專利名稱：剛性錐面對頂液控換向閥的制作方法
技術領域：
本發明屬液壓控制閥，主要涉及液壓系統用于控制換向的結構。
公知液壓換向技術多由滑閥實現，其結構與操作皆很簡便，但對于粘度低、壓力高等條件的適應性較差，難于建立通道間的隔離，切換過程較長，通過液量小。對于插裝式錐閥組成的換向組件，則可以適應多種使用場合，滿足不同要求，但其使用結構較復雜，組閥內的配合要求較高，使用亦受到限制。
本發明的目的是以剛性錐閥密封副實現換向的結構方案。
本發明的目的是這樣實現的。剛性錐面對頂換向閥包括閥體、與閥體固定相聯的閥座、與閥座形成密封配合副的錐面閥芯，與閥芯錐面相聯、與閥座滑動配合的導向滑動副，錐面密封副兩側與被控液路相聯的通道及接口，與閥芯相聯接受控制動力的受控段，聯接固定各部分的部件。其中本閥含有兩個所述密封副，兩閥芯經聯接段相聯，并使兩閥芯密封配合面間最小距離等于與之相配閥座間的相應距離和兩密封副中最大正常開啟行程之和。這樣兩副密封副可分別控制兩條通道，聯接段及其相關尺寸限制可以維持兩密封副間密封狀態的邏輯關系，協同工作顯然維持密封狀態邏輯關系的兩密封副，可通過改變閥芯工作位置協同改變各自的工作狀態；剛性錐面密封副可以保證工作壽命和必要的通量，并可在高壓高水基環境下正常工作。從而實現受控液壓通道的換向控制，使本發明的目的得以實現。
本發明所述導向滑動副設在所述兩錐面密封副裝配位置之間。這樣，可以既兼顧兩閥芯移動之導向要求，又簡化導向配合副的結構，改善其制造裝配的工藝性。
本發明組成所述導向滑動副的導向段還設有，所聯閥芯錐面配合面所在通道與導向段所在空間受控通道聯通的過流通道。這部分過留空間既可導通受控通道，又能與導向部位共在同一軸向位置，賦予導向段以通道的功能，使本結構更趨合理。
本發明在受控通道鄰近所述密封副的部分，設有僅存于該副在開啟或關閉過程中，由閥芯和受控通道對應部分形成，其配合間隙不小于相應動配合間隙，限制該過程、該處受控液體流動的節流動阻滯副。這樣，在受控通道中的節流動阻滯副可以增加受控液體的流動阻力，鄰近密封副則使其作用與密封副相銜接。阻滯副僅存于換向行程之中，在該密封副全部開啟時該節流動阻滯副已不能再維持符合節流阻滯的配合，而只是在換向的部分過程中存在，用來增加換向過程中的控制、起作用或延續的時間。動配合間隙是既可保證閥芯的運動，又可限制最小的泄漏間隙，使之兼有動和阻滯的作用，也便于節流動阻滯副在行程過程中形成與消失。這種控制過程的部分延續必將改善兩閥芯最小距離限定帶來所控進、回通道間的失控現象。
本發明所述節流動阻滯副皆設于緊鄰錐面密封副最終形成或開始分離的行程部分的相應位置。即是換向閥中處于關斷狀態的密封副開始開啟的初期行程，處于導通狀態的密封副變成關閉狀態過程中最后行程所對應的、與各密封副近鄰的、閥芯和所在通道之間正處于節流動阻滯副的配合狀態，將這種阻滯狀態與密封副密封狀態緊密相接，集中延續了錐面密封副控制作用的期間，實際是從換向所控進、回通道分別采取措施，以求有效改善失控現象的方案。
本發明所述兩節流動阻滯副在換向過程中，各自存續的行程之和大于換向閥換向行程。這樣，實現換向的兩密封副的節流動阻滯期互有重疊，從而有效地控制了所控進、回液通道，在換向過程中的失控現象。
