專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓氣動(dòng)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電氣控制領(lǐng)域，特別涉及一種能夠快速響應(yīng)的高壓氣動(dòng)閥門(mén)裝置。
背景技術(shù)：
在高壓泵類(lèi)產(chǎn)品中經(jīng)常用到需要快速響應(yīng)控制流體連通和閉合的閥門(mén)裝置，閥門(mén) 響應(yīng)速度對(duì)產(chǎn)品的整體性能有很大影響。國(guó)內(nèi)外有許多針對(duì)高壓閥門(mén)的研究。例如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?8249945. 0的“快速 氣動(dòng)閥”，主要由閥體、裝有螺釘和彈簧和閥芯活塞、堵塞、儲(chǔ)氣筒、單向閥、放氣閥、扳機(jī)、頂 針及閥芯和彈簧構(gòu)成。該專(zhuān)利可用于快速釋放高壓氣流產(chǎn)生較大動(dòng)力。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?200520104847. 0的“一種氣動(dòng)閥門(mén)”，主要由閥體、中空活塞、活塞氣室、陀螺體和連桿等組 成；該閥體的進(jìn)氣端設(shè)有活塞裝置中空活塞連接連桿、陀螺體成組件；活塞氣室設(shè)有2個(gè) 進(jìn)氣或排氣孔；陀螺體的大端平面為閥門(mén)的關(guān)閉密封平面。該專(zhuān)利利用內(nèi)藏中空活塞結(jié)構(gòu)， 達(dá)到流體由中空活塞中空通道軸向流通，并由氣室氣源的換向達(dá)到控制閥門(mén)的關(guān)啟。這些閥門(mén)在一定程度上對(duì)現(xiàn)有技術(shù)有所改進(jìn)，但都無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)以及高壓無(wú) 壓力波動(dòng)，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方 便、能夠在高壓流體管路中實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)的氣動(dòng)閥。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是高壓氣動(dòng)閥，包括閥體、活塞、端蓋和閥芯；閥體與活 塞及兩側(cè)的端蓋分別形成左右兩個(gè)封閉的氣室，閥體的左右兩側(cè)開(kāi)有通氣口分別與左右氣 室連通；閥體內(nèi)壁與活塞形成氣動(dòng)密封；閥芯固定安裝在活塞中心，隨活塞運(yùn)動(dòng)；端蓋中心 開(kāi)有流體通路，在通路面向閥芯處為錐形開(kāi)口 ；所述閥芯為一前端加工成圓錐形的圓柱體， 閥芯錐形尖端與流體的流動(dòng)方向相反，閥芯向流體入口方向移動(dòng)時(shí)可以插入錐形開(kāi)口將其 封閉。所述活塞所受氣體推力面積與流體通路的截面積之比大于500 1。所述閥芯前端圓錐形圓柱體的錐角為20 30度，所述端蓋上錐形開(kāi)口的角度比 閥芯前端圓錐形圓柱體的錐角大5 10度。閥體內(nèi)壁與活塞之間，通過(guò)在閥體內(nèi)壁開(kāi)密封溝槽安裝密封圈外加大擋圈的方式 形成氣動(dòng)密封。閥體與端蓋之間，通過(guò)在端蓋上開(kāi)密封溝槽安裝密封圈的方式形成密封?；钊c端蓋之間，通過(guò)密封圈及其兩側(cè)小擋圈組合形成密封。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是(1)本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)一種缸筒式活塞機(jī)構(gòu)，在活塞中心固定安裝閥芯，在活塞兩邊 的氣室交替通入壓縮空氣，氣壓推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng)，靠活塞的左右兩個(gè)極限位置使閥芯 執(zhí)行“開(kāi)”和“關(guān)”兩種動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了閥門(mén)開(kāi)閉流路的快速響應(yīng)。
