專利名稱：雙向氣動開關(guān)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于閥門領(lǐng)域，具體涉及一種用于高壓水射流的雙向氣動開關(guān)閥。
背景技術(shù)：
高壓水射流開關(guān)閥主要用于控制高壓水射流切割或清洗作業(yè)的啟動和停止，其可以在瞬間開啟或關(guān)閉高壓水射流的噴嘴。比較常用的高壓水射流開關(guān)閥有單向氣動開關(guān)閥和雙向氣動開關(guān)閥。單向氣動開關(guān)閥利用進入氣缸上腔的壓縮空氣，壓迫活塞和閥芯下移實現(xiàn)閥門關(guān)閉；利用進入閥體并作用于閥芯下端的高壓水，使閥芯上移實現(xiàn)閥門打開。這種開關(guān)閥的活塞和閥芯在拉伸狀態(tài)下分離，在壓縮狀態(tài)下接觸，這種連接方式容許活塞和閥芯的軸向運動軸線有小許重合度誤差而不至于讓閥芯軸線偏轉(zhuǎn)。但是這類開關(guān)閥的打開由作用在閥芯底端的水壓和氣缸上端空氣壓力大小的平衡控制(會受到氣缸上端泄壓時間的影響)，從而打開時間難以控制。雙向氣動開關(guān)閥的閥門關(guān)閉原理與單向氣動開關(guān)閥的閥門關(guān)閉原理相同，但其打開閥門是利用進入氣缸下腔的壓縮空氣，迫使活塞與閥芯主動上移來實現(xiàn)的。雙向氣壓開關(guān)閥的閥門打開與關(guān)閉時間由氣壓控制，打開與關(guān)閉時間可控。雙向氣壓開關(guān)閥的活塞與閥芯非剛性連接(近似于鉸鏈連接)，活塞和閥芯采用兩個獨立的軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面，容易導(dǎo)致活塞和閥芯的運動軸線不重合。當(dāng)活塞和閥芯的運動軸線不重合時可能造成閥芯以其軸承中心為圓心偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致閥口泄漏以及密封件、軸承、閥針加速磨損的情況。目前現(xiàn)有的雙向氣壓開關(guān)閥均難以保證活塞和閥芯的運動軸線的重合度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠保證活塞和閥針的運動軸線的重合度的雙向氣動開關(guān)閥。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種雙向氣動開關(guān)閥，包括氣缸和閥本體，所述氣缸包括缸體、活塞和活塞桿，所述閥本體包括閥芯、閥體和閥座，缸體與閥體連接，閥座固定在閥體上，閥芯與閥座相配合；
其特征在于，所述活塞桿和閥芯為剛性一體結(jié)構(gòu)，所述剛性一體結(jié)構(gòu)采用單一的軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面。進一步的，所述活塞桿與閥芯的軸線重合，所述活塞桿位于缸體之外的部分設(shè)置有一活塞桿導(dǎo)向套，所述軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面是指活塞桿導(dǎo)向套的內(nèi)表面。進一步的，活塞桿導(dǎo)向套的外部設(shè)置有一支撐套筒，支撐套筒固定在缸體和閥體之間；支撐套筒的底面設(shè)置有供閥芯穿過的第一通孔。進一步的，所述活塞桿和閥芯為不可拆分的剛性一體結(jié)構(gòu)。進一步的，所述閥芯與活塞桿固定連接為剛性一體結(jié)構(gòu)。進一步的，所述閥芯與活塞桿通過一閥芯螺母固定連接；所述活塞桿的底部設(shè)置有第一盲孔，所述第一盲孔包括由外向內(nèi)依次相連的螺紋段、錐狀段和柱狀段；所述閥芯螺母的內(nèi)部設(shè)置有第二通孔，閥芯穿過所述第二通孔，伸入所述第一盲孔內(nèi)，與所述柱狀段無間隙配合；所述閥芯螺母伸入第一盲孔的螺紋段和錐狀段，與螺紋段配合連接，與錐狀段的錐面配合。進一步的，所述閥體與閥芯之間設(shè)置有密封圈。進一步的，支撐套筒的底面內(nèi)側(cè)有一錐角。進一步的，支撐套筒的底部側(cè)面設(shè)置有一環(huán)形槽和側(cè)向通孔。