CN108916400A - 一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀 - Google Patents

Abstract

一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，包括主阀体（1）、主阀芯（2）、弹簧（3）、主阀芯密封圈压板（4）、主阀芯挡板（6）、出口接头（7）、控制阀体（8）、控制阀芯左挡板（9）、控制阀芯（10）、控制阀芯密封圈左压板（11）、控制阀芯右挡板（12）、控制阀芯密封圈右压板（13）、偏转芯（14）和电动执行器（16）组成，本发明的技术效果体现在：1、以液动力作为主阀启闭和密封的动力，实现超大流量控制要求。同时设置力矩杠杆，将电磁力放大，以适应超高压的工况。2、电动执行器作为液控阀启闭装置具有扭力大、开关可靠、可应急操作等突出优点。

Description

一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀

技术领域

本发明涉及水液压控制阀类，尤其涉及一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀。

背景技术

一般在水液压传动与控制***中，一般把流量大于1500L/min的水液压***称为特大流量***。特大流量***可广泛的应用在诸如水处理、海水淡化、污水净化等诸多***中。目前高压泵阀等元件类产品主要集中在小级别类型。例如丹麦Danfoss公司水液压元件产品最大流量等级为120L/min，英国WaterHydraulic公司水液压元件最大为250L/min，国内外水液压相关高压控制阀类产品最大通径产品为DN50，可应用流量控制***约为800L/min，更大通径产品则未见报道。

在高压水液压***中，超大流量控制的水液压元件制造尤为困难，以开关阀类为例，如通径过大（例如：大于DN100），按照一般设计方法设计元件，则会遇到配套控制元件如电磁铁、电动执行器、气动执行器等无法满足功能要求在状况。

发明内容

为解决目前现有技术存在的不足，本发明提供了一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀,该阀采用非液力阻尼先导式结构，通过电磁铁控制先导阀芯动作，切换主阀芯上腔的高低压不同连通位置，以差压液动力推动主阀芯开启、关闭和密封，动作和密封可靠，同时安装有应急推杆，在电磁控制失效的情况下，可手动应急开阀。具体技术方案如下：

一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，采用电动执行器控制液控阀，以差压液动力推动主阀芯运动，实现阀门的开启关闭和密封。差压液动力作为主阀启闭力，可采用大通径（大于DN100）结构，适用于特大流量控制。电动执行器作为液控阀启闭装置具有扭力大、开关可靠、可应急操作等突出优点。两级阀均为直动式结构，抗污染能力强。两级阀口密封均采用装配式软密封结构，制造简单，密封可靠。

一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，包括主阀体、主阀芯、弹簧、主阀芯密封圈压板、主阀芯挡板、出口接头、控制阀体、控制阀芯左挡板、控制阀芯、控制阀芯密封圈左压板、控制阀芯右挡板、控制阀芯密封圈右压板、偏转芯和电动执行器组成，

主阀体上设置有流道、流道和出水口，

主阀体出水口处螺纹连接有出口接头，出口接头上设置有进水口，

主阀芯中间部位设置有一径向凸起轴肩，主阀芯一端端面为密封平面，主阀芯上两端分别开有至少一个孔，

主阀芯位于主阀体内，主阀芯密封圈压板位于主阀芯一端端面与出口接头之间，

主阀体、主阀芯与主阀芯上的轴肩之间形成阀芯内腔，

主阀芯上的轴肩、主阀体与主阀芯密封圈压板之间形成阀芯内腔，

主阀芯上一端的至少一个孔通过芯内腔与流道连通，主阀芯上另一端的至少一个孔通过阀芯内腔与流道连通,

弹簧位于腔内，且弹簧的两端分别抵在主阀体和轴肩上，

控制阀芯左挡板和控制阀芯右挡板内分别设置有D腔和E腔，

控制阀芯挡板，上环形分布有与D腔和E腔相通的至少一个孔，控制阀芯左挡板上设置有与D腔连通的出水口，控制阀芯右挡板上设置有与E腔连通的进水口，

控制阀芯左挡板和控制阀芯右挡板分别螺纹连接在控制阀体两端内，控制阀芯两端分别设置有控制阀芯密封圈左压板和控制阀芯密封圈右压板，并分别与D腔连通的出水口和E腔连通的进水口相配，

