專利名稱：高壓氣動閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬電氣控制領(lǐng)域，特別涉及一種能夠快速響應的高壓氣動閥門裝置。
背景技術(shù)：
在高壓泵類產(chǎn)品中經(jīng)常用到需要快速響應控制流體連通和閉合的閥門裝置，閥門 響應速度對產(chǎn)品的整體性能有很大影響。國內(nèi)外有許多針對高壓閥門的研究。例如中國專利申請?zhí)枮?8M9945. 0的“快速 氣動閥”，主要由閥體、裝有螺釘和彈簧和閥芯活塞、堵塞、儲氣筒、單向閥、放氣閥、扳機、頂 針及閥芯和彈簧構(gòu)成。該專利可用于快速釋放高壓氣流產(chǎn)生較大動力。中國專利申請?zhí)枮?200520104847. 0的“一種氣動閥門”，主要由閥體、中空活塞、活塞氣室、陀螺體和連桿等組 成；該閥體的進氣端設(shè)有活塞裝置中空活塞連接連桿、陀螺體成組件；活塞氣室設(shè)有2個 進氣或排氣孔；陀螺體的大端平面為閥門的關(guān)閉密封平面。該專利利用內(nèi)藏中空活塞結(jié)構(gòu)， 達到流體由中空活塞中空通道軸向流通，并由氣室氣源的換向達到控制閥門的關(guān)啟。這些閥門在一定程度上對現(xiàn)有技術(shù)有所改進，但都無法實現(xiàn)快速響應以及高壓無 壓力波動，并且結(jié)構(gòu)復雜，制造難度大。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造 方便、能夠在高壓流體管路中實現(xiàn)快速響應的氣動閥。本實用新型的技術(shù)解決方案是高壓氣動閥，包括閥體、活塞、端蓋和閥芯；閥體 與活塞及兩側(cè)的端蓋分別形成左右兩個封閉的氣室，閥體的左右兩側(cè)開有通氣口分別與左 右氣室連通；閥體內(nèi)壁與活塞形成氣動密封；閥芯固定安裝在活塞中心，隨活塞運動；端蓋 中心開有流體通路，在通路面向閥芯處為錐形開口 ；所述閥芯為一前端加工成圓錐形的圓 柱體，閥芯錐形尖端與流體的流動方向相反，閥芯向流體入口方向移動時可以插入錐形開 口將其封閉。所述活塞所受氣體推力面積與流體通路的截面積之比大于500 1。所述閥芯前端圓錐形圓柱體的錐角為20 30度，所述端蓋上錐形開口的角度比 閥芯前端圓錐形圓柱體的錐角大5 10度。閥體內(nèi)壁與活塞之間，通過在閥體內(nèi)壁開密封溝槽安裝密封圈外加大擋圈的方式 形成氣動密封。閥體與端蓋之間，通過在端蓋上開密封溝槽安裝密封圈的方式形成密封?；钊c端蓋之間，通過密封圈及其兩側(cè)小擋圈組合形成密封。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是(1)本實用新型通過設(shè)計一種缸筒式活塞機構(gòu)，在活塞中心固定安裝閥芯，在活塞 兩邊的氣室交替通入壓縮空氣，氣壓推動活塞做直線運動，靠活塞的左右兩個極限位置使 閥芯執(zhí)行“開”和“關(guān)”兩種動作，實現(xiàn)了閥門開閉流路的快速響應。[0014](2)本實用新型的高壓氣動閥，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，僅包括閥體、活塞、端蓋和閥 芯幾個組件，使制造簡單，安裝方便，成本較低。(3)本實用新型設(shè)計了錐形結(jié)構(gòu)的閥芯，對應于流體流路上的錐形開口，并通過選 取合理的錐角，對流體形成穩(wěn)定可靠的密封。(4)本實用新型通過合理設(shè)計流體通路的截面積與活塞的受力面積之比，只需在 氣室中通入6個大氣壓強的空氣壓力即可使閥芯封閉lOOMI^a壓強的流體。(5)在本實用新型中，閥芯、活塞以及兩側(cè)的端蓋之間形成了密封液腔，無論閥芯 的狀態(tài)是開啟還是閉合，液腔的容積均不變，可以保持流路壓力的穩(wěn)定，不會造成波動。(6)本實用新型合理設(shè)計了密封結(jié)構(gòu)，通過開密封溝槽、安裝O形密封圈以及加擋 圈等組合方式，保證了氣體和高壓液體不被泄露。

圖1為本實用新型閥開啟狀態(tài)的剖視圖；圖2為本實用新型閥關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖；圖3為閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。如圖1、2所示，分別為本實用新型的高壓氣動閥在開啟和關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖。高 壓氣動閥包括閥體1、活塞2、端蓋7和閥芯11。閥體1為圓筒形，閥體1內(nèi)壁加工臺階安裝的O型密封圈3并加裝大擋圈4與圓 柱形活塞2構(gòu)成氣體動密封結(jié)構(gòu)；活塞2在兩端面開減輕環(huán)形槽用以減輕活塞重量；左右 兩個端蓋7臺階上開有溝槽安裝O型密封圈8與閥體1形成靜密封結(jié)構(gòu)，并使用螺釘13將 左右兩個端蓋7和閥體1固定連接。左右兩個端蓋7中心加工通孔作為流體通道，并有流體管路接口 14 ；閥體1與活 塞2及左右兩個端蓋7形成左右兩個氣室6 ；活塞2可沿閥體1的軸線進行往復運動，活塞 2中心孔固定安裝的閥芯11隨活塞2運動。