CN1131249A - 双电磁铁控制式电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种双电磁铁控制式电磁阀，但又可用作单电磁铁控制阀的安全型双电磁铁控制式电磁阀。即使两个先导阀同时通电，主阀芯也不切换。主阀芯的一个轴端设有第1活塞18，另一端设有第2活塞19及第3活塞20。第1、2活塞直径相同，第3活塞直径小于第1、2活塞。第1、2、3活塞上设使先导流体所用的电磁铁机构30a，30b。使先导流体作用于第2、3活塞双方时，和仅作用于小直径活塞20上时，设置的切换装置可以在上述两种状态下切换。

Description

双电磁铁控制式电磁阀

本发明涉及具有二个利用电磁铁机构进行控制的电磁控制式先导阀的双电磁铁式电磁阀。

具有二个利用电磁铁机构进行控制的电磁控制式先导阀的双电磁铁式电磁阀的以往就已为众所周知。这种电磁阀一般具有滑阀式的主阀芯和二个活塞；主阀芯用于切换主流路流体的流动方向，二个活塞配置在该主阀芯轴向的两端；使二个电磁铁机构交替地接通、断开，可使控制流体交替地作用在二个活塞上，这样可以对主阀芯进行切换。

但是，上述现有的双电磁铁控制式的电磁阀有一个缺点，即由于位于主阀芯两端的二个活塞直径是相同的，因此只利用一个先导阀不能切换该主阀芯，这样，在一端的先导阀出现故障等情况下，就不能使用了。

通过设置手动控制机构，利用一个先导阀和该手动控制机构可以切换主阀芯，然而，由于先导阀和手动控制机构必需交替地控制，操作非常麻烦，并且在时间配合上也难以掌握，因此，也不可能象单一电磁铁控制式电磁阀那样，只通过使一个先导阀接通，断开而简单地切换主阀芯。

因此，本发明人等，在实开平5-96654号，提出了在主阀芯两端，设置直径不同的二个活塞的双电磁铁控制式的电磁阀。这种阀的优点是，在利用手动控制装置，使流体压力经常作用在小直径的活塞一端的状态下，通过接通、断开一端的先导阀，向大直径活塞端供给控制流体或排出控制流体，则利用与单一电磁铁控制式的电磁阀同样的控制，可以进行阀芯的切换。

然而，上述改良型的电磁阀，在作为未来的双电磁铁控制式电磁阀使用情况下，例如，在使一端的先导阀通电，控制流体供给至小直径的活塞一端，进行切换的状态下，当由于控制***的误动作等使另一端的先导阀也重复通电时，因为在大直径的活塞端也有控制流体供给，则由于受到二个活塞受压面积差的作用，主阀芯恐怕也会被切换。

本发明的课题是要构成一种具有二个电磁控制式的先导阀的双电磁铁控制式电磁阀，它可以与单一电磁铁控制式的电磁阀同样的，利用一个先导阀进行的控制来使用，与此同时，在作为双电磁铁控制式的电磁阀使用的情况下，即使误将二个先导阀重复通电，主阀芯也不会被切换。

为了解决上述课题，本发明的双电磁铁控制式电磁阀具有主阀部分，先导阀部分和切换装置；主阀部分具有配置在阀孔内，可自由滑动，用于主流路流体切换的主阀芯，设在该主阀芯轴向一端的第1活塞和以串联状态设在主阀芯另一端的第2活塞与第3活塞，上述第1活塞和第2活塞作成直径彼此相同，而第3活塞的直径比第1和第2活塞直径小，利用由控制流体驱动的上述活塞，可以切换主阀芯；先导阀部分具有第1和第2二个电磁铁机构，通过这些电磁铁机构的作用，将控制流体分别作用在上述第1活塞和第2与第3活塞上；切换装置可在第1切换位置和第2切换位置上进行切换操作，第1切换位置使供给上述第2和第3活塞的控制流体作用在第2和第3活塞的两端，而第2切换位置使控制流体只作用在小直径的第3活塞上。

