CN1031748A - 液压电磁换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明是关于液压***用的锥滑阀式二位三通 电磁换向阀，它包括有电磁铁，置于阀体内阀孔中的 带有液动力补偿的锥滑阀芯，复位弹簧，阀盖和推杆， 有一通道连接阀芯两端的腔室。只需变更外部连接 便可获得两种机能图。两个本发明的二位三通阀对 接组成有四种机能图的四位四通阀，该阀可作四位五 通阀用。本发明的优点是所需电磁铁推力小，有多种 阀机能图，压力315巴时单级阀流量达200升/分， 换向平稳无冲击，体积小，重量轻，成本低。

Description

本发明是关于液压***的锥滑阀式电磁换向阀。锥滑阀式电磁换向阀可以控制液压***中液流的方向，该阀特别适于在高压大流量液压***中应用。它包括锥滑阀式二位三通和四位四通或四位五通电磁换向阀。

目前使用的P-A，A-T机能的二位三通电磁换向阀有两种型式：一种是把滑阀式二位四通电磁换向阀堵死一条通路B作二位三通阀使用（见曼内斯曼一力士乐《工业用液压元件液压产品说明书》，第1卷，中文版第323至334页WE-10及5-WE型二位三通换向阀），这种型式由于阀芯是滑阀式的，存在很难克服的两个反向的液动力，阀芯与阀孔间大的摩擦力，加上阀芯对中定位所需复位弹簧大的予紧力，使得在高压大流量时，电磁铁推不动阀芯，因此这种型式的流量很小（供油压力在315巴时流量小于40升/分）;另一种是球座式二位三通电磁换向阀（见曼内斯曼-力士乐《工业用液压元件液压产品说明书》，第1卷，中文版第247至262页SE-6及SE-10型二位三通换向阀），该型由于存在轴向不平衡的静压力，其流量也很小（小于36升/分）。当流量超过40升/分（压力315巴）时，需要用两级的电液换向阀，其体积和重量大，成本高。这两种型式的阀还有这样的问题：只有一种阀机能图。对现有的二位四通或三位四通电磁换向阀，不但位数少而且在不更换阀芯及其它零件的情况下，也只有一种阀机能图。

为解决上述问题，本发明提出一种单级、高压大流量、所需电磁铁推力小，不变更阀的任何零件只需改变阀外部连接就可获得多机能图的锥滑阀式电磁换向阀。

该阀由电磁铁，带供油通道、工作油通道、回油通道和阀孔的阀体，锥滑阀芯，复位弹簧，阀盖，推杆组成，阀体内开有与回油通道相通的右腔室和与供油通道相通的环形槽，右腔室和阀孔间形成锥阀座，置于阀孔内的阀芯为锥滑阀芯结构，有一通道连接右腔室和左腔室。

锥滑阀芯的锥台和阀体中的阀座形成锥阀，锥滑阀芯的滑塞和阀孔的环形槽形成滑阀，锥阀和滑阀各控制一条液流通路的通和断，当一个电磁铁通电时，电磁铁推力通过推杆克服复位弹簧力和滑阀处的摩擦力使锥滑阀芯移动，滑阀关、锥阀开，允许液流通过锥阀，即A-T通;当电磁铁断电时，复位弹簧使锥阀关、滑阀开，允许液流通过滑阀，即P-A通，这样构成二位三通。由于此结构的锥台能够消除液流流经锥阀处的液动力，只剩下滑阀处的一个单方向液动力，降低了所需电磁铁的推力;同时由于滑阀处只有一个滑塞与阀孔相对运动，且容易实现所谓的“顺锥”而不致使滑塞压向阀孔的一边减小了径向力，摩擦力明显减小了;还由于锥阀的定位作用，不需要复位弹簧有大的予紧力，这就大幅度降低了使阀芯移动所需电磁铁的推力。在同样的电磁铁推力下，使用压力和流量大幅度提高了，当流量大于40升/分小于200升/分时，不再需要用两级电液换向阀，从而体积重量小，成本低了。

