專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥，是一種應(yīng)用于高壓氣體動(dòng)力系統(tǒng)容積膨脹減壓控制方面的高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥。
背景技術(shù)：
在背景技術(shù)領(lǐng)域中，與本發(fā)明最為接近的是常規(guī)氣動(dòng)系統(tǒng)的氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥。盡管目前技術(shù)比較成熟，但國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥只能應(yīng)用于系統(tǒng)壓力低于3MPa的氣動(dòng)系統(tǒng)中，而且多用于小流量控制。目前，尚未見(jiàn)高于3MPa的大流量高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥產(chǎn)品。
高壓氣體作為動(dòng)力，常規(guī)的減壓控制方法是采用節(jié)流型的壓力調(diào)節(jié)裝置，這對(duì)于間歇工作、只對(duì)功能性有要求的氣動(dòng)系統(tǒng)是合理的。但對(duì)于連續(xù)工作、動(dòng)力性能要求高的氣動(dòng)系統(tǒng)，就必須考慮能量利用的經(jīng)濟(jì)性，而節(jié)流控制是一種不可逆的能量變化過(guò)程，存在較大的能量損失，不利于系統(tǒng)的高效利用。因此高壓氣動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)需要采用減壓節(jié)能效果更好的容積膨脹減壓控制方式，高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥是高壓氣體容積膨脹減壓控制系統(tǒng)中重要的控制元件。但由于氣體的低粘性、低潤(rùn)滑性，高壓氣體的密封難度遠(yuǎn)高于高壓液體，動(dòng)密封副之間的摩擦也比較嚴(yán)重，這些都使得高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥的研究與應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供適合于高壓大流量氣動(dòng)動(dòng)力、容積減壓控制的高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是它包括電磁先導(dǎo)閥部分和主閥部分，其中3)電磁先導(dǎo)閥部分電磁先導(dǎo)閥采用耐高壓的電磁球閥；4)主閥部分包括閥蓋部分，錐閥心部分，閥套部分，閥體部分，其中①閥蓋部分包括閥蓋上開(kāi)有一端與電磁先導(dǎo)閥連通的、另一端與閥體的控制氣體引出通道連通的控制氣體進(jìn)氣通道，閥蓋上開(kāi)有一端與電磁先導(dǎo)閥連通的、另一端與閥體的卸壓口連通的控制氣體排氣卸壓通道，閥蓋上開(kāi)有一端與電磁先導(dǎo)閥連通的、另一端與錐閥心上端控制腔連通的控制氣體輸出通道，閥蓋上端面與電磁先導(dǎo)閥連接，閥蓋下端面的中部安裝在閥體內(nèi)與閥體端面連接；②錐閥心部分包括錐閥心、安裝在錐閥心錐部的密封圈、裝在錐閥心孔中的預(yù)緊彈簧，錐閥心安裝在閥套內(nèi)；③閥套部分包括閥套、分別安裝在閥套外槽中的上密封圈、擋圈，中密封圈、擋圈，下密封圈、擋圈，安裝在閥套內(nèi)槽中的密封圈，閥套上端裝在蓋孔中、中部和下部裝在閥體內(nèi)，套閥下端的錐形孔與錐閥心錐面配合并于底面通道與閥體的進(jìn)氣口連通，套閥開(kāi)有呼吸孔與閥體的卸壓口連通；④閥體部分閥體上開(kāi)有控制氣體引出通道，卸壓口，出氣口，進(jìn)氣口。
