CN100458183C - 先导式二通换向阀 - Google Patents

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Abstract

一种由阀体和先导式阀驱动机构构成的二通换向阀，上述阀体用阀构件开闭连接第1通道和第2通道的液体流路中的阀座，所述阀驱动机构利用活塞杆开闭操作该阀构件，上述活塞杆以密封的状态穿插到面向上述液体流路的板上的穿插孔中，其顶端具备上述阀构件，并且具备当该阀构件开放阀座时与上述板的穿插孔周围相抵接来抑制上述液体中的异物进入该穿插孔内的盖。

Description

先导式二通换向阀
技术领域
本发明涉及安装到水、油等液体流路中，开闭该流路的先导式二通换向阀，更详细为，涉及能够抑制异物(切屑)进入穿插有活塞杆的板上的穿插孔内的密封部的先导式二通换向阀。
背景技术
以往，在空气、水、油等流体流路中设置有使流体通断的转换阀。这种转换阀具有流体流通用的第1通道和第2通道，在连接这些第1与第2通道的流体流路中设置阀座，并且该转换阀具有与该阀座接触或分离来开闭该流路的阀构件。该阀构件通过活塞杆与活塞连接，在该活塞的阀构件一侧设置有压力室，在其相反一侧设置有螺旋弹簧。于是，通过从先导阀给该压力室提供高压流体，该活塞克服恢复用螺旋弹簧的弹力使阀构件向离开阀座的方向移动，排出该高压流体，并在上述螺旋弹簧的弹力作用下使阀构件向与阀座压力接触的方向移动(专利文献1)。
这种利用高压流体和螺旋弹簧驱动活塞的先导式二通换向阀由于活塞的驱动速度快，即阀构件离开或接触阀座以开闭流路的速度为快速开闭，因此适合作为气体或低压液体用的阀。
但是，在尤其是冷却介质等高压液体的液体流路中，由于开阀时输出侧的压力急剧上升，在该流路中流动的切屑等异物有可能进入穿插有活塞杆的板上的穿插孔内的密封部中，此时，有可能损伤该密封部内的密封材料而降低这部分的密封性能，因此有在液体流路中流动的液体进入阀驱动机构内、进而使该转换阀的阀功能丧失的可能。
另外，不仅在上述使用了恢复用螺旋弹簧的常闭或常开的单动作阀中会产生这样的问题，在双动作阀中同样会产生这样的问题。
专利文献1日本特开2001-193846号公报
发明内容
本发明的目的就是要提供一种尽可能抑制在液体流路中流动的异物进入穿插有活塞杆的板上的穿插孔内的密封部中，并通过阻止由此引起的该密封部的损伤来延长该密封部的寿命的先导式二通换向阀。
为了达到上述目的，本发明提供一种先导式二通换向阀，具备阀体和利用先导流体的压力的作用驱动阀构件的阀驱动机构部，所述阀体具备形成在连接第1通道与第2通道的液体流路中的阀座以及开闭该阀座的阀构件，该阀驱动机构部具有以密封的状态穿插到面向上述液体流路的板上的穿插孔中、顶端延伸到该流路内的活塞杆，上述阀构件连接于该活塞杆的顶端，其特征在于，在上述活塞杆的突出到上述液体流路中的部分设置有当上述阀构件开放阀座时与上述板的穿插孔周围相抵接来抑制上述液体中的异物进入该穿插孔内的盖，上述盖上设置有与上述穿插孔的周围相抵接来抑制异物进入该穿插孔的密封部的凸缘，在上述盖的凸缘上设置当该凸缘与上述板上的穿插孔周围相抵接时使该凸缘的内外连通的微小通道，将该盖嵌装在上述阀构件内，利用该盖将该阀构件安装到上述活塞杆的顶端。
本发明可以在上述盖的周围设置阻止异物接近该盖的保护盖。
上述保护盖的一端固定在上述板上，其另一端围绕阀构件外周的圆筒面地配置。
并且，上述保护盖可以用安装在板与阀构件之间的金属波纹管构成。
而且，本发明优选在上述板的穿插孔内设置密封来自阀驱动机构的压力的第1密封部和防止在上述阀体的液体流路中流动的异物进入的第2密封部，并且在这些第1密封部与第2密封部之间设置沟槽，在该沟槽内封入润滑上述第1密封部和第2密封部与活塞杆之间的润滑剂。