本發明所述受控段有兩或多個接受液體傳動的活塞，所述活塞在與各自相應套筒配合的同時又彼此相聯，所述套筒與閥體固定相聯，并設有傳動液相聯的接口。這樣本閥可以接受不同輸入口傳動液的控制，產生受控動作，使本結構在不同控制方式下皆可完成換向功能。
本發明以限定最小閥芯軸向聯接距離的兩個錐閥芯、留有過流通道、位于兩閥芯之間的導向連接段。鄰近密封副形成狀態的節流動阻滯結構組合，使適用于高壓、大流量、高水基用液的剛性密封副，按結構本身形成密封狀態的固定邏輯關系，實現液路換向的控制，從而在簡化結構的同時，又保證了控制所需的邏輯關系；節流動阻滯結構的引入，以節流阻滯的形式，延續、緩沖了剛性錐面密封閥控制的突變過程，不僅巧妙地解決了聯動換向閥芯間最小距離所帶來的失控現象，也同時改善了換向過程的平順性，并可調整所控進、回液路阻力的分配，節流動阻滯段還兼有降低高壓液體對密封配合副沖刷磨損的作用，可延長密封副的使用壽命；雙聯活塞型的受控段可接受不同的控制方式，擴大了本方案適用的場合并為操作帶來方便。本發明可為高水基高壓液路提供無泄漏密封適用的液路換向結構。
本發明可以是上述各方案的合理組合，以適用多種使用場合。
附圖給出本發明的實施例圖示。
圖1是煤礦液壓支架用三位四通液控換向閥的結構示意圖；圖2是三翼閥芯導向聯接段形狀與配合示意；圖3是兩翼閥芯導向聯接段形狀與配合示意圖4是可整體抽出閥芯總成換向閥的結構示意；圖5是圖4的B-B剖面；圖6是圖4的C-C剖面；圖7是閥芯聯接段為頂桿的結構圖示。
圖中1、進液螺堵 2、閥體 3、彈簧 4、進液節流動阻滯副 5、進液錐面密封副 6、導向翼板 7、進液閥芯導向段 8、工作通道A及其接口 9、回液閥芯導向段 10、閥座 11、回液錐面密封副 12、一級活塞套 13、一級活塞 14、一級活塞控制腔15、O型密封圈 16、二級活塞 17、二級活塞螺套 18、二級活塞控制腔 19、回液閥芯 20、回液通道及其接 21、回液節流動阻滯副 22、閥芯過流通道 23、工作通道B及其接 24、進液閥芯 25、進液通道及其接口 26、連接肖 27、進液閥芯軸28、頂桿 L、兩閥芯密封帶中心最小裝配距離 l、兩閥座密帶中心距離 h、兩閥中的最大開啟行程下面結合實施例對本發明作進一步說明。
第一實施例為用于井下液壓支架立柱、千斤頂工作位置控制的組閥，工作液體為礦用乳化液或水，工作壓力31.5～48MPa、流量400L/mln，本控制組閥的總體尺寸為150×100×40mm。
本例的閥體2設有軸向通孔如圖1、2，及沿軸向分布、接口設于閥體側面、分別與軸向通孔聯通的進液、工作和回液的橫向P、A、O通道25、8、20。在兩端通道P、O之間的相應位置，設有與閥體軸向通孔滑動配合的閥座10，和閥座兩端座體間的O型密封圈15。在閥座的中段A通道的相應位置處，設有溝通閥座內孔與A通道的通道。閥座內孔兩端制有與錐閥芯配合的密封配合面，形成兩個密封副6、11。在閥體P通道所在內孔端段，還裝有與閥體端螺紋相配、制有內端開口盲孔的螺堵1，和其與閥體間的O型密封圈15，螺堵的內端面與閥座的端面相接；在螺堵裝配位置P通道的相應處，亦制有溝通螺堵內孔與P通道的通道；螺堵盲孔內裝有彈簧3，其內端與進液錐芯24的左端面相接。在閥體O通道的相應段設有與之滑動配合的一級活塞套7，和O型圈15，套上設有溝通其內孔與O通道的通道，套內裝有動密封配合的一級活塞13。