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(2)本發(fā)明的高壓氣動(dòng)閥，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，僅包括閥體、活塞、端蓋和閥芯幾 個(gè)組件，使制造簡(jiǎn)單，安裝方便，成本較低。(3)本發(fā)明設(shè)計(jì)了錐形結(jié)構(gòu)的閥芯，對(duì)應(yīng)于流體流路上的錐形開(kāi)口，并通過(guò)選取合 理的錐角，對(duì)流體形成穩(wěn)定可靠的密封。(4)本發(fā)明通過(guò)合理設(shè)計(jì)流體通路的截面積與活塞的受力面積之比，只需在氣室 中通入6個(gè)大氣壓強(qiáng)的空氣壓力即可使閥芯封閉IOOMPa壓強(qiáng)的流體。(5)在本發(fā)明中，閥芯、活塞以及兩側(cè)的端蓋之間形成了密封液腔，無(wú)論閥芯的狀 態(tài)是開(kāi)啟還是閉合，液腔的容積均不變，可以保持流路壓力的穩(wěn)定，不會(huì)造成波動(dòng)。(6)本發(fā)明合理設(shè)計(jì)了密封結(jié)構(gòu)，通過(guò)開(kāi)密封溝槽、安裝0形密封圈以及加擋圈等 組合方式，保證了氣體和高壓液體不被泄露。


圖1為本發(fā)明閥開(kāi)啟狀態(tài)的剖視圖；圖2為本發(fā)明閥關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖；圖3為閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、2所示，分別為本發(fā)明的高壓氣動(dòng)閥在開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖。高壓氣 動(dòng)閥包括閥體1、活塞2、端蓋7和閥芯11。閥體1為圓筒形，閥體1內(nèi)壁加工臺(tái)階安裝的0型密封圈3并加裝大擋圈4與圓 柱形活塞2構(gòu)成氣體動(dòng)密封結(jié)構(gòu)；活塞2在兩端面開(kāi)減輕環(huán)形槽用以減輕活塞重量；左右 兩個(gè)端蓋7臺(tái)階上開(kāi)有溝槽安裝0型密封圈8與閥體1形成靜密封結(jié)構(gòu)，并使用螺釘13將 左右兩個(gè)端蓋7和閥體1固定連接。左右兩個(gè)端蓋7中心加工通孔作為流體通道，并有流體管路接口 14 ；閥體1與活 塞2及左右兩個(gè)端蓋7形成左右兩個(gè)氣室6 ；活塞2可沿閥體1的軸線進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞 2中心孔固定安裝的閥芯11隨活塞2運(yùn)動(dòng)。閥芯11的結(jié)構(gòu)如圖3所示，為前端加工成圓錐形的圓柱體，錐角為20 30度。本 實(shí)施例中，錐角為25度。在圓柱上開(kāi)有四個(gè)通孔作為流體通道。閥芯11的材料為peek材 料。左右端蓋7的中心有一段圓柱形的軸插入活塞2的中心孔內(nèi)，并在軸和中心孔之 間安裝有O型密封圈10和擋圈9，形成滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，同時(shí)密封液腔12的液流體和氣室6 的氣體，使氣體液體相互隔開(kāi)?；钊?兩端靠螺紋安裝活塞堵蓋15，防止0型密封圈10和 擋圈9滑出；在左右端蓋7的圓柱形的軸前端開(kāi)有面向閥芯11的錐形開(kāi)口，錐形開(kāi)口的錐 角比閥芯11前端圓錐形圓柱體的錐角大5 10度。本實(shí)施例中該錐角為30度。閥芯11與活塞2中心孔和左右端蓋7的錐形開(kāi)口構(gòu)成了一個(gè)液腔12。在閥體1 筒壁對(duì)應(yīng)左右兩個(gè)氣室6的位置開(kāi)有兩個(gè)通氣口 5，用兩條管路連接一個(gè)兩位兩通電磁閥。閥體1與端蓋7之間，通過(guò)在端蓋7上開(kāi)密封溝槽安裝密封圈的方式形成密封?；?塞2與端蓋7之間，通過(guò)密封圈及其兩側(cè)小擋圈組合形成密封。
閥工作時(shí)，在電磁閥控制下，壓縮空氣經(jīng)右通氣口進(jìn)入右氣室，推動(dòng)活塞2向左滑 動(dòng)，同時(shí)閥芯11隨活塞2運(yùn)動(dòng)，閥芯11的錐體插入左端蓋7的錐形開(kāi)口內(nèi)，此狀態(tài)為閥關(guān) 閉。由于氣體對(duì)活塞2的持續(xù)推力，閥保持關(guān)閉狀態(tài)。在電磁閥控制下，壓縮空氣經(jīng)左通氣 口進(jìn)入左氣室，同時(shí)右氣室的氣壓卸掉，活塞2向右滑動(dòng)，并且閥芯11隨活塞2運(yùn)動(dòng)，閥芯 11的錐體會(huì)遠(yuǎn)離左端蓋7的錐形孔，此狀態(tài)為閥開(kāi)啟。由于氣體對(duì)活塞2的持續(xù)推力，閥 保持開(kāi)啟狀態(tài)。閥芯11進(jìn)行開(kāi)啟和閉合的狀態(tài)改變時(shí)，液腔12容積不變，流路壓力保持恒 定。