本发明的先导式二通换向阀由于能够抑制在液体流路中流动的异物进入穿插有活塞杆的板上的穿插孔周围的密封部内，因此能够阻止该密封部的损伤，能够延长该密封部的寿命，进而能够防止在流路中流动的液体进入阀驱动机构内使该先导式二通换向阀的阀功能丧失。
并且，如果在上述盖的周围设置防止异物接近该盖的保护盖的话，则能够在上述活塞杆的整个行程中抑制异物进入上述穿插孔内的密封部内。
附图说明
图1表示本发明的先导式二通换向阀的第1实施例的阀开状态的纵剖视图
图2图1的主要部分的放大透视图
图3使左半部为阀开状态、右半部为阀闭状态地表示本发明的第2实施例的纵剖视图
图4表示保护盖的其他实施形态的主要部分的剖视图
图5表示保护盖的其他实施形态的主要部分的剖视图
图6表示保护盖的其他实施形态的主要部分的剖视图
图7表示保护盖的其他实施形态的主要部分的剖视图
图8表示保护盖的另一个其他实施形态的主要部分的剖视图
具体实施方式
图1表示本发明的先导式二通换向阀的第1实施例的整个结构。
该先导式二通换向阀1其主要部分由阀体2、阀驱动机构3和图示省略掉的先导阀构成，所述阀体2在阀壳20上形成在第1通道(入口通道)21与第2通道(出口通道)22之间的液体流路23中设置阀座24，具备与该阀座24接触或分离来开闭该流路23的阀构件25；所述阀驱动机构3利用先导流体的压力驱动通过活塞杆31与上述阀构件25相连的活塞32来开闭该阀构件25；所述先导阀对上述阀驱动机构3给排先导流体。
上述阀驱动机构3为驱动阀构件25的机构，在收容该阀驱动机构3的壳体30内，具有滑动自由地收容通过活塞杆31与该阀构件25相连的活塞32的缸体30A和与该缸体30A连通、收容由螺旋弹簧34a、34b构成的弹性构件34的弹性构件收容部30B，在上述缸体30A内的活塞32的一个面(下面)侧设置有用于给排先导流体的压力室33。上述活塞32的一个面侧为在与该面相对的先导流体的压力的作用下，能够向使阀构件25离开阀座24的方向驱动该活塞32的那一侧。
并且，为了划分上述壳体30中的压力室33与阀体2中的阀壳20内的流路23，用通过密封部37嵌合的板36密封该壳体30中的压力室33一侧的端部，并且通过密封部26将该板36以密封的状态安装到阀体2的阀壳20上。
另一方面，在隔着活塞32位于与上述压力室33相反一侧的弹性构件收容部30B内，在活塞32与上述弹性构件收容部30B的端壁之间压缩设置在该活塞32上作用使阀关闭的弹力的上述弹性构件34。
在上述活塞32的中央设置有向压力室33一侧开口的凹陷部32a，上述活塞杆31在该凹陷部32a内固定于活塞32的中心。
并且，上述板36在隔着上述压力室33与上述活塞32相对的面上具有与上述活塞32的凹陷部32a互相嵌合的柱状部36a，在该板36的中心部贯穿有穿插上述活塞杆31的穿插孔36b，在该穿插孔36b的内周面上，从压力室33一侧开始依次设置有导向衬套40和第1～第3密封部41a～41c，通过这样赋予活塞杆31滑动性和对液体流路23的液体密封性。并且，在上述第1密封部41a与第2密封部41b之间设置有沟槽42，通过将润滑剂封入该沟槽42内，赋予上述第1密封部41a和第2密封部41b与活塞杆31之间的润滑性。另外，第1密封部41a为密封来自阀驱动机构的压力的密封部，第2密封部41b为防止在液体流路23中流动的异物进入的密封部，而第3密封部41c为擦拭附着在活塞杆31上的垃圾等起刮板作用的密封部。
在上述活塞杆31的安装阀构件25的部位设置有具备当阀打开时与上述板36中的穿插孔36b的周围相抵接的凸缘50a的盖50(参照图2)。该盖50为保护上述密封部41a～41c不受阀构件25的输出侧(背面一侧)的压力急剧上升的伤害、并且抑制在液体流路23中流动的异物进入该穿插孔36b内的密封部41b、41c中的部件，其嵌入安装到上述阀构件25内，该阀构件25通过盖50用销钉51安装在活塞杆31的顶端。