在本段閥體的端部設有與之螺紋配合的二級活塞螺套17，其內端亦有與閥體相配的O型圈15，內端面與活塞套7右端面相接，并使隔套另端與閥座10右端面相接。二級活塞螺套17左端內孔裝有與一級活塞13接觸相聯的二級活塞19。一級活塞13的左活塞桿端與裝于閥座10右端的回液錐芯6的右端相接。二級活塞螺套17的外端與手動先導閥的輸出端相聯；閥體在一、二級活塞13、16之間為一級活塞控制腔14，在其相應位置設有與電磁先導閥輸出聯接端相配的接口，二級活塞螺套17于此相應位置亦設有溝通其內孔和接口通道的通道。位于閥座10兩端之間裝配位置的錐芯24、19分別設有翼形導向部7、9，與閥座密封面之間的內孔滑動相配。兩導向部軸向端部被此接觸相聯，并使此時兩錐芯密封面間的距離，較閥座密封錐面間的相應距離大12mm；導向部橫截面制成中心間隔為120°角的徑向翼板，在進液閥錐芯錐面之左設有節流阻滯環臺，其外圓柱面與螺套1內孔保持動配合間隙。同樣，在回液錐芯19錐面左側，亦設有節流阻滯環臺，其節流間隙與導向滑動間隙一致，分別構成進液與回液閥的節流動阻滯副4、21，兩副的有效配合長度分別為8和6mm，分布在各自行程的前后段。至此形成本例換向閥的主要結構。本例閥芯導向聯接段還可以制成圓柱側面的板狀，即成兩翼型式，如圖3。使用中常使兩換向閥制成一體，其進回液口分別共用一條進、回液通道與外界相聯，即組成一個有三位四通機能的液控換向組閥，可控制液壓缸、千斤頂協同工作的活塞和活塞桿腔。
工作時，因彈簧3的壓力，使進液錐芯24壓向閥座10左端，P、A通道間的通路被截斷，并由P通道內的高壓使進液閥24、10保持密封狀態；由于錐芯19、24間導向部7、9軸向尺寸的限定，使此時回液錐芯19只能處于開啟的位置。翼形導向部7、9在閥座10內孔所留空間溝通了皆與內孔聯通的A、O通道，即形成本例回液的工作狀態。當電磁先導閥工作，使一級活塞受壓左移時，其左活塞桿推動回液閥芯左移，在消除其導向部與進液錐芯導向部間的間隙后，繼續左移開啟該閥芯24。在開啟的初始階段，翼形導向部的空間和螺套1中的通道，被閥5溝通，使P、A相聯；同時由于此時A、O通道間尚未被回液閥11截斷，故使P、A、O間皆有通路。設于閥芯24、19的節流阻滯環依次與螺套1和閥座10右端段內孔形成節流通道，可首先限制P通道中的高壓液流通過的速度，使P與A間雖有通道，但液流增加不會很快，流量也很少；此時回液閥11處仍有足夠的通道保持回液通過。進一步左移后進液節流阻滯副4的配合結束，通道迅速增大，呈正常通路狀態；而回液節流動阻滯副已先于進液阻滯副分離時即進入配合，呈節流阻滯狀態，雖使回流通道O仍保持與A通道的通路，但流量受節流段的限制迅速減少；同時也制約了隨后進液阻滯副分離、由通道造成P、O通道間的短路泄流。在一級活塞13、回液錐芯19、進液錐芯24左移的中間過程，兩節流段4、21一直處于節流阻滯狀態，如此雖制約了工作所需P、A通道間的流通，但也限制了P、O通道間不需要的短路泄流，并在關斷之前增加了A、O通道間的回流阻力。直至回液閥11、6全部截斷、進液閥5同時完全打開，成P、A通道溝通的情況。當電磁閥斷電無高壓輸出時，彈簧3則使兩錐芯19、24及一級活塞右移復位，在復位過程中兩閥的節流段阻滯，也先后投入工作，但順序相反，仍可始終維持P、O進回液通道間的阻力，減少因尚未關閉進液閥5而使高壓進液向剛開通的回液通道的旁路泄流。直至達到右止點，恢復回液狀態。同樣，當手動先導閥工作時，控制液流使二級活塞10左移、推動一級活塞，此后情形與上述電磁閥的工作一致。