控制阀体上呈镜像分布有一对第二挡圈和一对环形推动座，且一对环形推动座位于一对第二挡圈之间，一对第二挡圈上分别环形分布有一组通孔，

控制阀体与控制阀芯之间形成F腔，且F腔根据 控制阀芯密封圈左压板和控制阀芯密封圈右压板的位置选择与D腔或E腔连通，

电动执行器上设有转动轴，转动轴的下端面上设有一个偏转芯，偏转芯的下端穿过控制阀体卡入一对环形推动座内，

控制阀体安装在主阀体上， 腔通过流道与D腔连通，

腔通过流道与F腔连通，E腔通过与出口接头上的进水口连通。

控制阀体与主阀体的左端设置有连通的水流通道，腔通过流道、腔室与D腔连通，控制阀体与主阀体的中部设置有水流通道，腔通过流道、水流通道与F腔连通，控制阀体右端设置有水流通道和水流通道，且水流通道和相贯通，水流通道与E腔内连通，出口接头上设置有流水通道，水流通道通过出水口与流水通道相连通。

主阀芯中间部位设置有一径向凸起轴肩，轴肩上设置有用于安装密封圈的两道沟槽，左端开有两道用于安装密封圈的径向沟槽，轴肩左右两侧位置径向尺寸为相等尺寸。

主阀芯一端密封面端部为凸起的锥形面，主阀芯密封圈压板上设置有配套的锥形面凹槽，主阀芯与主阀芯密封圈压板之间设置有密封圈。

主阀芯上有以螺纹或压紧配合固定安装的主阀芯密封圈压板；主阀芯和主阀芯密封圈压板之间安装有主阀芯密封圈。

主阀芯、主阀芯密封圈压板和主阀芯密封圈组成的密封组件和主阀芯挡板所形成的密封带外径以设定尺寸小于主阀芯左侧端面外径。

主阀芯密封圈压板安装在主阀芯挡板上，并将出口接头一端密封。

一对环形推动座由可通过偏心轴带动的拨叉代替。

本发明的技术效果体现在：

1、以液动力作为主阀启闭和密封的动力，实现超大流量控制要求。，同时设置力矩杠杆，将电磁力放大，以适应超高压的工况。

2、电动执行器作为液控阀启闭装置具有扭力大、开关可靠、可应急操作等突出优点。

3、两级阀均为直动式结构，抗污染能力强。适用于污水处理、海水淡化等介质工况较差的环境。

4、两级阀口密封均采用装配式软密封结构，制造简单，密封可靠。且主阀芯密封和控制阀芯密封均为差压液力动力密封，压力越高密封效果越好，密封可靠，主弹簧设计制造简单。

5、电动执行器可在作失效的情况下，直接机械开阀，提高了阀开启的可靠性。

附图说明

附图1. 适用于特大流量控制的水液压液控开关阀主视图。

附图2. 适用于特大流量控制的水液压液控开关阀内部结构主要原理图。

附图3. 适用于特大流量控制的水液压液控开关阀B通道流向剖解图。

附图4. 适用于特大流量控制的水液压液控开关阀A通道流向剖解图。

附图5. 附图1的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图1、附图2、附图3、附图4、附图5所示的包括主阀体1、主阀芯2、弹簧3、主阀芯密封圈压板4、主阀芯挡板6、出口接头7、控制阀体8、控制阀芯左挡板9、控制阀芯10、控制阀芯密封圈左压板11、控制阀芯右挡板12、控制阀芯密封圈右压板13、偏转芯14和电动执行器16组成，

主阀体1上设置有流道a、流道1b和出水口1c，

主阀体1出水口处螺纹连接有出口接头7，出口接头7上设置有进水口，

主阀芯2中间部位设置有一径向凸起轴肩19，主阀芯2一端端面为密封平面，主阀芯2上两端分别开有至少一个孔，

主阀芯2位于主阀体1内，主阀芯密封圈压板4位于主阀芯2一端端面与出口接头7之间，

主阀体1、主阀芯2与主阀芯2上的轴肩19之间形成阀芯内A腔，

主阀芯2上的轴肩19、主阀体1与主阀芯密封圈压板4之间形成阀芯内B腔，

主阀芯2上一端的至少一个孔通过芯内A腔与流道1a连通，主阀芯2上另一端的至少一个孔通过阀芯内B腔与流道1b连通,

弹簧3位于B腔内，且弹簧3的两端分别抵在主阀体1和轴肩19上，

控制阀芯左挡板9和控制阀芯右挡板12内分别设置有D腔和E腔，

控制阀芯挡板9，12上环形分布有与D腔和E腔相通的至少一个孔，控制阀芯左挡板9上设置有与D腔连通的出水口，控制阀芯右挡板12上设置有与E腔连通的进水口，

控制阀芯左挡板9和控制阀芯右挡板12分别螺纹连接在控制阀体8两端内，控制阀芯10两端分别设置有控制阀芯密封圈左压板11和控制阀芯密封圈右压板13，并分别与D腔连通的出水口和E腔连通的进水口相配，