并且，在该盖50的周围设置有在与上述板36中的穿插孔36b的周围相抵接的状态下连通该凸缘50a内外的空间的沟槽状微小通道50b。该微小通道50b为防止阀打开时该盖50本身将在液体流路23中流动的液体挤进穿插孔36b内的密封部41a～41c中的部件。
在上述缸体30A内的活塞32与板36之间设置的上述压力室33，通过先导流路44与该先导通孔43连通，该先导流路44从开口于壳体30上面的先导通孔43经由该壳体30内在缸体30A的内周面上开口。
而在上述壳体30的上部设置有通过先导阀与先导流体供给源相连接的先导给排通道45，该先导给排通道45与开口于壳体30上面的输入通孔47连通，通过固定在壳体30上的流路设定板7内的连通槽路7a与上述先导通孔43连通。
并且，在上述壳体30的上面开有弹性构件收容部30B的通气孔48，并且在壳体30的上部设置有使上述流路设定板7内与壳体30的侧面连通的通气流路49，在壳体30的上面，通过上述流路设定板7内的连通流路7b使这些通气孔48和通气流路49互相连通。
在上述先导式二通换向阀中，壳体30的上部设置的先导给排通道45与先导流体供给源相连，给排先导流体的先导阀可以安装在壳体30的上面，此时，使上述输入通孔47与先导阀的输入通道相连、使上述先导通孔43与先导阀的输出通道相连、使上述通气孔48和先导阀的排气通道与上述通气流路49相连地将先导阀安装在壳体30上。
具有上述结构的先导式二通换向阀1随着给先导阀通电，经由先导给排通道45流入的先导流体经由先导流路44流入压力室33。该先导流体利用其流体压力克服弹性构件34的弹性压力驱动活塞32，由此，通过活塞杆31驱动阀构件25，使阀构件25离开阀座24，开放液体流路23。
这样，当阀构件25全部打开阀座24时，由于上述活塞杆31中安装阀构件25的部位设置的盖50的凸缘50a与贯穿有上述活塞杆31的板36上的穿插孔36b的周围相抵接，因此不仅能够保护上述密封部41b、41c不受阀构件25的输出侧的压力急剧上升的伤害，而且能够抑制在液体流路23中流动的异物进入该穿插孔36b内的密封部41a～41c中使该密封部受损伤，进而能够延长该密封部的寿命。
并且，由于该盖50周围设置的微小通道50b使凸缘50a的内外连通，因此能够防止阀打开时该盖50本身将在液体流路23中流动的液体挤入穿插孔36b内的各密封部41a～41c中。
而在关闭开放的液体流路23时，先导流体通过与上述相反的流向排出，压力室33内先导流体的压力降低，弹性构件34的弹力向关闭阀的方向驱动活塞32，阀构件25压在阀座24上直至关闭液体流路23。
另外，图1中符号52表示活塞32上设置的磁铁，53表示利用该磁铁52的磁力检测活塞的位置的磁性传感器。
图3表示本发明的先导式二通换向阀的第2实施例，该图左半部表示阀打开时的状态，右半部表示阀关闭时的状态。
该第2实施例的二通换向阀11在设置于上述活塞杆31的安装阀构件25的部位上的盖50的周围设置有阻止异物接近该盖50的保护盖60。
另外，在该第2实施例中，将上述第1实施例中的压力室33分成位于板36的柱状部36a的根部周围的活塞压力室33a和形成在该活塞32的凹陷部32a与板36的柱状部36a的顶端之间的阻尼室33b，在两室之间配设允许先导流体从活塞压力室33a一侧流向阻尼室33b、但反方向只能通过细微的流路流过少量的先导流体的止回构件38，通过这样，将残留在阻尼室33b内的先导流体的压力作为驱动活塞的阻力，使活塞32向关闭阀的方向的移动缓慢，缓和伴随关闭阀产生的激流现象。
并且，与第1实施例中在壳体30的上部设置通气流路49不同，在该第2实施例中，设置用于将先导流体排到外部的控制排出通道46，该排出通道46将先导流体从先导通孔43经由先导阀和通气孔48排出地连接，该排出通道46也兼作弹性构件收容部30B的通气通道。