根据本发明的另一个好的实施例，上述第2活塞和第3活塞是结合为相互分离，可相互自由接触或脱离的。

根据本发明的另一个好的实施例，上述第2活塞和第3活塞是结合为一体的。

在本发明中，以手动操作切换控制流体的手动控制装置可以至少是与第1或第2电磁铁机构中的一个相对应而设置。

操纵切换装置，在使控制流体经常作用在小直径的第3活塞上的状态下，通过接通、断开一端的电磁铁机构，将控制流体供给大直径的第1活塞及排出，可以利用与单一电磁铁控制式电磁阀同样的操作来切换主阀芯。

通过去除上述切换装置，可以作为本来的双电磁铁控制式电磁阀使用。即，通过交替地接通、断开二个电磁铁机构，交替地将控制流体供给第1活塞端和第2及第3活塞端，或排出，可以切换主阀芯。

在这种情况下，即使由于误将二个电磁铁机构重复通电，使控制流体供给至上述第1活塞和第2及第3活塞的两端，因为第1活塞和第2及第3活塞的受压面积相等，因此主阀芯不会切换。

图1为表示有关本发明的双电磁铁控制式电磁阀的一个实施例的截面图。

图2为图1换向阀的主要部分的放大图。

图3为第2和第3活塞作成分离形时的侧面图。

图4为第2和第3活塞作成一体形时的侧面图。

图1至图3表示了有关本发明的双电磁铁控制式电磁阀的一个实施例，这个双电磁铁控制式电磁阀由切换压缩空气等主流路流体的主阀部分1和控制控制流体的先导阀部分2组成。

上述主阀部分1具有略呈长方体形状的阀体10，在阀体10内设有主流路流体输入口P，输出口A、B，排放出口EA，EB和连通这些口的阀孔11。滑阀式的主阀芯12***该阀孔11内，可以沿轴线方向自由滑动，利用该主阀芯12可以切换在上述口之间流动的主流路流体的流动方向。

在上述阀体10的两端安装着呈长方体块状的第1和第2端盖板13、14，在端盖13、14上，靠近上述阀孔11的两端处，分别形成第1活塞腔15和第2活塞腔16，与此同时，在第2活塞腔16的外侧串联地设有第3活塞腔17。这三个活塞腔的大小是这样的；第1活塞腔15和第2活塞腔16彼此直径是相同的，第3活塞腔17的直径比前二者要小。

在上述第1-第3活塞腔15、16、17上分别配置有第1活塞18，第2活塞19和第3活塞20，它们可沿主阀芯12的轴线方向自由滑动，这三个活塞的大小是这样的：第1活塞18和第2活塞19的直径彼此相同，第3活塞20的直径比前二者要小。上述第2活塞19和第3活塞20，如图3所示，相互为不同的零件，第3活塞20的轴部分20a与第2活塞19的背面可自由接触和脱离。另外，图中22为密封件。

另一方面，上述先导阀部分2具有第1和第2两个电磁铁机构30a和30b。这些电磁铁机构30a和30b分别由线圈33，固定铁芯34，可动铁芯35，磁性框架36构成；线圈33卷绕在由非磁性材料制成的线圈骨架32上，固定铁芯34固定在该骨架32中心的铁芯腔内，可动铁芯35可在铁芯腔内，沿轴线方向自由移动，磁性框架36由包围在这些零件周围的磁性体制成；除去安装先导阀阀体40一侧的外周边以外为由合成树脂等绝缘性材料38模压制成。

上述两个电磁铁机构30a，30b可以作成一体，也可以分别作出，再结合一起，彼此可自由分离；在结合的情况下，希望两个电磁铁机构30a，30b彼此具有同样的结构和同样的外形，利用在其结合面上作出的凸条和凹槽构成的适当连接机构进行结合，并可自由分离，这样，当任何一个电磁铁机构出现故障时，可以只简单地交换它即可。