進一步的，缸體與閥體通過螺紋連接，并將支撐套筒和活塞桿導(dǎo)向套壓緊在缸體與閥體之間。相比于活塞桿和閥芯采用兩個或數(shù)個獨立的軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面，本發(fā)明所述的雙向氣動開關(guān)閥采用單個的軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面(比如單個活塞桿導(dǎo)向套)可以保證活塞的運動軸線和閥芯的運動軸線的重合度。同時由于支撐套筒直接套在活塞桿導(dǎo)向套上，容易實現(xiàn)活塞、閥芯、活塞桿導(dǎo)向套和支撐套筒的對中性。本發(fā)明所述的雙向氣動開關(guān)閥減少了閥芯與閥座口不對中發(fā)生泄漏的可能性，減少了閥芯與支撐套筒底部通孔內(nèi)壁發(fā)生接觸而磨損的概率，延長了閥門的使用壽命。


圖I為本發(fā)明所述的雙向氣動開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)圖2為支撐套筒的結(jié)構(gòu)圖3為圖2中支撐套筒的A-A剖面圖4為閥體的結(jié)構(gòu)圖中各標(biāo)號的含義如下氣缸后蓋_1，缸體-2,活塞-3,閥芯芯螺母-4,閥芯-5,后蓋O 型圈_6，氣缸緩沖墊-7，O型密封圈-8，活塞桿O型圈-9，活塞桿導(dǎo)向套-10，支撐套筒-11， 閥芯密封圈-12，閥芯組合O型圈-13，閥體-14，閥芯座-15，鎖緊螺母-16，第一螺紋接頭-17，第二螺紋接頭-18，第一側(cè)孔-19，噴嘴-20，錐角-21，環(huán)形槽-22，側(cè)向通孔-23，第二側(cè)孔-24，活塞桿-30。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例為例進行說明。如圖I 所示，本發(fā)明提供了一種雙向氣動開關(guān)閥，包括氣缸和閥本體。所述氣缸包括缸體2、活塞3 和活塞桿30，活塞3與活塞桿30為單個零件或剛性組合而成的一體結(jié)構(gòu)，且活塞3與活塞桿30的運動軸線重合。活塞3置于缸體2內(nèi)部,活塞桿30伸出缸體2之外。缸體2的頂部設(shè)置有一氣缸后蓋I，氣缸后蓋I上設(shè)置有第一氣流通道，所述第一氣流通道通過氣流管道和第一螺紋接頭17與外界相連。缸體2的底部側(cè)壁上還設(shè)置有第二氣流通道，所述第二氣流通道通過氣流管道和第二螺紋接頭18與外界相連?；钊?的頂部設(shè)置有氣缸緩沖墊 7，氣缸的后蓋與缸體2之間設(shè)置有后蓋O型圈6，活塞桿30與缸體2之間設(shè)置有活塞桿O 型圈9。所述閥本體包括閥芯5，閥體14和閥座15。缸體2與閥體14固定連接，閥座15固定在閥體14上，閥芯5與閥座15相配合。所述活塞桿30位于缸體2之外的部分設(shè)置有一活塞桿導(dǎo)向套10，活塞桿導(dǎo)向套10的形狀可以為圓筒狀、圓柱狀或者其他形狀，只要其與活塞桿30適配即可。活塞桿導(dǎo)向套10的外部設(shè)置有一支撐套筒11，支撐套筒11的底面設(shè)置有第一通孔，支撐套筒11固定在缸體2和閥體14之間；所述閥芯5穿過所述第一通孔與活塞3固定連接，活塞3、閥芯5、活塞桿導(dǎo)向套10和支撐套筒11的軸線重合。由上述描述可知，活塞3的運動軸線和閥芯5的運動軸線的重合度可以通過活塞桿導(dǎo)向套10和支撐套筒11來保證，同時由于支撐套筒11直接套在活塞桿導(dǎo)向套10上，容易實現(xiàn)活塞3、閥芯5、 活塞桿導(dǎo)向套10和支撐套筒11的對中性，支撐套筒11底面的第一通孔距離活塞桿導(dǎo)向套 10很近，由于運動軸線傾斜產(chǎn)生的對中性誤差也可以得到較好的控制。為了更好的保證活塞3和閥芯5的對中性，本發(fā)明采用閥芯螺母4來固定閥芯5 與活塞3，同時對閥芯螺母4和活塞3的結(jié)構(gòu)進行了特殊設(shè)計。當(dāng)然也可以用其他方式來固定閥芯5與活塞3，比如膠粘或過盈配合，但采用閥芯螺母4會使拆裝更方便。