至于上述第2实施例中的其他结构，由于与上述第1实施例没有实质的改变，因此在相同或相当的部分上添加与第1实施例相同的符号，其说明省略。
上述盖50周围设置的保护盖60通过将其一端夹在上述板36与阀壳20之间而固定在设置于连接上述板36与阀壳20的部分的密封部26的内周，并且该保护盖60的另一端以保证在液体流路23中流动的液体中的异物进不到该保护盖与上述阀构件25外周的圆筒面25a之间这种程度的微小间隙，呈滑动接触的状态嵌合到该圆筒面25a的周围，由此，该保护盖60围绕从该阀构件25外周的圆筒面到上述板36中的穿插活塞杆31的穿插孔36b的周围。于是，由该保护盖60围绕的内部成为包围上述活塞杆31的活塞杆室68。
并且，上述保护盖60上设置有多个使其内外连通的微小孔60a，利用这些微小孔60a抑制打开阀时活塞杆室68内压力上升。该微小孔60a的大小形成为在液体流路23中流动的异物不能通过的程度。
另外，上述保护盖60当然也可以用于上述第1实施例那样的二通换向阀。
对于具有上述结构的先导式二通换向阀，由于在上述活塞杆31的整个行程中上述保护盖60的端部与阀构件25的圆筒面25a滑动接触，围绕上述活塞杆室68，因此能够尽可能地抑制在液体流路23中流动的异物进入该活塞杆室68内，进而能够抑制异物进入上述板36上穿插活塞杆31的穿插孔36b内的各密封部41a～41c。
另外，虽然在上述第1实施例及第2实施例中将本发明用于一般情况下阀构件25闭锁阀座24、随着给先导阀通电上述阀构件25离开上述阀座24开放液体流路23的常闭型先导式二通单动阀，但本发明并不局限于此，也可以用于一般情况下阀构件25开放阀座24、随着给先导阀通电阀构件25在先导流体压力的作用下压在阀座24上闭锁液体流路23的常开型先导式二通单动阀。
并且，本发明也可用于在上述图3的实施例中的，先导式二通双动阀其中在先导式二通换向阀的弹性构件收容部30B内不具备弹性构件34，而通过交替地将先导流体给排到从壳体30中设置的先导流体的给排通道45到压力室33的流路和从给排通道46到位于缸体30A中隔着上述活塞32与压力室33相反一侧的室的流路中，来使阀构件25接触或离开阀座24。
下面说明上述第2实施例的各种实施形态(变形例)，但其结构和作用，除个别说明的点以外，与上述第1实施例或上述第2实施例没有本质的区别。
图4为表示第2实施例的二通换向阀的其他实施形态的主要部分的放大剖视图。
该实施形态中的二通换向阀使用用于过滤元件等的由烧结金属形成的多孔质材料形成阻止异物接近上述盖的保护盖61，与图3的情况一样，通过将保护盖61的一端夹在上述板36与阀壳20之间来固定，并且其另一端不与上述阀构件25外周的圆筒面25a接触，并且设置使在液体流路23中流动的异物不能进入这种程度的微小间隙，以靠近的状态配置。通过采用这种结构，不需要在该保护盖61上设置微小孔就可尽可能地阻止异物进入上述活塞杆室68内。
这里，本实施形态中的保护盖61的材料并不局限于上述烧结金属形成的多孔质材料，也可以用PVA海绵等多孔质合成树脂形成。
在图5所示的其他实施形态中，用金属波纹管形成保护盖62。构成上述保护盖62的金属波纹管将其一端夹在上述板36与阀壳20之间，从而固定在该板36与阀壳20的连接部分上设置的密封部26的内周，并使其另一端与突设在上述阀构件25周围的凸缘部25b相抵接，通过这样围绕该阀构件25外周的圆筒面和活塞杆31地配设。于是，由该保护盖62围成的内部形成活塞杆31滑动之处的活塞杆室68。并且，在该保护盖62上设置使其内外连通的多个微小孔62a。
