錐面換向轉(zhuǎn)閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為錐面換向轉(zhuǎn)閥，屬于流體壓力傳動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】。它的主要技術(shù)特點(diǎn)：流體作用閥芯的徑向力、軸向力均平衡，在壓縮彈簧力作用下閥芯與閥座緊密配合。轉(zhuǎn)動(dòng)力矩主要取決于彈簧壓力，而與流體壓力無關(guān)。它可設(shè)計(jì)制成具有機(jī)能各異的二位閥和機(jī)能各異的三位閥。它即可制成手動(dòng)也可制成電動(dòng)，也可制成閥組。本閥具有磨損自動(dòng)補(bǔ)償性，閥內(nèi)部高、低壓之間的密封為無間隙間隔密封，具有極小的內(nèi)漏或零內(nèi)漏，具有超長的使用壽命，可達(dá)幾百萬次，具有適合用于任何流體的性能。本發(fā)明以三位四通代號為Y型閥為例，介紹閥和閥組的結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)繪制了十一種較常用機(jī)能各異的三位四通和一種三位六通閥閥芯結(jié)構(gòu)以及以三位四通代號為Y型閥為例閥組的結(jié)構(gòu)。
【專利說明】錐面換向轉(zhuǎn)閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于流體壓力傳動(dòng)中的操縱換向機(jī)構(gòu)，它屬于流體壓力傳動(dòng)元件【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]—、目前技術(shù)狀況
目前生產(chǎn)中使用的換向閥如按動(dòng)力源劃分，有手動(dòng)換向閥和電磁換向閥。如按閥芯內(nèi)部高、低壓密封形式劃分、可分為間隙密封和無間隙間隔密封。所謂間隙密封、指的是目前生產(chǎn)中廣泛用于較大粘度系數(shù)油液的壓力傳動(dòng)。工作中依靠閥芯與閥座之間的間隙做軸向滑動(dòng)而實(shí)現(xiàn)流體系統(tǒng)的配液換向，所以這種閥稱作滑閥，它即可手動(dòng)也可用電磁力操作。所謂無間隙間隔密封，指的是目前生產(chǎn)中廣泛用于較小粘度系數(shù)的流體壓力傳動(dòng)配液換向。如:水、乳化液、粘度系數(shù)較小的油液等。這種閥的閥芯與閥座的密封在不工作時(shí)，閥芯緊密坐落在閥座上或用密封圈將高、低壓隔開，工作時(shí)用外力將間隔打開進(jìn)行配液換向。無間隙間隔密封的換向閥還有轉(zhuǎn)閥，由于種種原因，目前這種閥使用較少。
[0003]二、目前技術(shù)狀況存在的不足
1、由于流體粘度系數(shù)的不同，導(dǎo)致?lián)Q向閥的結(jié)構(gòu)不同，種類繁多，即使流量、壓力相同也不能通用和互換使用。
[0004]2、滑閥內(nèi)部的密封依靠的是間隙，間隙的存在必產(chǎn)生內(nèi)漏，內(nèi)漏導(dǎo)致油溫升高，從而加劇內(nèi)漏，同時(shí)內(nèi)漏是能源白白的浪費(fèi)。有間隙就有微小顆粒進(jìn)入的可能，一旦進(jìn)入就有可能將閥芯與閥座配合表面拉傷、拉毛，也有將閥芯卡死而不能工作的可能?？梢哉f間隙是生產(chǎn)中的隱患，因此這種流體壓力傳動(dòng)中對油的過濾與冷卻是非常嚴(yán)格的。
[0005]3、對于目前采用閥內(nèi)部密封為間隔密封的閥，這種閥在工作中反復(fù)打開與關(guān)閉，每一次關(guān)閉，閥芯與閥座之間都產(chǎn)生很大的沖擊力，這種沖擊力將使閥芯與閥座配合表面產(chǎn)生裂痕與點(diǎn)蝕，也有可能流體中的微小顆粒墊入閥芯與閥座之間，從而導(dǎo)致閥內(nèi)漏產(chǎn)生。而對于用密封圈做間隔的閥，反復(fù)的軸向運(yùn)動(dòng)，密封圈將不用很久將拉傷而產(chǎn)生內(nèi)漏。生產(chǎn)已驗(yàn)證，這種閥使用壽命都不長。
[0006]三、按本發(fā)明技術(shù)制造的錐面換向轉(zhuǎn)閥生產(chǎn)中應(yīng)用實(shí)例