第二實施例與第一例基本結構一致，如圖4、5、6。只是進液錐閥芯的軸心部位以圓柱狀27延伸至閥芯受控端的受控活塞處，并由銷26與活塞13相聯，軸向固定。其間回液閥芯19、活塞13均設有軸向內孔，滑動密封套裝于軸27之上。工作情況仍如第一例，只是在拆裝時，上述部件連同閥座10可成為閥芯總成整體，閥體2則可相應制成整體臺階內孔，從而改善裝配的工藝性。
其中兩錐芯導向部7、9，還可制成板式或四翼式等形式。工作情況仍如前例。
第三實施例與第一例基本相同，如圖7。只是兩閥芯之間的聯接段為頂桿，頂桿亦制成三翼形。各閥芯的導向部則設于閥座兩側，亦設有過流通道。
權利要求
1.剛性錐面對頂液控換向閥包括閥體、與閥體固定相聯的閥座、與閥座形成剛性錐面密封副的閥芯，與閥芯相聯、和閥座滑動配合的導向滑動副，與閥芯相聯接受控制動力的受控段，密封副兩側與被控液路相聯的通道及其接口，聯接密封各部分的部件，其特征在于有兩個所述密封副(5、11)；兩閥芯經聯接段(7、9)相聯，并使兩閥芯密封配合面間最小距離(L)等于，與之相配閥座間的相應距離(l)，和兩密封副中最大正常開啟行程(h)之和。
2.如權利要求1所述換向閥，其特征在于所述導向滑動副(7、9)設于所述兩錐面密封副(5、11)裝配位置之間。
3.如權利要求2所述換向閥，其特征在于組成所述滑動副的閥芯導向段(7、9)還設有聯通閥芯錐面配合面所在空間與導向段所在空間受控通道聯通的過流通道(22)。
4.如權利要求1、2或3所述換向閥，其特征是在受控通道鄰近所述密封副的部分，設有僅存于該副在開啟或關斷過程中，由閥芯和受控通道對應部分形成，其配合間隙不小于相應動配合間隙的節流動阻滯副(4、21)。
5.如權利要求4所述的換向閥，其特征在于所述節流動阻滯副皆設于緊鄰相應錐面密封副(5、11)開始分離或最終形成的行程部分的相應位置。
6.如權利要求5所述換向閥，其特征在于所述兩節流動阻滯副在換向過程中，各自存續的行程之和大于換向閥換向行程。
7.如權利要求1、2、3、5或6所述換向閥，其特征在于所述受控段有兩個或多個接受傳動液的活塞(13、16)，和與之相配的套筒(12、17)，套筒固定于閥體，并設有與傳動液相聯的接口(14、18)。
8.如權利要求4所述換向閥，其特征在于所述受控段有兩或多個接受傳動液的活塞(13、16)，和與之相配的套筒(12、17)，套筒固定于閥體，并設有與傳動液相聯的接口(14、18)。
全文摘要
剛性錐面對頂液控換向閥屬液壓控制閥，含有兩個剛性對頂錐面密封副(5、11)，兩副之間設有可導向的兩閥芯聯接段(7、9)，使兩閥芯配合面間最小距離(L)為兩閥座相應距離(1)與密封副正常的開啟行程(h)之和。并帶有溝通密封副和聯接段相關受控通道的通道(22)。密封副鄰近通道內設有節流動阻滯副(4、11)可基本防止換向中的失控現象，閥芯有兩個受控段(13、16)，適用不同動力。可作為高水基高壓大流量液路的換向閥，使用方便可靠。
文檔編號F16K3/22GK1143724SQ9610774
公開日1997年2月26日 申請日期1996年5月30日 優先權日1996年5月30日
發明者田永順, 續秀忠, 李學謙, 劉珺, 韋文術 申請人:煤炭科學研究總院太原分院