錐閥心和閥套是高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制的兩個(gè)主要零件，它們組成高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥的動(dòng)密封副。通過(guò)控制錐閥心與閥套之間的錐形密封面的接觸與分離實(shí)現(xiàn)主閥通道的關(guān)和開(kāi)；錐閥心與閥套之間的圓周密封面構(gòu)成開(kāi)關(guān)閥的滑動(dòng)密封副，用于保證控制腔室以及錐閥心在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的密封。錐閥心的上、下端設(shè)計(jì)成不同的有效作用面積，用以保證先導(dǎo)閥控制高壓氣體驅(qū)動(dòng)主閥實(shí)現(xiàn)開(kāi)和關(guān)；錐閥心的一端設(shè)計(jì)成錐面并附有硫化橡膠與閥套的密封錐面接合保證主閥開(kāi)關(guān)通道的密封；錐閥心與閥套之間的圓周面動(dòng)密封通過(guò)聚四氟乙烯組合密封圈保證。組合密封圈由橡膠O形圈和聚四氟乙烯密封環(huán)組成。采用聚四氟乙烯材料作為摩擦副，可以減小摩擦阻力和磨損；橡膠O形圈的彈性變形用于提供和補(bǔ)償密封面之間的接觸壓力，從而保證動(dòng)密封效果良好。錐閥心的錐面附有硫化橡膠，橡膠與密封面接合時(shí)可以補(bǔ)償由于加工精度和同心度誤差造成的間隙，防止高壓氣體的穿漏和滲漏。閥套上設(shè)有與低壓連通的呼吸孔。呼吸孔的作用是消除閉死容積對(duì)錐閥心的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)的影響，保證主閥按控制要求實(shí)現(xiàn)正常的開(kāi)、關(guān)。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、緊湊，密封設(shè)計(jì)性能可靠，采用電子信號(hào)控制高壓大流量氣體，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，氣體流通過(guò)程中的節(jié)流損失小，適合于高壓大流量氣動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)和氣動(dòng)回路的開(kāi)關(guān)控制。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是錐閥心結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是閥套結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，所述的高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥由電磁先導(dǎo)閥部分31和主閥部分組成。先導(dǎo)閥部分與主閥部分通過(guò)內(nèi)六角螺釘33聯(lián)接。先導(dǎo)閥部分采用密封性好且耐高壓的電磁球閥。主閥部分由閥蓋1、錐閥心16、閥套20、閥體21等幾部分組成。
閥蓋部分包括如圖1、圖2所示，安裝在閥蓋1上的絲堵2和絲堵28，安裝在閥蓋1上的密封圈3，安裝在閥蓋1上的密封圈6和擋圈7，控制氣體進(jìn)氣通道29和控制氣體排氣卸壓通道30。閥蓋1安裝在閥體21內(nèi)，通過(guò)內(nèi)六角螺釘32緊密聯(lián)接；閥蓋1與閥體21之間通過(guò)密封圈6和擋圈7密封；閥蓋1與閥套20之間通過(guò)密封圈4和擋圈5密封。
錐閥心部分包括如圖3(a)、(b)所示結(jié)構(gòu)的錐閥心16和安裝在錐閥心16上的聚四氟乙烯組合密封圈8。錐閥心16上、下端有效作用面積不同，用以保證先導(dǎo)閥控制高壓氣體驅(qū)動(dòng)主閥實(shí)現(xiàn)開(kāi)和關(guān)；錐閥心16的一端是錐面并附有硫化橡膠的密封圈34與閥套20的密封錐面接合保證密封，另一端加工成深孔用于安裝預(yù)緊彈簧9；錐閥心16與閥套20之間的圓周面動(dòng)密封通過(guò)聚四氟乙烯組合密封圈8和聚四氟乙烯組合密封圈12保證。組合密封圈由橡膠O形圈和聚四氟乙烯密封環(huán)組成。采用聚四氟乙烯材料作為摩擦副，可以減小摩擦阻力和磨損，橡膠O形圈的彈性變形用于提供和補(bǔ)償密封面之間的接觸壓力，從而保證動(dòng)密封效果良好。錐閥心的錐面附有硫化橡膠34，橡膠與密封面接合時(shí)可以補(bǔ)償由于加工精度和同心度誤差造成的間隙，防止高壓氣體的穿漏和滲漏。
