CN106870490A - 气控自动换向机构 - Google Patents

Abstract

气控自动换向机构，由二位五通单气控顶杆阀（二位五通双气控差压控制顶杆阀）、顶杆、气缸、活塞、活塞杆等五部分构成。主要利用二位五通单气控顶杆阀或二位五通双气控差压控制顶杆阀利用气源，便能实现气缸活塞的往复自动换向功能。该机构设计原理简单、结构上易于实现、安全可靠、换向平稳、冲击小、寿命长等，几乎适用于所有气控直线往复运动的自动换向；利用该气控换向机构有利于应用于多种型号气动注浆泵的自动换向。本发明提供的气控换向机构，具有价格低廉、无污染、安全性能高、换向速度快等优点，特别适用于煤矿、隧道等恶劣环境的工程工中，应用前景十分广阔。

Description

气控自动换向机构

技术领域

本发明涉及一项换向机构，尤其是采用气控的方式来实现自动换向的换向机构。

背景技术

往复泵广泛应用矿业、石油、筑路等行业,以及工业生产的其它多个领域。其自动换向是一个值得关注的问题。对换向的一般要求主要有结构简单、可靠安全、平稳、冲击小、寿命长等要求。而自动换向机构性能的好坏,直接影响到往复***的整体性能。目前,我国使用较多的往复液压缸换向机构按照原理和结构特点可分为:机动-液控、机动-电控、液控和电控四大类。机动-液控和机动-电控自动换向机构难以满足更高工艺要求和一些特殊工作条件;要求防爆的场合无法使用电控自动换向机构;而液控自动换向机构因其更具针对性、结构紧凑、换向快速、安全性高等优点,成为换向机构研究的重点，但也存在油液污染等不利的条件。

在煤矿等有防爆要求的特殊场合，采用传统的动-液控、机动-电控、液控和电控等自动换向方式显得较为的不切实际，会给生产带来就极大的安全隐患，这时采用气控换向是一种十分理想的选择，其具有价格低廉、无污染、安全性能高、换向速度快等优点，特别适用于煤矿、隧道等恶劣环境的工程工中，应用前景十分广阔，因此采用气控自动换向机构就非常的有必要了。

发明内容

本发明设计了一种气控自动换向机构，主要应用于多种型号气动注浆泵的自动换向，该设计原理简单，结构上易于实现，能比较稳定，几乎适用于所有气控、液控直线往复运动的自动换向性。

本全气控自动换向机构，该机构只需接通气源，用一个二位五通单(双) 气控顶杆阀便能实现气缸活塞的自动往复运动。

优选地，该气控自动换向机构根据换向阀的不同可以分为两种形式：二位五通单气控顶杆阀、二位五通单气控顶杆阀。

优选地，该气控自动换向机构不需要使用电源及其他能源，仅仅依靠气源便能实现自动往复运动。

优选地，该气控自动换向机构的两种方案中，方案一采用单气控加压式顶杆阀；而方案二中则必须采用双气控差压控制顶杆阀，才能实现正确换向。

优选地，该气控自动换向机构采用了气压复位，这样有助于提高阀的可靠性和换向平稳性。

优选地，该气控自动换向机构将顶杆阀与气缸端盖设计为一体，从而简化设备的安装形式，使其结构更加紧凑。

优选地，气缸的右端另外加工出一个小孔作为气控口，用作二位五通单气控顶杆阀或二位五通双气控差压控制顶杆阀气控口气源的输入。小孔在缸筒上的位置要正好开在活塞行程终了时紧贴活塞端面处，这样可以保证气缸换向的准确及时。

优选地，该气控自动换向机构的工作原理同样适用于液压控制场合，可方便地实现液控自动换向。

优选地，阀1的气控口K与气缸的另一端口 E相通，而E端此时与高压腔相通，从而确保阀 1左位工作。

附图说明

图1为二位五通单气控顶杆阀实现的自动往复运动的结构图。

图2为二位五通双气控差压控制顶杆阀实现的自动往复运动的结构图。

图1中：1、二位五通单气控顶杆阀； 2、顶杆； 3、气缸；4、活塞 ；5、活塞杆。

图2中：1、二位五通双气控差动顶杆阀 ；2、顶杆； 3、气缸；4、活塞 ；5、活塞杆。

具体实施方式

在图1中采用一个二位五通单气控顶杆阀实现气缸活塞往复运动的自动换向，顶杆阀 1 内部未设置弹簧，故阀 1 的初始工作位置可能是左位，也可能是右位，无论是左位还是右位先工作，对***的自动换向不会产生影响。