控制阀体8上呈镜像分布有一对第二挡圈20和一对环形推动座21，且一对环形推动座21位于一对第二挡圈20之间，一对第二挡圈20上分别环形分布有一组通孔，

控制阀体8与控制阀芯10之间形成F腔，且F腔根据 控制阀芯密封圈左压板11和控制阀芯密封圈右压板13的位置选择与D腔或E腔连通，

电动执行器16上设有转动轴，转动轴的下端面上设有一个偏转芯14，偏转芯14的下端穿过控制阀体8卡入一对环形推动座21内，

控制阀体8安装在主阀体1上， A腔通过流道1a与D腔连通，

B腔通过流道1b与F腔连通，E腔通过1c与出口接头7上的进水口连通。

控制阀体8与主阀体1的左端设置有连通的水流通道8a，A腔通过流道1a、腔室8a与D腔连通，控制阀体8与主阀体1的中部设置有水流通道8b，B腔通过流道1b、水流通道8b与F腔连通，控制阀体8右端设置有水流通道12c和水流通道8c，且水流通道12c和8c相贯通，水流通道12C与E腔内连通，出口接头7上设置有流水通道7c，水流通道8c通过出水口1c与流水通道7c相连通。

主阀芯2中间部位设置有一径向凸起轴肩(19)，轴肩(19上设置有用于安装密封圈的两道沟槽，左端开有两道用于安装密封圈的径向沟槽，轴肩左右两侧位置径向尺寸为相等尺寸。

主阀芯2一端密封面端部为凸起的锥形面，主阀芯密封圈压板4上设置有配套的锥形面凹槽，主阀芯2与主阀芯密封圈压板4之间设置有密封圈。

主阀芯2上有以螺纹或压紧配合固定安装的主阀芯密封圈压板4；主阀芯2和主阀芯密封圈压板4之间安装有主阀芯密封圈5。

主阀芯2、主阀芯密封圈压板4和主阀芯密封圈5组成的密封组件和主阀芯挡板6所形成的密封带外径以设定尺寸小于主阀芯2左侧端面外径。

主阀芯密封圈压板4安装在主阀芯挡板6上，并将出口接头7一端密封。

一对环形推动座21由可通过偏心轴21带动的拨叉代替。

本发明如附图2所示的位置，控制阀芯10、控制阀芯密封圈压板13和密封圈组成的控制阀芯密封组件在电动执行器16和偏转芯14作用下，紧密接触控制阀芯右挡板12形成密封。同时控制阀左侧阀口开启，A腔和B腔连通，作用在主阀芯2上的密封压力为主阀芯密封线以上液动力及弹簧弹力之和，此时主阀形成可靠密封；得到开启信号时，电动执行器16带动偏转芯14动作，在偏转芯14转动作用下，控制阀芯向左侧移动，关闭A腔D腔之间阀口，开启B腔流道（1b）、F腔、E腔和C腔之间阀口，B腔、F腔、E腔和C腔连通为低压腔，此时A腔作用在主阀芯2轴肩右侧向左的液动力远大于作用在主阀芯2左侧向右的液动力和弹簧弹力之和，在差压液动力作用下，主阀芯2迅速开启，开始超大流量过流，主阀芯2在过流量一定的情况下，动态稳定在某一位置，此时，主阀芯2前后存在压差，在A腔、B腔、D腔、E腔、F腔的动力和弹簧弹力共同作用下，动态的稳定在某一位置。因主阀芯2为动态稳定状态，主阀芯2的前后端分别设置两道密封圈，以增大摩擦力，提供主阀芯稳定性；

当接受到关闭信号时，控制阀芯向右侧移动，关闭F腔、E腔之间阀口，开启A腔、（1a）、D腔、F腔和（1b）流道返回B腔，此时A腔属于高压腔，弹簧压缩，主阀芯2迅速向左移动，快速关闭。

本发明如附图5所示，主阀密封和控制阀密封结构均为装配式软密封结构。在主阀芯2和控制阀芯10上设置有以螺纹或压紧配合固定安装的压板，压板和阀芯之间安装有密封圈。密封圈可有效的固定于阀芯密封组件内部，抗冲击能力大大加强，密封可现实零泄漏，加工制造简单，工艺性强。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，其特征在于，包括主阀体（1）、主阀芯（2）、弹簧（3）、主阀芯密封圈压板（4）、主阀芯挡板（6）、出口接头（7）、控制阀体（8）、控制阀芯左挡板（9）、控制阀芯（10）、控制阀芯密封圈左压板（11）、控制阀芯右挡板（12）、控制阀芯密封圈右压板（13）、偏转芯（14）和电动执行器（16）组成，

