專利名稱：高壓氣動開關控制閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高壓氣動開關控制閥，是一種應用于高壓氣體動力系統(tǒng)容積膨脹減壓控制方面的高壓氣動開關閥。
背景技術：
在背景技術領域中，與本發(fā)明最為接近的是常規(guī)氣動系統(tǒng)的氣動開關控制閥。盡管目前技術比較成熟，但國內外現(xiàn)有的氣動開關控制閥只能應用于系統(tǒng)壓力低于3MPa的氣動系統(tǒng)中，而且多用于小流量控制。目前，尚未見高于3MPa的大流量高壓氣動開關閥產(chǎn)品。
高壓氣體作為動力，常規(guī)的減壓控制方法是采用節(jié)流型的壓力調節(jié)裝置，這對于間歇工作、只對功能性有要求的氣動系統(tǒng)是合理的。但對于連續(xù)工作、動力性能要求高的氣動系統(tǒng)，就必須考慮能量利用的經(jīng)濟性，而節(jié)流控制是一種不可逆的能量變化過程，存在較大的能量損失，不利于系統(tǒng)的高效利用。因此高壓氣動動力系統(tǒng)需要采用減壓節(jié)能效果更好的容積膨脹減壓控制方式，高壓氣動開關閥是高壓氣體容積膨脹減壓控制系統(tǒng)中重要的控制元件。但由于氣體的低粘性、低潤滑性，高壓氣體的密封難度遠高于高壓液體，動密封副之間的摩擦也比較嚴重，這些都使得高壓氣動開關閥的研究與應用受到限制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供適合于高壓大流量氣動動力、容積減壓控制的高壓氣動開關控制閥。
本發(fā)明采用的技術方案是它包括電磁先導閥部分和主閥部分，其中3)電磁先導閥部分電磁先導閥采用耐高壓的電磁球閥；4)主閥部分包括閥蓋部分，錐閥心部分，閥套部分，閥體部分，其中①閥蓋部分包括閥蓋上開有一端與電磁先導閥連通的、另一端與閥體的控制氣體引出通道連通的控制氣體進氣通道，閥蓋上開有一端與電磁先導閥連通的、另一端與閥體的卸壓口連通的控制氣體排氣卸壓通道，閥蓋上開有一端與電磁先導閥連通的、另一端與錐閥心上端控制腔連通的控制氣體輸出通道，閥蓋上端面與電磁先導閥連接，閥蓋下端面的中部安裝在閥體內與閥體端面連接；②錐閥心部分包括錐閥心、安裝在錐閥心錐部的密封圈、裝在錐閥心孔中的預緊彈簧，錐閥心安裝在閥套內；③閥套部分包括閥套、分別安裝在閥套外槽中的上密封圈、擋圈，中密封圈、擋圈，下密封圈、擋圈，安裝在閥套內槽中的密封圈，閥套上端裝在蓋孔中、中部和下部裝在閥體內，套閥下端的錐形孔與錐閥心錐面配合并于底面通道與閥體的進氣口連通，套閥開有呼吸孔與閥體的卸壓口連通；④閥體部分閥體上開有控制氣體引出通道，卸壓口，出氣口，進氣口。
錐閥心和閥套是高壓氣動開關控制閥進行開關控制的兩個主要零件，它們組成高壓氣動開關控制閥的動密封副。通過控制錐閥心與閥套之間的錐形密封面的接觸與分離實現(xiàn)主閥通道的關和開；錐閥心與閥套之間的圓周密封面構成開關閥的滑動密封副，用于保證控制腔室以及錐閥心在運動過程中的密封。錐閥心的上、下端設計成不同的有效作用面積，用以保證先導閥控制高壓氣體驅動主閥實現(xiàn)開和關；錐閥心的一端設計成錐面并附有硫化橡膠與閥套的密封錐面接合保證主閥開關通道的密封；錐閥心與閥套之間的圓周面動密封通過聚四氟乙烯組合密封圈保證。組合密封圈由橡膠O形圈和聚四氟乙烯密封環(huán)組成。采用聚四氟乙烯材料作為摩擦副，可以減小摩擦阻力和磨損；橡膠O形圈的彈性變形用于提供和補償密封面之間的接觸壓力，從而保證動密封效果良好。錐閥心的錐面附有硫化橡膠，橡膠與密封面接合時可以補償由于加工精度和同心度誤差造成的間隙，防止高壓氣體的穿漏和滲漏。閥套上設有與低壓連通的呼吸孔。呼吸孔的作用是消除閉死容積對錐閥心的開、關狀態(tài)的影響，保證主閥按控制要求實現(xiàn)正常的開、關。