***刚启动时，顶杆阀1左位工作，气源从阀1的P口进入，经出口B、气缸3右端口D进入气缸右腔，推动活塞4及活塞杆5向左移动。

气缸左腔气体经左端口C及阀1的A口、O1口排出，同时阀1 的气控口K与气缸的另一端口 E相通，而E端此时与高压腔相通，从而确保阀1左位工作。

活塞4继续向左移动，直到压下顶杆阀 1 的顶杆2使阀1换向，阀1变为右位工作，这时就完成了气控自动换向阀的换向动作。

气源从阀1的P口进入，经过出口 A、气缸3左端口C进入气缸左腔，推动活塞 4 及活塞杆 5 向右移动，实现活塞的第一次换向。

气缸右腔气体经端口D及阀1的B口、O2口排出，此时气控口 K 通过端口 E 与排气口联通，故不会影响阀1的工作状态。

活塞向右运动逐渐脱离顶杆2时，阀1依然保持右位工作状态不变。随着活塞 4 继续向右移动，活塞 4 先是把E口封闭，这时***工作状态并不发生改变。当活塞4左端面移过端口E后，E口与气缸3左腔相通，高压气体经E口到达阀1的气控口K使阀1重新换向，阀1又变为左位工作，使活塞 4 变为向左运动。

活塞刚开始向左运动的瞬间，端口E 与气缸左腔相通，气控口K通过端口E、端口C、阀1 的A口与排气口O1相通，随即活塞在向左运动时将端口 E 封闭。在此过程中，阀1及活塞的工作状态不会发生改变。

活塞4右端面移过端口E后，E口重新与高压腔相通，高压气体经 E口到达阀1的气控口K，确保阀1左位工作。至此，第二次换向完成，如此便可自动往复运动下去。

在图2所示的二位五通双气控差压控制顶杆阀自动往复运动结构图中，活塞的换向过程

与二位五通单气控顶杆阀实现气缸活塞往复运动的自动换向几乎完全相同。

在图2所示的二位五通双气控差压控制顶杆阀自动往复运动结构图中，顶杆阀1右端增加了一个气控口K2，当活塞向左运动压住顶杆2使阀1变为右位工作后，气控口K2通过A口接通高压气体，确保阀1右位即使在活塞反向运动脱离顶杆2后仍处于工作状态，使其不会受振动等其它外部因素的影响而发生改变。

在图2所示的二位五通双气控差压控制顶杆阀自动往复运动结构图中，当活塞运动到气缸右端，使活塞的左端面越过气缸的端口 E 时，顶杆阀1的两个气控口 K1、K2均接通高压气体，如果阀1两端气控口内腔阀芯的端面积相等，则两端压力相等，不能实现换向。为此，必须将阀1做成差压控制阀，使阀1左腔阀芯的工作面积大于右腔阀芯的工作面积，这样，才能在阀1左右腔形成压力差，从而实现正确换向。

Claims (8)

1.气控自动换向机构，其特征在于，由一个二位五通单气控顶杆阀或二位五通双气控差压控制顶杆阀与一个稍加改进的气缸组成，主要由二位五通单气控顶杆阀（二位五通双气控差动顶杆阀）、顶杆、气缸、活塞和活塞杆五部分构成，两种方式的不同之处在于第二种方案在顶杆阀1右端增加了一个气控口K2。

2.如权利要求1所述的气控自动换向机构，其特征在于，采用一个二位五通单(双) 气控顶杆阀便能实现气缸活塞的自动往复运动。

3.如权利要求2所述的气控自动换向机构，其特征在于，二位五通单(双)气控顶杆阀，二者的不同之处在于顶杆阀1右端增加了一个气控口K₂。

4.如权利要求1所述的气控自动换向机构，其特征在于，气缸口K与气缸的另一端口E相通，从而确保阀的正常的排气功能。

5.如权利要求1所述的气控自动换向机构，其特征在于，采用了气压复位，这样有助于提高阀的可靠性和换向平稳性。

6.如权利要求2所述的气控自动换向机构，其特征在于，二位五通单(双)气控顶杆阀，气缸的右端另外加工出一个小孔作为气控口，小孔在缸筒上的位置要正好开在活塞行程终了时紧贴活塞端面处，这样可以保证气缸换向的准确及时。

7.如权利要求1所述的气控自动换向机构，其特征在于，顶杆阀与气缸端盖设计为一体，从而简化设备的安装形式，使其结构更加紧凑。

8.如权利要求1所述的气控自动换向机构，其特征在于，其不需要使用电源及其他能源，仅仅依靠气源便能实现自动往复运动。