主阀体（1）上设置有流道（a）、流道（1b）和出水口（1c），

主阀体（1）出水口处螺纹连接有出口接头（7），出口接头（7）上设置有进水口，

主阀芯（2）中间部位设置有一径向凸起轴肩（19），主阀芯（2）一端端面为密封平面，主阀芯（2）上两端分别开有至少一个孔，

主阀芯（2）位于主阀体（1）内，主阀芯密封圈压板（4）位于主阀芯（2）一端端面与出口接头（7）之间，

主阀体（1）、主阀芯（2）与主阀芯（2）上的轴肩（19）之间形成阀芯内A腔，

主阀芯（2）上的轴肩（19）、主阀体（1）与主阀芯密封圈压板（4）之间形成阀芯内B腔，

主阀芯（2）上一端的至少一个孔通过芯内A腔与流道（1a）连通，主阀芯（2）上另一端的至少一个孔通过阀芯内B腔与流道（1b）连通,

弹簧（3）位于B腔内，且弹簧（3）的两端分别抵在主阀体1和轴肩19上，

控制阀芯左挡板（9）和控制阀芯右挡板（12）内分别设置有D腔和E腔，

控制阀芯挡板（9，12）上环形分布有与D腔和E腔相通的至少一个孔，控制阀芯左挡板（9）上设置有与D腔连通的出水口，控制阀芯右挡板（12）上设置有与E腔连通的进水口，

控制阀芯左挡板（9）和控制阀芯右挡板（12）分别螺纹连接在控制阀体（8）两端内，控制阀芯（10）两端分别设置有控制阀芯密封圈左压板（11）和控制阀芯密封圈右压板（13），并分别与D腔连通的出水口和E腔连通的进水口相配，

控制阀体（8）上呈镜像分布有一对第二挡圈（20）和一对环形推动座（21），且一对环形推动座（21）位于一对第二挡圈（20）之间，一对第二挡圈20上分别环形分布有一组通孔，

控制阀体（8）与控制阀芯（10）之间形成F腔，且F腔根据 控制阀芯密封圈左压板（11）和控制阀芯密封圈右压板（13）的位置选择与D腔或E腔连通，

电动执行器（16）上设有转动轴，转动轴的下端面上设有一个偏转芯（14），偏转芯（14）的下端穿过控制阀体（8）卡入一对环形推动座（21）内，

控制阀体（8）安装在主阀体（1）上， A腔通过流道（1a）与D腔连通，

B腔通过流道（1b）与F腔连通，E腔通过（1c）与出口接头（7）上的进水口连通。

2.根据权利要求1所述的一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，其特征在于，控制阀体（8）与主阀体（1）的左端设置有连通的水流通道（8a），A腔通过流道（1a）、腔室（8a）与D腔连通，控制阀体（8）与主阀体1的中部设置有水流通道（8b），B腔通过流道（1b）、水流通道（8b）与F腔连通，控制阀体（8）右端设置有水流通道（12c）和水流通道（8c），且水流通道（12c）和（8c）相贯通，水流通道（12C）与E腔内连通，出口接头（7）上设置有流水通道（7c），水流通道（8c）通过出水口（1c）与流水通道（7c）相连通。

3.根据权利要求1所述的一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，其特征在于，主阀芯（2）中间部位设置有一径向凸起轴肩(19)，轴肩(19）上设置有用于安装密封圈的两道沟槽，左端开有两道用于安装密封圈的径向沟槽，轴肩左右两侧位置径向尺寸为相等尺寸。

4.根据权利要求1所述的一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，其特征在于，主阀芯（2）一端密封面端部为凸起的锥形面，主阀芯密封圈压板（4）上设置有配套的锥形面凹槽，主阀芯（2）与主阀芯密封圈压板（4）之间设置有密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，其特征在于，主阀芯（2）上有以螺纹或压紧配合固定安装的主阀芯密封圈压板（4）；主阀芯（2）和主阀芯密封圈压板（4）之间安装有主阀芯密封圈（5）。

6.根据权利要求1所述的一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，其特征在于，主阀芯（2）、主阀芯密封圈压板（4）和主阀芯密封圈（5）组成的密封组件和主阀芯挡板（6）所形成的密封带外径以设定尺寸小于主阀芯（2）左侧端面外径。

7.根据权利要求1所述的一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，其特征在于，主阀芯密封圈压板（4）安装在主阀芯挡板（6）上，并将出口接头（7）一端密封。

8.根据权利要求1所述的一种适用于特大流量控制的水液压液控开关阀，其特征在于，一对环形推动座（21）由可通过偏心轴（21）带动的拨叉代替。