閥套部分包括如圖4(a)、(b)所示結(jié)構(gòu)的閥套20，安裝在閥套20上的密封圈4和擋圈5，安裝在閥套20上的密封圈13和擋圈14，安裝在閥套20上的密封圈18和擋圈19，安裝在閥套20上的聚四氟乙烯組合密封圈12，與低壓連通的呼吸孔10，高壓氣體的側(cè)面通道15和底面通道25。閥套20安裝在閥體21內(nèi)，閥套與閥體之間的圓周面密封是靜密封，通過(guò)密封圈13、擋圈14和密封圈18、擋圈19來(lái)保證密封效果良好。呼吸孔10的作用是消除閉死容積對(duì)錐閥心的開(kāi)、關(guān)的影響，保證主閥按控制要求實(shí)現(xiàn)正常的開(kāi)、關(guān)。
閥體部分包括如圖1所示，安裝在閥體21上的大絲堵23，小絲堵24和密封塞27，進(jìn)氣口22，出氣口17，卸壓口11和控制氣體引出通道26。密封塞27的作用是當(dāng)高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥采用外控方式工作時(shí)，用于堵塞內(nèi)部高壓控制氣體引出通道26，以便引入外部控制氣體對(duì)高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥進(jìn)行控制；如果采用內(nèi)控方式工作時(shí)，必須卸掉密封塞27，保證內(nèi)部控制氣體引出通道26暢通，從而內(nèi)部控制氣體對(duì)高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥進(jìn)行控制。
彈簧9一端裝入錐閥心16的深孔內(nèi)，另一端裝入閥蓋1上的彈簧座孔內(nèi)；彈簧9安裝時(shí)帶有預(yù)壓縮量，用于保證錐閥心16與閥套20之間的錐面初始密封。
組裝高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥時(shí)，如果保留閥蓋1上的絲堵28，卸掉閥體21內(nèi)的密封塞27，則高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥為內(nèi)控型；如果保留閥體21內(nèi)的密封塞27，卸掉閥蓋1上的絲堵28并引入高壓控制氣體，則高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥為外控型。因此，根據(jù)密封塞和絲堵在高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥組裝時(shí)的選取和搭配，高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥可分為內(nèi)控型和外控型；這些保證了所述的高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥能夠可靠地應(yīng)用于高壓氣動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)控制，使氣體通過(guò)時(shí)產(chǎn)生較小的節(jié)流損失。本發(fā)明的工作原理是若采用內(nèi)控型工作時(shí)，保留閥蓋1上的絲堵28，卸掉閥體21內(nèi)的密封塞27，進(jìn)氣口22通過(guò)接頭與氣源聯(lián)接，出氣口17通過(guò)接頭和管線與容積膨脹減壓裝置聯(lián)接，卸壓口11可聯(lián)接消聲器。若電磁先導(dǎo)閥接收到控制信號(hào)將高壓氣體控制通道打開(kāi)，錐閥上部腔室充入與錐閥下部腔室壓力相同的高壓氣體，由于錐閥上部有效作用面積大于錐閥下部有效作用面積，則錐閥在壓力差和彈簧力的作用下克服密封副的摩擦阻力，將錐閥壓下，密封錐面保持緊密接合，將主閥通道切斷，開(kāi)關(guān)閥處于關(guān)閉狀態(tài)。若電磁先導(dǎo)閥接收到控制信號(hào)將高壓氣體控制通道關(guān)閉，卸壓通道打開(kāi)，錐閥上部腔室氣體通過(guò)卸壓口11排出，錐閥下部腔室保持高壓氣體壓力，此壓力作用在錐閥下部，則錐閥在該力作用下克服彈簧力和密封副的摩擦阻力，將錐閥推到上部，密封錐面開(kāi)啟，將主閥通道打開(kāi)，開(kāi)關(guān)閥處于打開(kāi)狀態(tài)。
若采用外控型工作時(shí)，只需保留閥體21內(nèi)的密封塞27，卸掉閥蓋1上的絲堵28并引入高壓控制氣體，其它連接方式和控制工作原理與采用內(nèi)控方式工作時(shí)相同。