具體的講，活塞桿30的底部設(shè)置有第一盲孔，第一盲孔包括由外向內(nèi)依次相連的螺紋段，錐狀段和柱狀段。閥芯螺母4的內(nèi)部設(shè)置有第二通孔，閥芯5穿過所述第二通孔，伸入所述第一盲孔內(nèi)， 與所述柱狀段無間隙配合。閥芯螺母4伸入第一盲孔的螺紋段和錐狀段，與螺紋段配合連接，與錐狀段的錐面配合。由此形成了活塞3和閥芯5對中性好的剛性一體連接，閥門開合時間很容易由氣缸上下的進出氣控制。為了保證活塞3和閥芯5在活塞桿導(dǎo)向套10的運動軸線不受氣缸壁的干涉，在活塞3和缸體2的氣缸壁之間采用較大的間隙，并通過O型密封圈8的柔韌性來實現(xiàn)密封，即使出現(xiàn)小量空氣泄漏也不至引起閥門啟閉控制。為了實現(xiàn)閥體14與閥芯5之間的密封，所述閥體14與閥芯5之間設(shè)置有閥芯密封圈12和閥芯組合O型圈13。為了保證支撐套筒11與閥體14在內(nèi)徑處接觸并產(chǎn)生較大的壓強而形成一個靜態(tài)密封，以防止閥芯密封圈12被擠出，如圖2、3所示，本發(fā)明所述的支撐套筒11的底面有一錐角21。同時，為了導(dǎo)出泄流的液體以及被擠出的密封圈材料，以免在密封圈的上方積聚形成壓力，本發(fā)明所述的支撐套筒11的底部側(cè)面設(shè)置有一環(huán)形槽22和側(cè)向通孔23。為了免去額外的鎖緊設(shè)置，本發(fā)明中缸體2與閥體14通過螺紋連接，并將支撐套筒11和活塞桿導(dǎo)向套10壓緊在缸體2與閥體14之間，閥體14的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，閥體 14上還設(shè)置有一用于高壓水進入的第一側(cè)孔19，以及與支撐套筒11的側(cè)向通孔23配合的第二側(cè)孔24。為了免去過多的密封件，本發(fā)明中閥座15的上端與閥芯5配合，下端與噴嘴20相連，中間不需其他密封環(huán)節(jié)，所有接觸面均采用差角錐面接觸以保證足夠的密封壓強，保證閥口在外徑密封而其余兩個接觸面在內(nèi)徑密封。為了簡化裝拆工序，本發(fā)明采用鎖緊螺母16同時鎖緊閥芯座15與閥體14和噴嘴的接觸面。為了便于安裝，本發(fā)明所述的閥體14中段設(shè)置有一方形截面，用來做扳手位置或安裝位置。將本發(fā)明所述的雙向氣動開關(guān)閥應(yīng)用于高壓水射流切割時，其工作過程如下 當(dāng)壓縮空氣通過第二氣流通道進入氣缸時，壓縮空氣作用于活塞3的下表面時，活塞3
會帶動與其固定連接的閥芯5向上移動，從而閥芯5與與閥芯座15分離，閥門打開，高壓水可從閥體14的第一側(cè)孔19通過閥芯座15和噴嘴20排出。當(dāng)壓縮空氣通過第一氣流通道進入氣缸時，壓縮空氣作用于活塞3的上表面時， 活塞3會帶動與其固定連接的閥芯5向下移動，從而閥芯5與與閥芯座15接觸，閥門關(guān)閉，高壓水無法從噴嘴20排出。 本發(fā)明不僅局限于上述具體實施方式
，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，可以采用其它多種具體實施方式
實施本發(fā)明，因此，凡是采用本發(fā)明的設(shè)計結(jié)構(gòu)和思路，做一些簡單的變化或更改的設(shè)計，都落入本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙向氣動開關(guān)閥，包括氣缸和閥本體，所述氣缸包括缸體(2)、活塞(3)和活塞桿(3 O )，所述閥本體包括閥芯(5 )、閥體(14 )和閥座(15 )，缸體(2 )與閥體(14 )連接，閥座 (15)固定在閥體(14)上，閥芯(5)與閥座(15)相配合；其特征在于，所述活塞桿(30)和閥芯(5)為剛性一體結(jié)構(gòu)，所述剛性一體結(jié)構(gòu)采用單一的軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙向氣動開關(guān)閥，其特征在于，所述活塞桿(30)與閥芯(5) 