阀座28、右阀座30的腔体均与放置球体的中间套贯通，左阶梯轴阀芯13和右阶梯轴阀芯16直径小的一端分别伸入左阀座28、右阀座30的腔体23、24内，左阀座28、右阀座30的腔体开口设置锥面，与球体20的球面配合，左阶梯轴阀芯13的小端面伸入左阀座28的腔体23后顶住钢球20，右阶梯轴阀芯16的小端面伸入右阀座30的腔体24后顶住钢球20，左右阶梯轴阀芯13、16通过推动钢球20密封左阀座28、右阀座30的端面锥孔来实现控制进气口15中气体的流向。结合图3所示，左阀座的腔体23经左阀芯腔5与第一出气口21联通，右阀座30的径向开设与右阀芯腔6联通的气孔30a，右阀座30的腔体24经气孔30a、右阀芯腔6与第二出气口19联通，左、右阶梯轴阀芯13、16的外段粗内段细，左、右阶梯轴阀芯13、16的外段与左、右阀芯腔5、6滑动密封配合。

工作进气口10经通道7、25、27、32与右高压气室33联通，通道25外端设置螺堵26，通道32外端设置螺堵31，左高压气室12和右高压气室33内分别设有缓冲弹簧35、34，右高压气室33的外端设置螺堵18，缓冲弹簧35的一端设于左阶梯轴阀芯13的大端面，缓冲弹簧34的一端设于右阶梯轴阀芯16的大端面。

根据以上结构，可以看出其工作过程如下：

图1所示的是电磁阀1处于得电状态，电磁阀芯2向下伸出，电磁阀芯2的柱面推动电磁阀钢球4密封下端面，使左高压气室12与工作进气孔10无法联通，左高压气室12此时通过通道22和通道3与大气联通，左高压气室12中的工作气体排入大气，无法对左阶梯轴13形成推力。由工作进气孔10进入的工作气体（3mpa 以上）只能通过通道7、25、27、32进入右高压气室33，工作气体推动右阶梯轴16 、钢球20将阀座28端面上的锥孔封闭，此时进气口15通过阀座30的腔体24、右阀芯腔6与第二出气口19联通，此时若有气体从进气口15进入，则会从第二出气口19进入后续系统中工作。

当电磁阀1处于失电状态，电磁阀芯2向上收缩，具有一定压强的工作气体推动电磁阀钢球4密封上端面，使左高压气室12与左进气孔10 联通而与大气封阻，此时由工作进气口10进入的工作气体（3mpa 以上）通过通道8、电磁阀阀芯孔11及通道22进入左高压气室12，同时通过通道7、25、27、32进入右高压气室33。而左阶梯轴阀芯13的大端面面积S₁大于右阶梯轴阀芯16的大端面面积S₂，左阶梯轴阀芯13所受推力F₁=PS₁，而右阶梯轴阀芯16所受推力为F₂=PS₂，F₁＞F₂，所以左阶梯轴阀芯13推动钢球20将阀座30端面上的锥孔封闭，此时进气口15通过阀座28的腔体23、左阀芯腔5与第一出气口21联通，此时若有气体从进气口15进入，则会从第一出气口21进入后续系统中工作。

图中阀体有两路进气通道，从工作进气口10进入的高压气体是供给两路通道控制阀工作使用的，该高压气体是常通的，通过控制电磁阀阀芯，左、右阶梯轴阀芯所受的推力始终有差别，就可以左右推动密封钢球20实现进气口15与第一出气口21或第二出气口19联通的切换。从进气口15进入的气体是需要控制的系统气体，若电磁阀1失电，根据上面B中所述系统气体从第一出气口21进入后续系统中工作；若电磁阀1得电，根据上面A中所述系统气体从第二出气口19进入后续系统中工作。

系统设计时需要将输出时间长的输出口设置于第一出气口21，这样电磁阀可以长期保持失电状态而不影响电磁阀的使用寿命。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种电磁先导式高压二通道控制阀，是由左侧阀体、中间阀体和右侧阀体依次密封装配而成，左侧阀体与电磁阀的阀芯组件密封配合，其特征在于：左侧阀体上开设工作进气口、大气通道和左高压气室，左高压气室通过通道经电磁阀分别与工作进气口、大气通道间断式联通；中间阀体上设有系统进气口和第一出气口，右侧阀体上设有第二出气口和右高压气室，中间阀体和右侧阀体轴向分别开设左阀芯腔和右阀芯腔，左阀芯腔与左高压气室联通，右阀芯腔与右高压气室联通，所述左阀芯腔与右阀芯腔内分别插入左阶梯轴阀芯和右阶梯轴阀芯，左阀芯腔与右阀芯腔之间通过与左阀座、右阀座和一个带有腔体的中间套连接，所述中间套的腔体装有控制系统进气口分别与第一出气口、第二出气口间断式联通的球体，系统进气口与中间套的腔体联通配合，左、右阀座开有与左、右阀芯腔同轴且贯通的腔体，左、右阀座的腔体与中间套的腔体贯通，左、右阶梯轴阀芯直径小的一端自左、右阀座的腔体伸入并与所述球体接触，所述左阀座的腔体经左阀芯腔与第一出气口联通，右阀座的腔体经右阀芯腔与第二出气口联通，所述工作进气口经通道与右高压气室联通。

2.根据权利要求1所述的一种电磁先导式高压二通道控制阀，其特征在于：所述左、右阶梯轴阀芯的外段粗内段细，左、右阶梯轴阀芯的外段与左、右阀芯腔滑动密封配合。

3.根据权利要求1或2所述的一种电磁先导式高压二通道控制阀，其特征在于：所述左阶梯轴阀芯大端面的直径大于右阶梯轴阀芯大端面的直径。

4.根据权利要求1所述的一种电磁先导式高压二通道控制阀，其特征在于：所述右阀座的径向开设与右阀芯腔联通的气孔，右阀座的腔体经所述气孔、右阀芯腔与第二出气口联通。

5.根据权利要求1所述的一种电磁先导式高压二通道控制阀，其特征在于：所述左高压气室和右高压气室内均设有缓冲弹簧，缓冲弹簧的一端设于所述左、右阶梯轴阀芯的大端面。

6.根据权利要求1所述的一种电磁先导式高压二通道控制阀，其特征在于：所述左、右阀座的腔体开口处设置锥面，与中间套内球体的球面配合。

7.根据权利要求1所述的一种电磁先导式高压二通道控制阀，其特征在于：所述间断式联通是指两条线路中的一条线路联通，另一条线路同时封闭。