權(quán)利要求
1.高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥，其特征在于它包括電磁先導(dǎo)閥部分和主閥部分，其中1)電磁先導(dǎo)閥部分電磁先導(dǎo)閥(31)采用耐高壓的電磁球閥；2)主閥部分包括閥蓋部分，錐閥心部分，閥套部分，閥體部分，其中①閥蓋部分包括閥蓋(1)上開(kāi)有一端與電磁先導(dǎo)閥(31)連通的、另一端與閥體(21)的控制氣體引出通道(26)連通的控制氣體進(jìn)氣通道(29)，閥蓋(1)上開(kāi)有一端與電磁先導(dǎo)閥(31)連通的、另一端與閥體(21)的卸壓口(11)連通的控制氣體排氣卸壓通道(30)，閥蓋(1)上開(kāi)有一端與電磁先導(dǎo)閥(31)連通的、另一端與錐閥心(16)上端控制腔(36)連通的控制氣體輸出通道(35)，閥蓋(1)上端面與電磁先導(dǎo)閥(31)連接，閥蓋(11)下端面的中部安裝在閥體(21)內(nèi)與閥體(21)端面連接；②錐閥心部分包括錐閥心(16)、安裝在錐閥心(16)錐部的密封圈(34)、裝在錐閥心(16)孔中的預(yù)緊彈簧(9)，錐閥心(16)安裝在閥套(20)內(nèi)；③閥套部分包括閥套(20)、分別安裝在閥套(20)外槽中的上密封圈、擋圈(4)、(5)，中密封圈、擋圈(13)、(14)，下密封圈、擋圈(18)、(19)，安裝在閥套(20)內(nèi)槽中的組合密封圈(12)，閥套(20)上端裝在閥蓋(1)孔中、中部和下部裝在閥體(21)內(nèi)，閥套(20)下端的錐形孔與錐閥心(16)錐面配合并于底面通道(25)與閥體(21)的進(jìn)氣口(22)連通，閥套(20)開(kāi)有呼吸孔(10)與閥體(21)的卸壓口(11)連通；④閥體部分閥體(21)上開(kāi)有控制氣體引出通道(26)，卸壓口(11)，出氣口(17)，進(jìn)氣口(22)。
全文摘要
一種高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)控制閥,由電磁先導(dǎo)閥部分和主閥部分組成;先導(dǎo)閥部分采用耐高壓的電磁球閥;主閥部分主要由閥蓋、錐閥心、閥套、閥體幾部分組成;錐閥心的錐形密封面是主閥的開(kāi)關(guān)通道密封面,采用硫化橡膠保證了主密封面的密封性能;錐閥的上、下端具有不同的有效作用面積,保證了電磁先導(dǎo)閥能夠按控制信號(hào)的要求控制高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥的主閥實(shí)現(xiàn)開(kāi)和關(guān);錐閥與閥套之間的圓周面密封采用聚四氟乙烯組合密封,保證了動(dòng)密封摩擦副之間能夠密封又能使錐閥心開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力較小;根據(jù)密封塞和絲堵在高壓氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥組裝時(shí)的選取和搭配,可分為內(nèi)控型和外控型。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,密封性能可靠,采用電子信號(hào)控制高壓大流量氣體,操作方便,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,氣體流通過(guò)程中的節(jié)流損失小,適合于高壓大流量氣動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)和氣動(dòng)回路的開(kāi)關(guān)控制。
文檔編號(hào)F16K31/06GK1386992SQ0211184
公開(kāi)日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2002年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月24日
發(fā)明者王宣銀, 賈光政, 陳鷹, 陶國(guó)良, 許宏, 劉昊, 吳根茂 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)