本人于1991年為煤礦設(shè)計(jì)制造了兩個(gè)三位四通，代號為Y型的手動(dòng)錐面換向轉(zhuǎn)閥，用于井口安全門的開、關(guān)，動(dòng)力為風(fēng)壓，使用至2005年。由于井口安全門的自動(dòng)化改造而將其更換。在14年的使用中，一直沒有內(nèi)漏產(chǎn)生，除了更換幾次密封圈外，沒有進(jìn)行過其它任何維護(hù)。如果安全門的開、關(guān)各算一次，此閥已轉(zhuǎn)了 400萬次左右。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明為錐面換向轉(zhuǎn)閥，用于流體壓力傳動(dòng)的配液換向。它的主要結(jié)構(gòu)為:錐面閥芯為圓臺體，其上部的轉(zhuǎn)軸為一體，閥芯圓臺體坐落在閥座錐孔內(nèi)，閥座與閥體為一體。按著流體系統(tǒng)的要求(位數(shù)及機(jī)能)，在閥體與閥芯開設(shè)相應(yīng)的孔和溝槽，使在轉(zhuǎn)動(dòng)給定的角度后，由于這些孔和槽溝位置的改變而實(shí)現(xiàn)配液換向。在閥體與閥芯上開設(shè)的孔和溝槽，流體壓力通過它們作用在閥芯上，有的力可能對閥芯產(chǎn)生力偶、有的力可能對閥芯產(chǎn)生力矩、有的力可能對閥芯產(chǎn)生徑向力、有的力對閥芯產(chǎn)生軸向力。錐面換向轉(zhuǎn)閥在工作中，如果流體壓力作用在閥芯上的徑向力不平衡，閥芯將被推向一側(cè)，閥芯將產(chǎn)生點(diǎn)或線磨損，使閥內(nèi)很快產(chǎn)生內(nèi)漏，因此閥很快因閥不能正常工作而報(bào)廢。如果流體壓力作用在閥芯上，在閥芯上產(chǎn)生力偶或力矩，其對閥芯損傷與后果基本同上，本人認(rèn)為這就是為什么錐面轉(zhuǎn)閥一直以來應(yīng)用不廣和較少的主要因素。本發(fā)明的技術(shù)核心之一就是在閥芯和閥體上設(shè)置這些孔和溝槽時(shí)，使流體對閥芯的作用的徑向力平衡，同時(shí)流體對閥芯的作用其合力不能在閥芯上產(chǎn)生力偶或力矩，還要滿足在閥允許的轉(zhuǎn)角內(nèi)，轉(zhuǎn)至任何位置時(shí)，這種力的狀況不能改變，為了使流體對閥芯的作用力達(dá)到以上效果，本發(fā)明以如下技術(shù)做支撐:1、凡是流體對閥芯能產(chǎn)生作用力的孔或溝槽均采用軸對稱布置，既有的孔和槽溝在工作中是多余的，為了力的平衡必須設(shè)置，這些對稱的孔或溝槽必須用孔將其勾通，使它們之間獲得相同的流體壓力，這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使閥芯在流體壓力作用下，不可能產(chǎn)生力偶，更不可能產(chǎn)生力矩，同時(shí)閥芯徑向力其合力必為零。2、在設(shè)置閥芯上、下端面勾通孔時(shí)，必須滿足是兩孔，且這兩孔必須是以閥芯上或下端面的一條直徑為對稱軸且兩孔直徑相等，這種結(jié)構(gòu)避免了流體的作用力對閥芯產(chǎn)生力矩的條件。3、外力對閥芯作用的軸向力(一般指彈簧力)，其合力的作用線必須與閥芯的軸線成一直線。對于流體壓力對閥芯軸向力的作用，本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想就是使閥芯軸向力之合力在工作中時(shí)刻接近零。什么樣的閥芯結(jié)構(gòu)尺寸能滿足這一設(shè)計(jì)思想，以下為此進(jìn)行說明(參看圖1和圖1A-A)，流體系統(tǒng)對換向閥有流量要求，這就確定配液孔14的直徑Cl0,以配液孔直徑為基礎(chǔ)，確定閥芯的厚度H，本發(fā)明設(shè)計(jì)的錐面閥芯配液孔軸線平行閥芯上、下端面，且暫設(shè)與上、下端面的距離相等，在以配液孔直徑、流體系統(tǒng)對閥機(jī)能要求、閥芯內(nèi)部高、低壓之間的密封的因素考慮下，確定閥芯轉(zhuǎn)角、兩對稱環(huán)形槽的位置、兩環(huán)槽的高度與配液孔直徑一致，兩環(huán)型槽的上、下邊緣與配液孔垂直上、下斷面直徑的上、下邊緣分別在垂直閥芯軸線的兩個(gè)平面內(nèi)。以上結(jié)構(gòu)的確定，決定了配液孔軸線處錐臺閥芯處的直徑d在配液孔軸線處錐臺的直徑d不變的前提下，很容易計(jì)算出錐臺閥
芯上端面的直徑D和下端面直徑D1，且D與D1滿足
【權(quán)利要求】
1.閥在工作中，流體對閥芯的作用力，其徑向力始終保持平衡，軸向力基本接近平衡的各種機(jī)能的二位二通、二位三通、二位四通、二位多通手動(dòng)或電動(dòng)錐面換向閥或錐面換向轉(zhuǎn)閥閥組。
2.閥在工作中，流體對閥芯的作用力，其徑向力始終保持平衡，軸向力基本接近平衡的各種機(jī)能的三位二通、三位三通、三位四通、三位多通手動(dòng)或電動(dòng)錐面換向轉(zhuǎn)閥或錐面換向轉(zhuǎn)閥閥組。
【文檔編號】F15B13/02GK103697003SQ201310579871
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】王瑞林 申請人:王瑞林