本發(fā)明具有的優(yōu)點是結構設計簡單、緊湊，密封設計性能可靠，采用電子信號控制高壓大流量氣體，操作方便，易于實現(xiàn)自動控制，氣體流通過程中的節(jié)流損失小，適合于高壓大流量氣動動力系統(tǒng)和氣動回路的開關控制。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是錐閥心結構示意圖；圖4是閥套結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，所述的高壓氣動開關閥由電磁先導閥部分31和主閥部分組成。先導閥部分與主閥部分通過內六角螺釘33聯(lián)接。先導閥部分采用密封性好且耐高壓的電磁球閥。主閥部分由閥蓋1、錐閥心16、閥套20、閥體21等幾部分組成。
閥蓋部分包括如圖1、圖2所示，安裝在閥蓋1上的絲堵2和絲堵28，安裝在閥蓋1上的密封圈3，安裝在閥蓋1上的密封圈6和擋圈7，控制氣體進氣通道29和控制氣體排氣卸壓通道30。閥蓋1安裝在閥體21內，通過內六角螺釘32緊密聯(lián)接；閥蓋1與閥體21之間通過密封圈6和擋圈7密封；閥蓋1與閥套20之間通過密封圈4和擋圈5密封。
錐閥心部分包括如圖3(a)、(b)所示結構的錐閥心16和安裝在錐閥心16上的聚四氟乙烯組合密封圈8。錐閥心16上、下端有效作用面積不同，用以保證先導閥控制高壓氣體驅動主閥實現(xiàn)開和關；錐閥心16的一端是錐面并附有硫化橡膠的密封圈34與閥套20的密封錐面接合保證密封，另一端加工成深孔用于安裝預緊彈簧9；錐閥心16與閥套20之間的圓周面動密封通過聚四氟乙烯組合密封圈8和聚四氟乙烯組合密封圈12保證。組合密封圈由橡膠O形圈和聚四氟乙烯密封環(huán)組成。采用聚四氟乙烯材料作為摩擦副，可以減小摩擦阻力和磨損，橡膠O形圈的彈性變形用于提供和補償密封面之間的接觸壓力，從而保證動密封效果良好。錐閥心的錐面附有硫化橡膠34，橡膠與密封面接合時可以補償由于加工精度和同心度誤差造成的間隙，防止高壓氣體的穿漏和滲漏。
閥套部分包括如圖4(a)、(b)所示結構的閥套20，安裝在閥套20上的密封圈4和擋圈5，安裝在閥套20上的密封圈13和擋圈14，安裝在閥套20上的密封圈18和擋圈19，安裝在閥套20上的聚四氟乙烯組合密封圈12，與低壓連通的呼吸孔10，高壓氣體的側面通道15和底面通道25。閥套20安裝在閥體21內，閥套與閥體之間的圓周面密封是靜密封，通過密封圈13、擋圈14和密封圈18、擋圈19來保證密封效果良好。呼吸孔10的作用是消除閉死容積對錐閥心的開、關的影響，保證主閥按控制要求實現(xiàn)正常的開、關。
閥體部分包括如圖1所示，安裝在閥體21上的大絲堵23，小絲堵24和密封塞27，進氣口22，出氣口17，卸壓口11和控制氣體引出通道26。密封塞27的作用是當高壓氣動開關閥采用外控方式工作時，用于堵塞內部高壓控制氣體引出通道26，以便引入外部控制氣體對高壓氣動開關閥進行控制；如果采用內控方式工作時，必須卸掉密封塞27，保證內部控制氣體引出通道26暢通，從而內部控制氣體對高壓氣動開關閥進行控制。
彈簧9一端裝入錐閥心16的深孔內，另一端裝入閥蓋1上的彈簧座孔內；彈簧9安裝時帶有預壓縮量，用于保證錐閥心16與閥套20之間的錐面初始密封。
組裝高壓氣動開關控制閥時，如果保留閥蓋1上的絲堵28，卸掉閥體21內的密封塞27，則高壓氣動開關閥為內控型；如果保留閥體21內的密封塞27，卸掉閥蓋1上的絲堵28并引入高壓控制氣體，則高壓氣動開關閥為外控型。因此，根據(jù)密封塞和絲堵在高壓氣動開關閥組裝時的選取和搭配，高壓氣動開關控制閥可分為內控型和外控型；這些保證了所述的高壓氣動開關控制閥能夠可靠地應用于高壓氣動系統(tǒng)的開關控制，使氣體通過時產(chǎn)生較小的節(jié)流損失。