由于滑阀可控制双向流动的液流，因而本发明的二位三通电磁换向阀只需变更外部连接不用更换任何零件便可得到两种阀的机能图。

本发明提出的一种四位四通电磁换向阀是用本发明的两个二位三通电磁换向阀去掉阀盖对接起来组成的。根据上述，当使用两个电磁铁的通或断电的四种组合时，形成四位四通阀，同样只需变更外部连接可以构成四种工作机能方式，有两种方式具有四位四种机能两种方式具有三种机能的四通阀，而不需更换阀的任何零件。因为该四通阀的五个油口是互相独立的，所以该四通阀也可作四位五通电磁换向阀使用。

本发明的优点是所需电磁铁推力小，压力315巴时，单级阀工作流量可达200升/分，不需更换阀的任何零件只需改变阀外部连接便可获得多机能图，体积小，重量轻，成本低。

本发明的附图有七个：

图1.电磁铁不通电时锥滑阀式二位三通电磁换向阀的剖面图。

图2.电磁铁通电时锥滑阀式二位三通电磁换向阀的剖面图。

图3.锥滑阀式二位三通电磁换向阀的机能图。

图4.带平衡杆的锥滑阀式二位三通电磁换向阀的剖面图。

图5.锥滑阀式四位四通电磁向阀的剖面图。

图6.锥滑阀式四位四通电磁换向阀的机能图。

图7.锥滑阀芯带有型面结构滑塞的部份剖面图。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的第一种实施例，它是一个锥滑阀式二位三通电磁换向阀。它包括有电磁铁1，阀体2，锥滑阀芯3，复位弹簧4，阻尼孔塞5，阀盖6，端盖29，推杆23。阀体2包括有一个阀孔7，右腔室10，右腔室10与阀孔7间形成的锥阀座22，两个环形槽8和9，供油通道11，工作油通道12，回油通道13，供油通道11通过环形槽8与阀孔7相通，工作油通道12通过环形槽9（也可直接，即不设置环形槽9）与阀孔7相通，回油通道13与右腔室10相通。锥滑阀芯3由滑塞15，锥台14和连杆16组成，也可组成一个整体结构;锥台14是由半锥角为0°至10°的左平截锥体17，半锥角为45°至80°的中平截锥体18，带环形平面19a的平台19构成的一个整体;滑塞15与阀孔7相配合并在其中滑动，滑塞15把阀孔7分隔成左腔室7a和中腔室7b;锥滑阀芯3内有通道32把右腔室10与左腔室7a连通，通道32内有阻尼孔塞5，该阻尼孔塞也可设置在阀体2内能连通右腔室10与左腔室7a的通道中，阻尼孔塞5中有阻尼孔5a。阀盖6通过螺钉20与阀体2紧固连接，也可通过其它联结件连接，O形密封圈21置于阀体2中。推杆23从端盖29的孔30中穿过并能顶在阀芯3上。电磁铁1中有手动操作杆26。