在上述先导阀体40中设有二个供给控制压力的阀座41a，41b，二个排出控制压力的阀座42a，42b，控制压力共通的输入通道43和控制压力的共通的排出通道44；排出控制压力阀座42a，42b位于与供给控制压力阀座41a，41b同一轴线上，并向相反方向开口，控制压力共通输入通道43与上述供给控制压力的阀座41a，41b连通，控制压力的共通排出通道44与上述排出控制压力的阀座42a，42b连通。上述供给控制压力的阀座41a，41b由支承在可动铁芯35上的供给控制压力的阀芯45a，45b来开闭，上述排出控制压力的阀座42a，42b由设置在先导阀体40和第1端面板13之间的排出阀腔46a，46b中的排出控制压力的阀芯47a，47b来开闭。

上述供给控制压力的阀芯45a，45b利用固定在可动铁芯35前端的阀托套35a支承在该可动铁芯35内，压缩放置在阀托套35a和磁性框架36之间的弹簧35b将供给控制压力的阀座41a，41b朝着关闭的方向压紧。另一方面，排出控制压力的阀芯47a，47b被弹簧48压紧在关闭排出控制压力的阀座42a，42b的方向上。这些阀芯45a，45b和47a，47b利用通道50与包容的供给阀腔49a，49b和排出阀腔46a，46b相互连通，开闭排出控制压力的阀芯47a，47b的阀杆51松动地***该通道50内，阀杆51与供给控制压力的阀芯45a，45b连动。

当供给控制压力的阀芯45a，45b关闭时，上述阀杆51通过压缩并克服弹簧48的作用力，使排出控制压力的阀芯47a，47b打开，当供给控制压力的阀芯45a，45b打开时，弹簧48的推压力使排出控制压力的阀芯47a，47b关闭。因而，当电磁铁机构30a，30b一通电，使可动铁芯35吸附在固定铁芯34上时，供给控制压力的阀芯45a，45b将供给控制压力的阀座41a，41b打开，与此同时，排出控制压力的阀芯47a，47b使排出控制压力的阀座42a，42b关闭。另外，当一解除电磁铁机构30a，30b的通电，而使可动铁芯35与固定铁芯34脱离时，供给控制压力的阀芯45a，45b将供给控制压力的阀座41a，41b关闭，与此同时，排出控制压力的阀芯47a，47b将排出控制压力的阀座42a，42b打开。

上述控制压力共通输入通道43，借助控制压力供给流路55b，经过设在第1端面板13内的第2手动控制装置5和控制压力供给流路55a与输入口p连通，控制压力共通排出通道44通过控制压力排出流路58与控制压力排出口R连通。

另外，第1电磁铁机构30a一侧的排出阀腔46a通过第1控制压力输出流路60与第1活塞腔15连通，第2电磁铁机构30b一侧的排出阀腔46b经过第2控制压力输出流路61a，第2手动控制装置5和第2控制压力输出流路61b，借助分支流路62a与第2活塞腔16直接连通，与此同时，经过设在第2端面板14上的切换装置6，借助分支流路62b也与第3活塞腔17连通。

上述切换装置6是在孔65上开有从输入口P来的控制压力供给流路64和上述第2控制压力输出流路61b及分支流路62b的开口，操纵轴66可沿轴线方向自由移动地***于孔65内，切换这些流路的连通状态，设在孔底的弹簧67的弹性力方向是从孔65向外突出的方向。因此，当上述操纵轴66被弹簧67的弹力推到上部，而处于图1的第1切换位置时，控制压力供给流路64被遮断，控制压力输出流路61b和分支流路62b相互连通，当上述操纵轴66克服弹簧67的弹力，处在被压下的第2切换位置时，控制压力供给流路64与分支流路62b连通，与此同时，控制压力输出流路61b，通过分支流路62a与第2活塞腔16连通。上述操作位置(第二切换位置)上。图中68为规定操纵轴66能够锁紧在操纵轴66压下位置的挡块。