閥芯11的結(jié)構(gòu)如圖3所示，為前端加工成圓錐形的圓柱體，錐角為20 30度。本 實施例中，錐角為25度。在圓柱上開有四個通孔作為流體通道。閥芯11的材料為peek材 料。左右端蓋7的中心有一段圓柱形的軸插入活塞2的中心孔內(nèi)，并在軸和中心孔之 間安裝有O型密封圈10和擋圈9，形成滑動密封結(jié)構(gòu)，同時密封液腔12的液流體和氣室6 的氣體，使氣體液體相互隔開?；钊?兩端靠螺紋安裝活塞堵蓋15，防止0型密封圈10和 擋圈9滑出；在左右端蓋7的圓柱形的軸前端開有面向閥芯11的錐形開口，錐形開口的錐 角比閥芯11前端圓錐形圓柱體的錐角大5 10度。本實施例中該錐角為30度。閥芯11與活塞2中心孔和左右端蓋7的錐形開口構(gòu)成了一個液腔12。在閥體1 筒壁對應左右兩個氣室6的位置開有兩個通氣口 5，用兩條管路連接一個兩位兩通電磁閥。閥體1與端蓋7之間，通過在端蓋7上開密封溝槽安裝密封圈的方式形成密封?；?塞2與端蓋7之間，通過密封圈及其兩側(cè)小擋圈組合形成密封。[0030]閥工作時，在電磁閥控制下，壓縮空氣經(jīng)右通氣口進入右氣室，推動活塞2向左滑 動，同時閥芯11隨活塞2運動，閥芯11的錐體插入左端蓋7的錐形開口內(nèi)，此狀態(tài)為閥關(guān) 閉。由于氣體對活塞2的持續(xù)推力，閥保持關(guān)閉狀態(tài)。在電磁閥控制下，壓縮空氣經(jīng)左通氣 口進入左氣室，同時右氣室的氣壓卸掉，活塞2向右滑動，并且閥芯11隨活塞2運動，閥芯 11的錐體會遠離左端蓋7的錐形孔，此狀態(tài)為閥開啟。由于氣體對活塞2的持續(xù)推力，閥 保持開啟狀態(tài)。閥芯11進行開啟和閉合的狀態(tài)改變時，液腔12容積不變，流路壓力保持恒 定。閥芯11所受液體的推力與活塞2所受氣體推力為一對反作用力?；钊?所受氣體 推力面積與流體通路的截面積之比應大于500 1。本實施例中，該比例為800 1。經(jīng)試 驗驗證，本實施例中，只需在氣室6中通入6個大氣壓強的空氣壓力即可使閥芯封閉IOOMPa 壓強液體。當然，對本實用新型的各組成部件、位置關(guān)系及連接方式在不改變其功能的情況 下，進行的等效變換或替代，也落入本實用新型的保護范圍。本實用新型說明書未公開的技術(shù)屬本領(lǐng)域公知技術(shù)。
權(quán)利要求1.高壓氣動閥，其特征在于包括閥體(1)、活塞O)、端蓋(7)和閥芯(11)；閥體(1) 與活塞( 及兩側(cè)的端蓋(7)分別形成左右兩個封閉的氣室，閥體(1)的左右兩側(cè)開有通 氣口分別與左右氣室連通；閥體(1)內(nèi)壁與活塞( 形成氣動密封；閥芯(11)固定安裝在 活塞( 中心，隨活塞( 運動；端蓋(7)中心開有流體通路，在通路朝向閥芯(11)處為錐 形開口 ；所述閥芯(11)為一個前端加工成圓錐形的圓柱體，閥芯(11)錐形尖端與流體的流 動方向相反，閥芯(11)向流體入口方向移動時可以插入錐形開口將其封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動閥，其特征在于所述活塞(2)所受氣體推力面積與流 體通路的截面積之比大于500 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動閥，其特征在于所述閥芯(11)前端圓錐形圓柱體的錐 角為20 30度，所述端蓋(7)上錐形開口的角度比閥芯(11)前端圓錐形圓柱體的錐角大 5 10度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動閥，其特征在于所述閥體⑴內(nèi)壁與活塞(2)之間，通 過在閥體(1)內(nèi)壁開密封溝槽安裝密封圈外加大擋圈的方式形成氣動密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動閥，其特征在于所述閥體(1)與端蓋(7)之間，通過在 端蓋(7)上開密封溝槽安裝密封圈的方式形成密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓氣動閥，其特征在于所述活塞( 與端蓋(7)之間，通過密 封圈及其兩側(cè)小擋圈組合形成密封。
專利摘要本實用新型公開了一種用于電氣控制領(lǐng)域能夠快速響應的高壓氣動閥，包括閥體、活塞、端蓋和閥芯；閥體與活塞及兩側(cè)的端蓋分別形成左右兩個封閉的氣室，閥體內(nèi)壁與活塞形成氣動密封，閥芯固定安裝在活塞中心，隨活塞運動，端蓋中心開有流體通路，在通路面向閥芯處為錐形開口，閥芯為一前端加工成圓錐形的圓柱體，閥芯錐形尖端與流體的流動方向相反，閥芯向流體入口方向移動時可以插入錐形開口將其封閉。本實用新型通過缸筒式活塞機構(gòu)，在活塞中心固定安裝閥芯，在活塞兩邊的氣室交替通入壓縮空氣，氣壓推動活塞做直線運動，靠活塞的左右兩個極限位置使閥芯執(zhí)行“開”和“關(guān)”兩種動作，實現(xiàn)了閥門開閉流路的快速響應。
文檔編號F16K31/122GK201866260SQ20102060798
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者宗文波, 李強, 楊丹, 殷參, 耿存隆, 韓建超 申請人:北京星達技術(shù)開發(fā)公司