下面结合图1和图2详细说明它的工作原理：当电磁铁不通电时，锥滑阀芯3在复位弹簧4的作用下，其中锥体18的锥面18a被压在阀座22上，滑塞15打开滑阀开口31，则压力油从通道11，即P口经滑阀开口31，再经中腔室7b流向通道12，即A口，P与A相通，因为中锥体18压在阀座22上把中腔室7b和右腔室10隔断，即P、A与T不通。当电磁铁通电后，推杆23被电磁铁1的衔铁24及推杆25的推力克服复位弹簧4的弹簧力和滑塞15与阀孔7间的摩擦力向右推，同时带动阀芯3右移，打开左锥体17和中锥体18与锥阀座22形成的很小的节流开口，允许A口的油液受阻的流向T口，由于从中腔室7b流出的液流沿锥面18a经与轴线27垂直的环形平面19a流出而离开阀芯3，流入中腔室7b的液流与轴线27垂直，故在锥阀处无液动力存在，在滑阀处产生的液动力方向是沿轴线27向右的，帮着电磁铁把锥阀打开，当阀芯3再右移到滑塞15将环形槽8全遮盖住开始，左锥体17的底面17a与阀座面28平齐，此时开始阻断P口流向A口的液流，打开了A口与T口的流通通道，从此以后，阀芯3一直被电磁铁1推到如图2所示的另一个极限位置，此时P口完全被封闭，A口完全与T口相通。当电磁铁断电后，复位弹簧4将阀芯3向左推，当左锥体17的底面17a与阀座面28平齐后，滑塞15开始打开滑阀处开口31，允许P口的液流流向A口，该处的液动力方向仍然是向右的，复位弹簧4克服此液动力和上述摩擦力使阀芯3复位到图1所示的一个极限位置，P口与A口完全相通，而与T口完全不通。阻尼孔塞5中的阻尼孔5a对阀芯3的运动起阻尼作用，以防止换向冲击，使换向平稳。由于只有滑阀处一个单向液动力;同时由于只有一个滑塞15与阀孔7相对运动，且易实现所谓的“顺锥”而不致使阀芯3压向阀孔7的一边减小了径向力，减小了摩擦力;又由于锥阀的定位作用，复位弹簧4的予紧力小，这就大大降低了所需电磁铁的推力。在同样的电磁铁推力下，使用压力和流量大幅度增加了，当流量大于40升/分小于200升/分时，不再需要用体积重量大，成本高的两级电液阀，从而本发明的体积重量和成本都降低了。

上述本发明的二位三通电磁换向阀的机能图如图3（a）所示。根据上述结构和工作原理，因为滑阀可控制双向液流流动，所以当P口与A口互换后，即P口接通道12，A口接通道11，便得到本实施例的第二种机能图，如图3（b）所示。这样，只要改变外部连接就可得到两种方式的机能图而不用更换阀的任何零件。

图4是本发明的第二种实施例。它是在第一种实施例上增加平衡杆39，它可在阀盖6的孔38中滑动，其左端凸肩34嵌装在阀芯3的槽35中，O形密封圈33防止油液漏向阀外，推杆23右端的凸肩36嵌装在阀芯3的槽37中。其它情况与第一种实施例相同。由于平衡杆39平衡了作用于阀芯3上的静压力，所以该实施例允许的回油背压高。

图5是本发明的第三种实施例，它是一个锥滑阀式四位四通电磁换向阀。它是由两个第一种实施例去掉阀盖6，共用一根弹簧4和接回油口T的通道13，对接起来用螺钉20或其它联结件把阀体2和2′紧固在一起构成的。图5中右边阀的零件及其标号与图1中相应零件及其标号相同，左边阀的零件标号是在右边阀相应零件标号的右上角加一撇。

下面结合图5说明该实施例的工作情况：当通道11和11′接P口，12接B口，12′接A口时，当电磁铁1断电，1′通电时，则P口与B口相通，A口与T口相通;当电磁铁1通电，1′断电时，P口与A口相通，B口与T口相通;当电磁铁1和1′都断电时，P口与A口及B口相通，而T口与P、A、B口均不通;当电磁铁1和1′都通电时，T口与A、B口相通，P口与A、B、T口均不通。其机能图表示在图6（a）上。

若通道11接B口，11′接A口，12和12′接P口，当电磁铁1断电，1′通电时，P、B、T口相通，A口与P、B、T口均不通;当电磁铁1通电，1′断电时，则P、A、T口相通，B口与P、A、T口均不通;当电磁铁1和1′都断电时，P、A、B口相通，T口与P、A、B口均不通;当电磁铁1和1′都通电时，P口与T口相通，A口与B口不通且都与P、T口不通。其机能图表示在图6（b）上。

若通道11接B口，11′和12接P口，12′接A口，当电磁铁1断电，电磁铁1′通电时，P口与B口相通，A口与T口相通;当电磁铁1通电，电磁铁1′断电时，P口与A、T口相通，与B口不通;当电磁铁1与1′均断电时，P口与A、B口相通，与T口不通;当电磁铁1与1′都通电时，A、P、T口相通，与B口不通。其机能图表示在图6（c）上。