另外，在上述先导阀体40和第1端面板13上，与第1和第2电磁铁机构30a，30b相对应，设置了第1及第2二个手动控制装置4、5；用于在由于停电等原因造成电磁铁机构30a，30b不能动作时，可用手动操纵切换主阀芯12。

与第1电磁铁机构30a对应的第1手动控制装置4具有操纵轴70，其前端由于作出锥度而变细.这个操纵轴70***在孔71中，可在轴向方向自由移动，由弹簧72从孔中向外推压该操纵轴70。

在上述第1手动控制装置4中，当操纵轴70被弹簧72的弹力推到上部，处于图1的切换位置时，其前端部分脱离第1电磁铁机构30a的可动铁芯35，而当克服弹簧72的弹力，将上述操纵轴压下时，其前端部侧面与关闭供给控制压力阀座41a的上述可动铁芯35接触，使该可动铁芯后退，结果，供给控制压力的阀座41a打开。这与向第1电磁铁机构30a通电时的动作状态实质上是相同的。并且，当放松操纵轴70时，由于弹簧72的弹力使该操纵轴70复位，使可动铁芯35释放，供给控制压力的阀座41a被关闭。

上述操纵轴70也可以锁紧在操作位置(压下位置)上。

再者，对应于第2电磁铁机构30b的上述第2手动控制装置5，是在孔74上开有上述控制压力的供给流路55a，55b和控制压力输出流路61a，61b的开口，操纵轴75可在轴线方向自由移动地***孔74内，切换这些流路的连通状态，由弹簧76从孔74中向外推压该操纵轴75。

在上述第2手动控制装置5中，当操纵轴75由弹簧76推压上升，处于图1的切换位置时，控制压力供给流路55a和55b连通，输入口P和控制压力共通输入流路43连通，并且控制压力输出流路61a与61b连通，第2电磁铁机构30b一侧的排出阀腔46b与第2和第3活塞腔16、17连通。当克服弹簧76，将操纵轴75压下时，该操纵轴75使上述流路的连通状态切换，控制压力供给流路55a与控制压力输出流路61b连通，输入口P与第2和第3活塞腔16、17连通，控制压力输出流路61a被遮断。这与给第2电磁铁机构30b通电时的动作状态实质上是相同的。另外，当放开操纵轴75时，弹簧76的压紧力使该操纵轴75复位，各流路的连通状态被切换到如图1所示状态。

上述操纵轴75也可锁紧在操作位置(压下位置)上。

在先导阀部分2上附设有给上述第1和第2电磁铁机构30a，30b供电的供电装置80。这个供电装置80具有一个接线柱座81，一个接线柱板82和接线柱盖83；接线柱座81利用紧固螺钉等适当工具安装在电磁铁机构30a，30b上，接线柱板82支承在该接线柱座81上，接线柱盖83覆盖该接线柱板82。

线路印刷在表面上的上述接线柱板82，除了仅各电磁铁机构30a，30b上突出的受电接头84和同样数量的供电接头85外，具有指示灯，反向启动电力防止器等电气零件86。在该接线柱板82的下端，安装着具有电源连接用的插头接线柱87的接线柱箱88，可自由装卸，所用方法为将插头接线柱87的前端嵌入接线柱板82的孔中。

覆盖上述接线柱板82的接线柱盖83的侧面上有许多固定孔，通过将接线柱座81外侧面的固定爪嵌合至这些固定孔中，可将接线柱盖83安装在该接线柱座81上，可以自由装卸。