由于构成上述保护盖62的金属波纹管为沿轴线方向弹性伸缩的部件，因此夹在该保护盖62中上述板36与阀壳20之间的端部不一定非要夹在它们之间，也可以像图6所示的保护盖63那样使其为与上述板36和阀壳20的连接部分的内周滑动接触的状态，使该金属波纹管保持弹性伸长的倾向安装在板36与阀构件25的凸缘部25b之间。该保护盖63上也设置有使其内外连通的多个微小孔63a。
在图7所示的实施形态中，使上述保护盖64为与上述阀构件25外周的圆筒面25a滑动接触的双重结构，通过这样进一步提高该部分对于上述异物的密封性。
即，该保护盖64由内盖64A和外盖64B构成，它们的一端通过夹在盖板36与阀壳20之间而固定在上述板36与阀壳20的连接部分。而上述内盖64A的另一端以与上述阀构件25外周的圆筒面25a近似滑动接触的状态与该面相对地配置，并且，上述外盖64B的另一端将其顶端向阀构件25一侧弯曲成近似く字形以便盖住上述内盖64A，以与该阀构件25外周的圆筒面25a近似滑动接触的状态与该面相对地配置。
于是，由这些内盖64A和外盖64B构成整体来说围绕从阀构件25外周的圆筒面25a到上述板36上穿插活塞杆31的穿插孔36b(参照图1)的周围的双重保护盖64。并且，将该保护盖64围成的内部作为活塞杆室68。
并且，在构成上述保护盖64的内盖64A和外盖64B上设置多个使其内外连通的微小孔64a、64b，使内盖64A上设置微小孔的位置与外盖64B上设置微小孔的位置不相对。由这些微小孔64a、64b尽可能地抑制异物进入活塞杆室68内，而且在阀开时抑制活塞杆室68内压力的上升。
图8所示实施形态的保护盖65在与阀构件25外周的圆筒面25a滑动接触一侧的端部设置其滑动接触面一侧开口的、近似U字形的密封构件的保持部65b，通过将密封构件66嵌入该保持部65b中，密封该保持部与圆筒面25a之间。并且该保护盖65的与阀构件25滑动接触一侧的顶端与上述阀构件25外周的圆筒面25a滑动接触，从而能够由该保护盖65的顶端和上述密封构件66双重密封上述阀构件25外周的圆筒面25a。并且，在上述保护盖65上设置有使其内外连通的多个微小孔65a。

Claims (5)

1.一种先导式二通换向阀，具备阀体和利用先导流体的压力的作用驱动阀构件的阀驱动机构部，所述阀体具备形成在连接第1通道与第2通道的液体流路中的阀座以及开闭该阀座的阀构件，该阀驱动机构部具有以密封的状态穿插到面向上述液体流路的板上的穿插孔中、顶端延伸到该流路内的活塞杆，上述阀构件连接于该活塞杆的顶端，其特征在于，
在上述活塞杆的突出到上述液体流路中的部分设置有当上述阀构件开放阀座时与上述板的穿插孔周围相抵接来抑制上述液体中的异物进入该穿插孔内的盖，
上述盖上设置有与上述穿插孔的周围相抵接来抑制异物进入该穿插孔的密封部的凸缘，在上述盖的凸缘上设置当该凸缘与上述板上的穿插孔周围相抵接时使该凸缘的内外连通的微小通道，将该盖嵌装在上述阀构件内，利用该盖将该阀构件安装到上述活塞杆的顶端。
2.如权利要求1所述的二通换向阀，其特征在于，在上述盖的周围设置有阻止异物接近该盖的保护盖。
3.如权利要求2所述的二通换向阀，其特征在于，上述保护盖的一端固定在上述板上，其另一端围绕阀构件外周的圆筒面。
4.如权利要求2所述的二通换向阀，其特征在于，上述保护盖由安装在板与阀构件之间的金属波纹管构成。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的二通换向阀，其特征在于，在上述板的穿插孔内设置有密封来自阀驱动机构的压力的第1密封部和防止在上述阀体的液体流路中流动的异物进入的第2密封部，并且在上述第1密封部与第2密封部之间设置沟槽，在该沟槽内封入润滑上述第1密封部和第2密封部与活塞杆之间的润滑剂。
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