閥芯11所受液體的推力與活塞2所受氣體推力為一對(duì)反作用力?；钊?所受氣體 推力面積與流體通路的截面積之比應(yīng)大于500 1。本實(shí)施例中，該比例為800 1。經(jīng)試 驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)施例中，只需在氣室6中通入6個(gè)大氣壓強(qiáng)的空氣壓力即可使閥芯封閉IOOMPa 壓強(qiáng)液體。當(dāng)然，對(duì)本發(fā)明的各組成部件、位置關(guān)系及連接方式在不改變其功能的情況下，進(jìn) 行的等效變換或替代，也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明說(shuō)明書(shū)未公開(kāi)的技術(shù)屬本領(lǐng)域公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.高壓氣動(dòng)閥，其特征在于包括閥體(1)、活塞O)、端蓋(7)和閥芯(11)；閥體(1) 與活塞( 及兩側(cè)的端蓋(7)分別形成左右兩個(gè)封閉的氣室，閥體(1)的左右兩側(cè)開(kāi)有通 氣口分別與左右氣室連通；閥體(1)內(nèi)壁與活塞( 形成氣動(dòng)密封；閥芯(11)固定安裝在 活塞( 中心，隨活塞( 運(yùn)動(dòng)；端蓋(7)中心開(kāi)有流體通路，在通路朝向閥芯(11)處為錐 形開(kāi)口 ；所述閥芯(11)為一個(gè)前端加工成圓錐形的圓柱體，閥芯(11)錐形尖端與流體的流 動(dòng)方向相反，閥芯(11)向流體入口方向移動(dòng)時(shí)可以插入錐形開(kāi)口將其封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動(dòng)閥，其特征在于所述活塞(2)所受氣體推力面積與流 體通路的截面積之比大于500 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動(dòng)閥，其特征在于所述閥芯(11)前端圓錐形圓柱體的錐 角為20 30度，所述端蓋(7)上錐形開(kāi)口的角度比閥芯(11)前端圓錐形圓柱體的錐角大 5 10度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動(dòng)閥，其特征在于所述閥體⑴內(nèi)壁與活塞(2)之間，通 過(guò)在閥體(1)內(nèi)壁開(kāi)密封溝槽安裝密封圈外加大擋圈的方式形成氣動(dòng)密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動(dòng)閥，其特征在于所述閥體(1)與端蓋(7)之間，通過(guò)在 端蓋(7)上開(kāi)密封溝槽安裝密封圈的方式形成密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動(dòng)閥，其特征在于所述活塞( 與端蓋(7)之間，通過(guò)密 封圈及其兩側(cè)小擋圈組合形成密封。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于電氣控制領(lǐng)域能夠快速響應(yīng)的高壓氣動(dòng)閥，包括閥體、活塞、端蓋和閥芯；閥體與活塞及兩側(cè)的端蓋分別形成左右兩個(gè)封閉的氣室，閥體內(nèi)壁與活塞形成氣動(dòng)密封，閥芯固定安裝在活塞中心，隨活塞運(yùn)動(dòng)，端蓋中心開(kāi)有流體通路，在通路面向閥芯處為錐形開(kāi)口，閥芯為一前端加工成圓錐形的圓柱體，閥芯錐形尖端與流體的流動(dòng)方向相反，閥芯向流體入口方向移動(dòng)時(shí)可以插入錐形開(kāi)口將其封閉。本發(fā)明通過(guò)缸筒式活塞機(jī)構(gòu)，在活塞中心固定安裝閥芯，在活塞兩邊的氣室交替通入壓縮空氣，氣壓推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng)，靠活塞的左右兩個(gè)極限位置使閥芯執(zhí)行“開(kāi)”和“關(guān)”兩種動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了閥門(mén)開(kāi)閉流路的快速響應(yīng)。
文檔編號(hào)F16K1/38GK102072330SQ20101054356
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者宗文波, 李強(qiáng), 楊丹, 殷參, 耿存隆, 韓建超 申請(qǐng)人:北京星達(dá)技術(shù)開(kāi)發(fā)公司