下面，对具有上述结构的双电磁铁控制式电磁阀的作用进行详细的说明。

(1)第1手动控制装置4和第2手动控制装置5及切换装置6都不进行控制，而处在图1的切换位置上，并且，第1和第2电磁铁机构30a，30b也处在不通电的状态。

借助控制压力供给阀座41a，41b的关闭，从输入口P来的控制流体被遮断，另一方面，通过打开控制压力排出阀座42a，42b，第1～第3活塞腔15～17都从控制压力排出阀座42a，42b，通过控制压力共通排出流路44，与控制压力排出口R连通。因此，主阀芯12静止在任意一个切换位置上。

(2)第1手动控制装置4和第2手动控制装置5及切换装置6都不进行控制，而处在图1的切换位置下，而第1电磁铁机构30a处于通电的状态下。

当供给控制压力的阀座41a打开时，由于同时排出控制压力的阀座42a关闭，从输入口P流出的控制流体由控制压力共通输入通路43，经过供给控制压力的阀座41a连通通路50，排出阀腔46a和第1控制压力输出流路60流入第1活塞腔15，将第1活塞18向图中的右方向推动。同时，主阀芯12也被上述第1活塞18推动而向右方向移动，切换至图1的下半部所示的第1切换位置。

(3)第1手动控制装置4和第2手动控制装置5及切换装置6都不进行控制，处在图1的切换位置，而第2电磁铁机构30b处于通电的状态下。

由于当供给控制压力的阀座41b打开时，同时排出控制压力的阀座42b关闭，由输入口P出来的控制流体，从控制压力共通输入通路43，经过供给控制压力的阀座41b，连通通路50，排出阀腔46b，第2控制压力输出流路61a和61b，分支流路62a，62b流入第2活塞腔16和第3活塞腔17，将第2活塞19向图中的左方向推动。同时，主阀芯12，也被上述第2活塞19推动而向左方向移动，切换至图1的上半部所示的第2切换位置。

这时，由于流入第2活塞腔16和第3活塞腔17的控制流体压力均等地作用在第3活塞20的两面上，因此，第3活塞20不移动。

因而，如上述(2)，(3)那样，通过切换控制二个电磁铁机构30a，30b，可以作为本来的双电磁铁控制式电磁阀使用。

(4)仍如上述(2)的第1电磁铁机构30a处在通电状态，而第2电磁铁机构30b也重复通电的情况。

与上述(3)的情况一样，控制流体流入第2活塞腔16和第3活塞腔17，但由于第2活塞19的受压面积与第1活塞18的受压面积相等，通过这些活塞18、19作用在主阀芯12两侧的流体压力作用力相等，因此，该主阀芯12保持在不切换的原来位置上。

(5)仍如上述(3)的第2电磁铁机构30b处在通电状态，第1电磁铁机构30a也重复通电的情况。

与上述(2)的情况一样，控制流体流入第1活塞腔15，但是由于第1活塞18的受压面积与第2活塞19的受压面积相等，通过这些活塞作用在主阀芯12两侧的流体压力作用力相等，因此，该主阀芯12保持在不切换的原来位置上。

(6)第1和第2手动控制装置4和5都不进行控制，处在图1的切换位置，并且，第1及第2电磁铁机构30a，30b也处在不通电的状态下，将切换装置6的操纵轴66压下的情况。

由于控制压力供给流路64与分归流路62b连通，从输入口P出来的控制流体，通过上述控制压力供给流路64和分归流路62b流入第3活塞腔17，利用第3活塞20，通过第2活塞19，将主阀芯12向左方向推压。由于这样，主阀芯12切换至图1上半部所示的第2切换位置。

(7)在上述(6)中，将切换装置6的操纵轴66锁紧在操作状态，第1电磁铁机构30a通电的情况。

与上述(2)的情况一样，控制流体流入第1活塞腔15，但是由于第1活塞18的受压面积比上述第3活塞20的受压面积大，由第1活塞18产生的作用力也比第3活塞20产生的作用力大，由于这样，主阀芯12被第1活塞18推压，向图中的右方向移动，切换至图1下半部所示的第1切换位置。

