[发明专利]高水基锥阀式电液换向阀

说明书

本发明属于一种液压阀，特别是用于高水基液压系统的电液换向阀。

在液压系统中使用高水基液压介质是当前国内外竞相开发研究的重要课题，由于高水基液压介质的性能特点，必须有相应的液压元件。以往的一些水压机、连续铸钢设备采用的水控制系统通常都是采用如机标JB水压机零部件标准中的手柄操纵的分配器（JB2048-84）或是采用辅助油路操纵单顶缸的系统来控制水介质的主系统（见图1）前者结构难于实现电器或计算机自动控制，后者结构系统复杂，须有油和水两种各自独立的液压系统的动力泵站，由于目前尚未研制出适合于高水基液工作的各种电液转换液压阀，因此，上述油控水系统（图1）或手柄操纵带接力器的分配器系统仍然是目前广泛采用的高水基液压传动形式。

为尽快开发高水基液压传动的应用，近二年来，已研制了适用于高水基介质的插式锥阀及各种功能的先导电磁阀。由两个二通插装方向锥阀与一个二位四通先导电磁阀或分别与两个二位三通先导阀构成各种流量的二位三通或三位三通换向阀，也可由四个插式方向阀芯与四个先导阀构成具有12种机能的四通换向阀，图2即为四个二通插装阀及相应先导阀构成的多机能四通阀组，这种整体分配器结构，对通径小于DN32MM的各种阀门，无论是在外型结构、尺寸大小的重量上都不如油滑阀经济，且加工先导阀的引水孔也较困难，使用先导阀和电磁铁的数量与四通油滑阀相比也成倍增加，电器控制点也增多。

图3，为西德专利IEP-00005818的二个控制位置四通换向阀，图3-a为该阀的构成原理，图3-b为该阀的结构。它是采用二个三位阀（3）、（4）及柱塞控制腔（17、20）和相应先导电磁阀（38、39）构成， 上部一个三位阀（3）的主阀部分与控制柱塞（16）为分离结构，而下面一个三位阀（4）的主阀部分与控制活塞（12）为螺纹连接的刚性连接整体结构，两者不同，不能通用互换，且二个三位阀（3）、（4）的相应结构腔，（3e）为压力水腔，（10）腔为排水腔，而柱塞（16）的（21）腔为排水腔，（4）阀的柱塞顶杆（12）的相应结构腔（15）则为压力水控制腔，这种结构决定了该二位四通换向阀不可能对称同轴布置，只能是上下布置，因而也就不可能作成与油滑阀具有完全相同的安装连接尺寸，而且由柱塞控制腔（17）推动（3）阀关闭5a阀口，及由活塞控制腔（20）推动（4）阀关闭（6a）阀口的力及速度也是不相等的，另一方面，二个三位阀的主阀为整体结构，一旦在供液泵源进液腔P管路（22）失压情况下，液压阀本身不能使进入A腔（或B腔）的压力水封住自锁，该阀必须借助串接在先导阀（38）与控制腔之间的单向阀（45），连接B腔与控制腔（20）之间的节流阀（36）及串接在进水中P（22）通道上的单向阀（41）的联合作用来实现阀门自锁封住压力，结构方法上复杂。由于该阀两个柱塞控制腔（17、20）采用并联控制使机能变化大大减少，尽管也能实现四个位置状态，但其中三个位置的控制功能是重复的，见图3-c，所以该专利换向阀实际上只构成一个具有二个控制位置的四通换向阀，即使采用不同功能先导阀进行组合，都无法实现多功位控制的位置任意变换。因而功能单一，

锥阀根据使用介质不同，可分为油锥阀及水锥阀，两者与油滑阀相比都具有压力损失小，过流量大，切换时间短，寿命长，可实现无泄漏密封关闭等一系列优点，但由于目前尚没有可与油滑阀相互通用的油（或水基）锥阀式电液换向阀，特别是使用量最多是DN10、20通径的阀门，因而在不少新液压系统设计中特别是中小流量系统，为了降低成本和造价，仍然大量采用各种油滑阀，国内众多的油滑阀系统，尽管泄漏严重，由于费用问题也不愿意重新投资全部拆除旧的系统而去采用锥阀结构的层叠式集成阀系统，而对于高水基介质的水压系统，更由于目前没有适用于中小流量的电液换向阀，即使对于小通径DN10的阀门，都不得不采用插装阀构成的分配器结构形式。

本发明的目的是研制与设计一种油基、水基等难燃介质均通用的中小流量换向阀，使之能与油滑阀通用互换，且功能多样，结构简单，使之既能与相应功能油滑阀通用互换，又能以锥阀的许多优点来弥补油滑阀的不足之处，并能满足各种介质的通用性能。