本發(fā)明的工作原理是若采用內控型工作時，保留閥蓋1上的絲堵28，卸掉閥體21內的密封塞27，進氣口22通過接頭與氣源聯(lián)接，出氣口17通過接頭和管線與容積膨脹減壓裝置聯(lián)接，卸壓口11可聯(lián)接消聲器。若電磁先導閥接收到控制信號將高壓氣體控制通道打開，錐閥上部腔室充入與錐閥下部腔室壓力相同的高壓氣體，由于錐閥上部有效作用面積大于錐閥下部有效作用面積，則錐閥在壓力差和彈簧力的作用下克服密封副的摩擦阻力，將錐閥壓下，密封錐面保持緊密接合，將主閥通道切斷，開關閥處于關閉狀態(tài)。若電磁先導閥接收到控制信號將高壓氣體控制通道關閉，卸壓通道打開，錐閥上部腔室氣體通過卸壓口11排出，錐閥下部腔室保持高壓氣體壓力，此壓力作用在錐閥下部，則錐閥在該力作用下克服彈簧力和密封副的摩擦阻力，將錐閥推到上部，密封錐面開啟，將主閥通道打開，開關閥處于打開狀態(tài)。
若采用外控型工作時，只需保留閥體21內的密封塞27，卸掉閥蓋1上的絲堵28并引入高壓控制氣體，其它連接方式和控制工作原理與采用內控方式工作時相同。
權利要求
1.高壓氣動開關控制閥，其特征在于它包括電磁先導閥部分和主閥部分，其中1)電磁先導閥部分電磁先導閥(31)采用耐高壓的電磁球閥；2)主閥部分包括閥蓋部分，錐閥心部分，閥套部分，閥體部分，其中①閥蓋部分包括閥蓋(1)上開有一端與電磁先導閥(31)連通的、另一端與閥體(21)的控制氣體引出通道(26)連通的控制氣體進氣通道(29)，閥蓋(1)上開有一端與電磁先導閥(31)連通的、另一端與閥體(21)的卸壓口(11)連通的控制氣體排氣卸壓通道(30)，閥蓋(1)上開有一端與電磁先導閥(31)連通的、另一端與錐閥心(16)上端控制腔(36)連通的控制氣體輸出通道(35)，閥蓋(1)上端面與電磁先導閥(31)連接，閥蓋(11)下端面的中部安裝在閥體(21)內與閥體(21)端面連接；②錐閥心部分包括錐閥心(16)、安裝在錐閥心(16)錐部的密封圈(34)、裝在錐閥心(16)孔中的預緊彈簧(9)，錐閥心(16)安裝在閥套(20)內；③閥套部分包括閥套(20)、分別安裝在閥套(20)外槽中的上密封圈、擋圈(4)、(5)，中密封圈、擋圈(13)、(14)，下密封圈、擋圈(18)、(19)，安裝在閥套(20)內槽中的組合密封圈(12)，閥套(20)上端裝在閥蓋(1)孔中、中部和下部裝在閥體(21)內，閥套(20)下端的錐形孔與錐閥心(16)錐面配合并于底面通道(25)與閥體(21)的進氣口(22)連通，閥套(20)開有呼吸孔(10)與閥體(21)的卸壓口(11)連通；④閥體部分閥體(21)上開有控制氣體引出通道(26)，卸壓口(11)，出氣口(17)，進氣口(22)。
全文摘要
一種高壓氣動開關控制閥,由電磁先導閥部分和主閥部分組成;先導閥部分采用耐高壓的電磁球閥;主閥部分主要由閥蓋、錐閥心、閥套、閥體幾部分組成;錐閥心的錐形密封面是主閥的開關通道密封面,采用硫化橡膠保證了主密封面的密封性能;錐閥的上、下端具有不同的有效作用面積,保證了電磁先導閥能夠按控制信號的要求控制高壓氣動開關閥的主閥實現(xiàn)開和關;錐閥與閥套之間的圓周面密封采用聚四氟乙烯組合密封,保證了動密封摩擦副之間能夠密封又能使錐閥心開關運動時的摩擦阻力較小;根據(jù)密封塞和絲堵在高壓氣動開關閥組裝時的選取和搭配,可分為內控型和外控型。本發(fā)明結構簡單、緊湊,密封性能可靠,采用電子信號控制高壓大流量氣體,操作方便,易于實現(xiàn)自動控制,氣體流通過程中的節(jié)流損失小,適合于高壓大流量氣動動力系統(tǒng)和氣動回路的開關控制。
文檔編號F16K31/06GK1386992SQ0211184
公開日2002年12月25日 申請日期2002年5月24日 優(yōu)先權日2002年5月24日
發(fā)明者王宣銀, 賈光政, 陳鷹, 陶國良, 許宏, 劉昊, 吳根茂 申請人:浙江大學