由于在这个状态下，当解除第1电磁铁机构30a的通电时，供给控制压力的阀座41a关闭，与此同时，排出控制压力的阀座42a打开，第1活塞腔15，由排出控制压力的阀座42a，通过控制压力共通排出通路44，与控制压力排出口R连通。这样，主阀芯12被第3活塞20推压，切换至图1上半部所示的第2切换位置。

因而，控制上述切换装置6时，通过不使用第2电磁铁机构30b，而只接通，断开第1电磁铁机构30a，可以和用与单一电磁铁控制式电磁阀的情况一样控制，来切换主阀芯12。

另外，有关上述第1手动控制装置4和第2手动控制装置5的作用，如前述那样，因为第1手动控制装置4可再现与第1电磁铁机构30a通电时实质上相同的动作状态，第2手动控制装置5可再现与第2电磁铁机构30b通电时实质上相同的动作状态，这里省略了再次的动作说明。

另外，上述切换装置6是在双电磁铁控制方式和单一电磁铁控制方式之间切换电磁阀的，由于利用这种控制，第3活塞20的动作将主阀芯12向左方向切换，实质上具有与第2手动控制装置5相同的机能，因此，根据情况的不同，也可省略该第2手动控制装置5。

在上述实施例中，表示了第2活塞19和第3活塞20是分别构成的分离型活塞结构，但是，这些活塞也可以作成一体的。图4中表示了将大直径的第2活塞91和小直径的第3活塞92结合为一体的整体型活塞90。在这个整体型的活塞90中，第2活塞91与第3活塞92的受压面积之和(总受压面积)和设在主阀芯12的对面一端的第1活塞18的受压面积相等。当然，如图3所示那样的将第2活塞19与第3活塞20结合成一体也是可以的。

上述整体型活塞90，只是第2活塞91和第3活塞92常常是整体移动这一点与上述分离型活塞不同，其他的动作与分离型活塞实质上是相同的。

不言而喻，本发明不仅仅限于上述实施例的结构，在可以达到目的的范围内，进行种种变更也是可以的。

如以上详细说明的那样，本发明的双电磁铁控制式电磁阀，通过控制切换装置，可以作为仅利用一个电磁铁机构来切换主阀芯的单一电磁铁控制式的电磁阀来使用，另外，在去除上述切换装置而作为本来的双电磁铁控制式电磁阀来使用的情况下，由于即使误将二个电磁铁机构重复通电，主阀芯也不会切换，因此，非常安全。

Claims (4)

1，一种双电磁铁控制式的电磁阀，其特征为，该阀具有主阀部分、先导阀部分和切换装置；主阀部分具有一个在阀孔内自由滑动的切换主流路流体用的主阀芯，设在该主阀芯的轴向方向一端的第1活塞，串联地设在主阀芯另一端的第2活塞和第3活塞，上述第1活塞和第2活塞的直径彼此相等，与此同时，第3活塞的直径比第1和第2活塞直径小，利用由控制流体驱动的上述活塞来切换主阀芯；先导阀部分具有第1和第2二个电磁铁机构，和用这些电磁铁机构的作用，分别将控制流体作用到上述第1活塞和第2及第3活塞上；切换装置可以在第1切换位置和第2切换位置之间进行切换，第1切换位置为将对上述第2和第3活塞供给的控制流体作用在第2和第3活塞的两端，第2切换位置为控制流体只作用在小直径的第3活塞上。

2.权利要求1所述的双电磁铁控制式电磁阀，其特征为，上述第2活塞和第3活塞是相互分离的，它们可相互自由接触和脱离。

3.权利要求1所述的双电磁铁控制式电磁阀，其特征为，上述第2活塞和第3活塞为结合一体的。

4.权利要求1至3的任何一项所述的双电磁铁控制式的电磁阀，其特征为，与第1或第2电磁铁机构中至少一个相对应，设置利用手动控制切换控制流体的手动控制装置。

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