若通道11与12′接P口，12接B口，11′接A口，当电磁铁1断电，1′通电时，P口与B、T口相通，与A口不通;当电磁铁1′断电，1通电时，P口与A口相通，B口与T口相通;当电磁铁1和1′均断电时，P口与A、B口相通，与T口不通;当电磁铁1和1′均通电时，P口与B、T口相通，与A口不通。其机能图如图6（d）所示。

因为通道11、12、11′、12′和13是互相独立的，可以连接P、A、B、T、及C口，所以本实施例还可作四位五通电磁换向阀使用。

图7是本发明的第四种实施例，其特征是在锥滑阀芯3的滑塞15的右端作出型面15a，型面15a左端起点15c处的切线与轴线27的夹角θ1为30°至80°，型面15a右端终点15d处的切线与轴线27的夹角θ2为20°至80°，圆柱面15b的直径小于或等于滑塞15的直径，其它情况与前述各实施例相同。由于阀芯3只有一个滑塞15，只有一股液流经起始点15c从终点15d流出，所以能很好的大幅度降低滑阀处的液动力，从而大幅度降低了复位弹簧4的力，更进一步降低了所需电磁铁的推力，即只需不大的电磁铁推力就能推动阀芯3换向。该实施例在同样电磁铁推力下比前述各实施例使用的工作流量还大。

Claims (11)

1、一种二位三通电磁换向阀由电磁铁1，带有供油通道11、工作油通道12、回油通道13和阀孔7的阀体2，阀芯3，复位弹簧4，阀盖6，推杆23组成，本发明的特征是：阀体2内开有与回油通道13相通的右腔室10和与供油通道11相通的环形槽8，右腔室10与阀孔7间形成锥阀座22，置于阀孔7内的阀芯为锥滑阀式结构，有一通道连接右腔室10和左腔室7a。

2、根据权利要求1所述的二位三通电磁换向阀，其特征是有一平衡杆39装在锥滑阀芯3和阀盖6中。

3、根据权利要求1或2所述的二位三通电磁换向阀，其特征是供油通道11和工作油通道12可以互换，组成P-A，P-T机能图的阀。

4、根据权利要求1或2所述的二位三通电磁换向阀，其特征是锥滑阀芯3由滑塞15、锥台14和连杆16组成，锥台是由半锥角为0°至10°的左平截锥体17、半锥角为45°至80°的中平截锥体18和带环形平面19a的平台19构成的一个整体。

5、根据权利要求3所述的二位三通电磁换向阀，其特征是锥滑阀芯3由滑塞15、锥台14和连杆16组成，锥台是由半锥角为0°至80°的左平截锥体17、半锥角为45°至80°的中平截锥体18和带环形平面19a的平台19构成的一个整体。

6、根据权利要求1或2或4所述的二位三通电磁换向阀，其特征是连接右腔室10和左腔室7a的通道可开在锥滑阀芯3中。

7、根据权利要求1或2所述的二位三通电磁换向阀，其特征是连接右腔室10和左腔室7a的通道中可装有阻尼孔塞5。

8、根据权利要求4或5所述的二位三通电磁换向阀，其特征是在锥滑阀芯3的滑塞15的右端设置型面15a，型面15a的左端起始点15c处的切线与轴线27的夹角θ1为30°至80°，型面15a右端终点15d处的切线与轴线27的夹角θ2为20°至80°，圆柱面15b的直径小于或等于滑塞15的直径。

9、根据权利要求1或3所述的二位三通电磁换向阀，其特征是把两个二位三通电磁换向阀去掉阀盖6用连接件对接起来，共用一根弹簧和回油通道，构成四位四通电磁换向阀。

10、根据权利要求9所述的四位四通电磁换向阀，其特征是供油通道11、11′和工作油通道12、12′可以互换组合，构成如图6所示的机能图。

11、根据权利要求9或10所述的四位四通电磁换向阀，其特征是它本身就是一个四位五通电磁换向阀。

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