[实用新型]高压气动阀

说明书

技术领域

本实用新型属电气控制领域，特别涉及一种能够快速响应的高压气动阀门装置。

背景技术

在高压泵类产品中经常用到需要快速响应控制流体连通和闭合的阀门装置，阀门响应速度对产品的整体性能有很大影响。

国内外有许多针对高压阀门的研究。例如中国专利申请号为98249945.0的“快速气动阀”，主要由阀体、装有螺钉和弹簧和阀芯活塞、堵塞、储气筒、单向阀、放气阀、扳机、顶针及阀芯和弹簧构成。该专利可用于快速释放高压气流产生较大动力。中国专利申请号为200520104847.0的“一种气动阀门”，主要由阀体、中空活塞、活塞气室、陀螺体和连杆等组成；该阀体的进气端设有活塞装置：中空活塞连接连杆、陀螺体成组件；活塞气室设有2个进气或排气孔；陀螺体的大端平面为阀门的关闭密封平面。该专利利用内藏中空活塞结构，达到流体由中空活塞中空通道轴向流通，并由气室气源的换向达到控制阀门的关启。

这些阀门在一定程度上对现有技术有所改进，但都无法实现快速响应以及高压无压力波动，并且结构复杂，制造难度大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、制造方便、能够在高压流体管路中实现快速响应的气动阀。

本实用新型的技术解决方案是：高压气动阀，包括阀体、活塞、端盖和阀芯；阀体与活塞及两侧的端盖分别形成左右两个封闭的气室，阀体的左右两侧开有通气口分别与左右气室连通；阀体内壁与活塞形成气动密封；阀芯固定安装在活塞中心，随活塞运动；端盖中心开有流体通路，在通路面向阀芯处为锥形开口；所述阀芯为一前端加工成圆锥形的圆柱体，阀芯锥形尖端与流体的流动方向相反，阀芯向流体入口方向移动时可以插入锥形开口将其封闭。

所述活塞所受气体推力面积与流体通路的截面积之比大于500∶1。

所述阀芯前端圆锥形圆柱体的锥角为20～30度，所述端盖上锥形开口的角度比阀芯前端圆锥形圆柱体的锥角大5～10度。

阀体内壁与活塞之间，通过在阀体内壁开密封沟槽安装密封圈外加大挡圈的方式形成气动密封。

阀体与端盖之间，通过在端盖上开密封沟槽安装密封圈的方式形成密封。

活塞与端盖之间，通过密封圈及其两侧小挡圈组合形成密封。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

(1)本实用新型通过设计一种缸筒式活塞机构，在活塞中心固定安装阀芯，在活塞两边的气室交替通入压缩空气，气压推动活塞做直线运动，靠活塞的左右两个极限位置使阀芯执行“开”和“关”两种动作，实现了阀门开闭流路的快速响应。

(2)本实用新型的高压气动阀，通过合理的结构设计，仅包括阀体、活塞、端盖和阀芯几个组件，使制造简单，安装方便，成本较低。

(3)本实用新型设计了锥形结构的阀芯，对应于流体流路上的锥形开口，并通过选取合理的锥角，对流体形成稳定可靠的密封。

(4)本实用新型通过合理设计流体通路的截面积与活塞的受力面积之比，只需在气室中通入6个大气压强的空气压力即可使阀芯封闭100MPa压强的流体。

(5)在本实用新型中，阀芯、活塞以及两侧的端盖之间形成了密封液腔，无论阀芯的状态是开启还是闭合，液腔的容积均不变，可以保持流路压力的稳定，不会造成波动。

(6)本实用新型合理设计了密封结构，通过开密封沟槽、安装O形密封圈以及加挡圈等组合方式，保证了气体和高压液体不被泄露。

附图说明

图1为本实用新型阀开启状态的剖视图；

图2为本实用新型阀关闭状态的剖视图；

图3为阀芯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1、2所示，分别为本实用新型的高压气动阀在开启和关闭状态的剖视图。高压气动阀包括阀体1、活塞2、端盖7和阀芯11。

阀体1为圆筒形，阀体1内壁加工台阶安装的O型密封圈3并加装大挡圈4与圆柱形活塞2构成气体动密封结构；活塞2在两端面开减轻环形槽用以减轻活塞重量；左右两个端盖7台阶上开有沟槽安装O型密封圈8与阀体1形成静密封结构，并使用螺钉13将左右两个端盖7和阀体1固定连接。

左右两个端盖7中心加工通孔作为流体通道，并有流体管路接口14；阀体1与活塞2及左右两个端盖7形成左右两个气室6；活塞2可沿阀体1的轴线进行往复运动，活塞2中心孔固定安装的阀芯11随活塞2运动。

阀芯11的结构如图3所示，为前端加工成圆锥形的圆柱体，锥角为20～30度。本实施例中，锥角为25度。在圆柱上开有四个通孔作为流体通道。阀芯11的材料为peek材料。