的軸線重合，所述活塞桿(30)位于缸體(2)之外的部分設(shè)置有一活塞桿導(dǎo)向套(10)，所述軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面是指活塞桿導(dǎo)向套(10)的內(nèi)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向氣動開關(guān)閥，其特征在于，活塞桿導(dǎo)向套(10)的外部設(shè)置有一支撐套筒(11)，支撐套筒(11)固定在缸體(2 )和閥體(14 )之間；支撐套筒(11)的底面設(shè)置有供閥芯(5)穿過的第一通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的雙向氣動開關(guān)閥，其特征在于，所述活塞桿(30)和閥芯(5)為不可拆分的剛性一體結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的雙向氣動開關(guān)閥，其特征在于，所述閥芯(5)與活塞桿 (30)固定連接為剛性一體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙向氣動開關(guān)閥，其特征在于，所述閥芯(5)與活塞桿(30)通過一閥芯螺母(4)固定連接；所述活塞桿(30)的底部設(shè)置有第一盲孔，所述第一盲孔包括由外向內(nèi)依次相連的螺紋段、錐狀段和柱狀段；所述閥芯螺母(4)的內(nèi)部設(shè)置有第二通孔， 閥芯(5)穿過所述第二通孔，伸入所述第一盲孔內(nèi)，與所述柱狀段無間隙配合；所述閥芯螺母(4)伸入第一盲孔的螺紋段和錐狀段，與螺紋段配合連接，與錐狀段的錐面配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的雙向氣動開關(guān)閥，其特征在于，所述閥體(14)與閥芯(5)之間設(shè)置有密封圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向氣動開關(guān)閥，其特征在于，支撐套筒(11)的底面內(nèi)側(cè)有一錐角(21)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向氣動開關(guān)閥，其特征在于，支撐套筒(11)的底部側(cè)面設(shè)置有一環(huán)形槽(22)和側(cè)向通孔(23)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向氣動開關(guān)閥，其特征在于，缸體(2)與閥體(14)通過螺紋連接，并將支撐套筒(11)和活塞桿導(dǎo)向套(10)壓緊在缸體(2)與閥體(14)之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙向氣動開關(guān)閥，包括氣缸和閥本體，氣缸包括缸體、活塞和活塞桿，閥本體包括閥芯、閥體和閥座，缸體與閥體連接，閥座固定在閥體上，閥芯與閥座相配合；活塞桿和閥芯為剛性一體結(jié)構(gòu)，剛性一體結(jié)構(gòu)采用單一的軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面。相比于活塞桿和閥芯采用兩個或數(shù)個獨立的軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面，本發(fā)明所述的雙向氣動開關(guān)閥采用單個的軸向運動導(dǎo)向基準(zhǔn)面可以保證活塞的運動軸線和閥芯的運動軸線的重合度。同時由于支撐套筒直接套在活塞桿導(dǎo)向套上，容易實現(xiàn)活塞、閥芯、活塞桿導(dǎo)向套和支撐套筒的對中性；減少了閥芯與閥座口不對中發(fā)生泄漏的可能性，減少了閥芯與支撐套筒底部通孔內(nèi)壁發(fā)生接觸而磨損的概率，延長了閥門的使用壽命。
文檔編號F16K31/122GK102588661SQ20121003704
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者張仕進, 曾繼躍, 袁朝帥 申請人:上海獅邁科技有限公司