[发明专利]气动/液压内磁式位置检测滑阀

说明书

技术领域

本发明属于一种气动/液压换向阀，特别是一种气动/液压内磁式位置检测滑阀。

背景技术

滑柱式气动/液压换向阀是气动/液压方向控制阀中最主要的阀芯结构形式。它是用一个带有台肩的圆柱体，在管状阀套内，沿其轴向移动，来实现气(液)路通断。它具有换向力小、动作灵敏、通用性强等诸多优点。

在目前使用的气动/液压换向阀中，由于缺少小型感应开关一类的传感元件来感应其阀芯的运动状态，而阀本身不能提供其状态监测的信号依据，阀的工作状态(例如换向阀的左/右位状态，通气(液)口开闭状态)无从得知。

目前国内外对此的处理一般是：在阀的出口处安装压力或流量传感器来检测——通过感应换向阀动作前后阀口的压力或者流量变化来判断换向阀的换向情况。这种方法增加了检测的成本以及现场接口加工、安装工序。目前的研究仅局限在对高成本高精度的比例/伺服阀的研究上，在普通的电磁换向阀上感应阀芯动作，仍没有相应产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动/液压内磁式位置检测滑阀，它能利用简单的集成方式和低成本的感应器件，实现对气动/液压换向阀阀芯位置的检测，并输出开关信号，进而可用于阀的故障检测、气动/液压系统元件状态监控等工业需求。

实现本发明目的的技术解决方案为：本发明气动/液压内磁式位置检测滑阀，包括阀体、带轴肩的圆柱体阀芯和换向控制的电磁铁，阀芯安装在阀体内，电磁铁安装在阀体的两端，其特征在于：在阀芯的两端面或非轴肩部分的圆柱面上安装永磁铁磁环，并在阀体外对应阀芯的极限位置处固定磁性开关，实现对气动/液压内磁式位置检测滑阀左右位工作状态的检测；永磁铁磁环、磁性开关彼此成对地构成磁场检测装置，在工作过程中，阀芯的左右换向移动使对应的感应器件磁性开关因感应不到磁场而使输出信号呈电平高/低的反复变化，使用数据采集装置采集磁性开关的输出信号即可实现对阀芯位置的监控与电磁阀的故障检测。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)使用本发明，能较容易地实现对气动/液压换向阀阀芯位置的检测，并输出开关信号，减少了气动/液压系统状态监控的难度。(2)本发明可适用各型号的气动/液压换向阀，包括二位二通阀、二位三通阀、二位四/五通阀、三位四/五通阀等等，通用性强。(3)利用本发明磁性开关所提供的输出信号，可以使用PLC(可编程逻辑控制器)、监控计算机、嵌入式执行器件对气动/液压换向阀的阀芯状态进行监测，并可以用于换向阀的故障检测与诊断。(4)在配合PLC或者嵌入式系统等监控技术的情况下，使用本发明可以实现电磁阀的故障自动报警功能，或者如果回路发生了故障，则可以在极短的时候内判定是否为电磁阀所导致的故障。

附图说明

图1、图2为2-3位3-5通滑柱式气动/液压换向阀的原理结构、阀芯外形以及对应图形符号示意图，其中由于四通换向阀实际上为对应五通换向阀的R1与R2两个排气(液)口内部导通而只引出一个R口而成，故不列出。其中，图a、b、c分别为二位三通阀的左、右位状态及其图形符号，图d、e、f分别为二位五通阀的左、右位状态及其图形符号；图g、h、i、j分别为一个三位五通阀的左位、右位、中位(中封型)示意图及其图形符号。

图3为将磁环置于一个二位五通换向阀左右端面时的结构示意图，磁性开关紧固于阀体外壁上，其中，1-磁环I，2-磁性开关A，3-阀体，4-阀芯，5-磁环II，6-磁性开关B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明包括集成永磁体的阀芯以及外部磁场感应器件两部分。其中，集成永磁体的阀芯部分是通过在滑柱式阀芯上特定部位安装一个环形的钕铁硼永磁铁而得。外部磁场感应器件则采用磁性开关传感器，它是一种非接触式的接近开关。磁性开关是通过检测磁场的接近然后产生开关信号输出来实现对磁性物体的检测的。以一个二位的滑柱式气动换向阀为例(即阀芯仅有最左端和最右端两个固定位置)，如果永磁铁磁环安装于阀芯的两端面上，而阀体外侧两端各有一个磁性开关传感器，固定于阀体外壳上的磁场信号的极限位置；阀芯处于最左端时，左端磁性开关输出信号，稍有偏离时无输出；右端亦然。

在本气动/液压内磁式位置检测滑阀工作时，两磁性开关均通上工作电源，不妨设阀芯初始位置为最左端，此时左侧的磁性开关A检测到左端的磁环I的磁场，则A有输出信号(输出1)，右端磁性开关B由于此时阀芯未位于最右端，检测不到右端磁环II的磁场，则B无输出信号(输出0)。而若换向阀实行换向，即阀芯从最左端位置移动至最右端，此时磁性开关A则检测不到磁环I的磁场，输出信号变为0；磁性开关B能检测到磁环II的磁场，输入信号变为1。