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1、(10)申请公布号 CN 102797901 A (43)申请公布日 2012.11.28 C N 1 0 2 7 9 7 9 0 1 A *CN102797901A* (21)申请号 201210310560.8 (22)申请日 2012.08.27 F16K 31/06(2006.01) F16K 11/10(2006.01) (71)申请人湘潭大学 地址 411105 湖南省湘潭市羊牯塘 (72)发明人刘金刚 祝建仁 杨世平 谭志飞 (54) 发明名称 一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀 (57) 摘要 本发明公开了一种双向、小体积、低泄漏高压 电磁换向阀，该小型高压电磁阀采用先导式。
2、结构， 先导级采用锥阀结构，主阀级采用非金属软密封 的滑阀结构，采用单向阀阻尼总成自动完成主阀 芯容腔压力源切换，实现高压介质的双向流动。本 发明的有益效果是：1、采用先导式插装结构，可 以应用于高压、大流量、小空间的场合；2、两个工 作油口H口和P口分别通过两个单向阀阻尼总成 与主阀芯下腔相连，主阀平衡压力来自压力较大 的工作油口，可以实现介质的双向流动；3、基本 上无泄漏、磨损较小，使用寿命长。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种双。
3、向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：在电磁铁壳体(11)的上端 开有手动调压螺栓孔(13)，在电磁铁壳体(11)的下端有电磁铁壳体安装支架(6)，在手动 调压螺栓孔(13)有手动调压螺栓(12)，电磁线圈(15)通过线圈安装支架(19)装在电磁铁 壳体(11)内，电磁线圈(15)用塑封胶(7)塑封在电磁铁壳体(11)内，电磁铁驱动插针(9) 接在电磁线圈(15)上；在电磁线圈(15)中装有衔铁套筒(8)，衔铁(16)装在衔铁套筒(8) 中；手动调压弹簧(11)上下两端分别与手动调压螺栓(12)和衔铁(16)上端相连；主阀座 (24)与电磁铁壳体(11)连接，在主阀座(24)的上端与线。
4、圈安装支架(19)之间有调整垫圈 (20)，在主阀座(24)侧壁开有回油口O口(5)，在主阀座(24)下端开有工作油口H口(27) 和工作油口P口(28)；在主阀座(24)中有导阀座(4)，在导阀座(4)侧壁开有回油孔(29)， 在导阀座(4)底侧开有阀座孔(33)；在导阀座(4)中有导阀阀芯(23)，导阀阀芯(23)与导 阀座(4)侧壁之间设有导阀阀芯定位胶膜(21)，衔铁传力弹簧(17)上端顶在衔铁(16)的 下端，衔铁传力弹簧(17)下端压在导阀阀芯(23)上，导阀阀芯(23)的下端与导阀座(4) 之间设有导阀阀芯回位弹簧(22)；在导阀阀芯(23)的下方有主阀芯(25)，主阀芯(25)。
5、可 以在导阀阀座(4)和主阀座(24)之间自由移动，在主阀阀芯(25)上开有P口连通孔(34) 和H口连通孔(26)，在P口连通孔(34)和H口连通孔(26)装有单向阀阻尼总成(1)，P口 连通孔(34)与工作油口P口(28)连通，H口连通孔(26)与工作油口H口(27)连通。 2.根据权利要求1所述的一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：单 向阀阻尼总成(1)包括单向锥阀阀座(29)，单向锥阀(31)和单向锥阀复位弹簧(32)，在单 向锥阀(31)上开有单向锥阀阻尼孔(30)；单向锥阀(31)直径为3mm，单向锥阀阻尼孔(30) 直径为0.5mm。 3.根据权利要求1所述的一种。
6、双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：导 阀座(4)底侧的阀座孔(33)直径为1.2mm并与锥形的导阀阀芯(23)相配合。 4.根据权利要求1所述的一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：主 阀芯(25)与主阀座(24)之间环面采用主阀阀芯O型密封圈(2)密封。 5.根据权利要求1所述的一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：线 圈安装支架(19)与电磁铁壳体(11)的塑封胶(7)之间环面采用线圈安装支架O型密封圈 (18)密封。 6.根据权利要求1所述的一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，其特征在于：电 磁线圈(15)的塑封胶(7)上端与电磁铁壳体(11。
7、)之间接触面采用电磁线圈O型密封圈 (14)密封。 权 利 要 求 书CN 102797901 A 1/3页 3 一种双向、 小体积、 低泄漏高压电磁换向阀 技术领域 0001 本发明涉及一种高压电磁阀，尤其是压力达到40MPa、介质流向为双向的小体积电 磁换向阀。 背景技术 0002 随着科学技术的发展，液压和气动系统的压力越来越高，同时自动化程度也越来 越高，以高压空气作为工作介质的高压气动系统因其独有的功率密度高、瞬间膨胀性大、爆 发力强、温度适应范围广等特性而在航天航空、舰船、高压气源车、工程机械等领域中得到 应用。在航空、航天以及一些特殊领域，随着科学技术的不断发展，新材料、新工艺的。
8、应用， 高压气源系统的工作压力不断提高，有的高压气源系统的工作压力已达70MPa。舰船潜水 器的压载水舱吹除、加压舱升压、潜水员呼吸气瓶充气及管路冲洗等均需要高压空气，随着 舰船压缩空气技术的发展，舰船上开始应用40MPa高压空气系统。高压气源车作为一种新 能源汽车，其气源压力也达到了30MPa。工程机械如液压挖掘机、起重机、液压混凝土泵车 等，其液压系统的压力已经发展到了30-40MPa。电磁阀作为液压和气动系统常用的控制 元件，其性能要求越来越高，根据上述使用条件的要求，上述先进装备的的发展，需要一种 30-40MPa的高压电磁阀，同时由于空间和动力源的限制，需要该电磁阀具备小体积、小外泄。
9、 漏量、振动适应性强等特殊功能；在一些特殊的场合，需要实现传动介质的双向流动。 0003 由于受到传动介质物理性质、高压密封、驱动机构、制造工艺等难题的制约，目前 市场上鲜有高压小体积电磁阀。目前市场上出售的产品在体积、泄漏量、介质流向、耐环境 方面均达不到上述领域的使用要求。目前市场上的电磁阀产品，在介质流向上分为单向和 双向两种，其中单向电磁阀为锥阀或球阀结构，其密封性较好，泄漏小，但由于其结构限制， 其介质流向只能是单向；双向电磁阀为滑阀结构，该类电磁阀可以通过多位多通结构实现 介质的双向流动，但由于阀芯阀孔之见必须存在一定的间隙(保证阀芯的顺利移动)，其密 封性能较差，泄漏大。综上所述。
10、，当前市场上的电磁阀存在以下几点不足：1、电磁换向锥阀， 只能实现介质的单向流动；2、电磁换向滑阀，密封性能较差，泄漏大；3、当前的电磁阀体积 较大、压力等级小，在高压和小空间的应用场合受到很大的限制。 发明内容 0004 本发明的目的是为了解决现有的电磁阀因介质流向、体积、泄漏量较大等问题，提 供一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀。 0005 本发明的目的是通过如下方式实现的：一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向 阀，在电磁铁壳体的上端开有手动调压螺栓孔，在电磁铁壳体的下端有电磁铁壳体安装支 架，在手动调压螺栓孔有手动调压螺栓，电磁线圈通过线圈安装支架装在电磁铁壳体内，电 磁线圈用塑封胶。
11、塑封在电磁铁壳体内，电磁铁驱动插针接在电磁线圈上；在电磁线圈中装 有衔铁套筒，衔铁装在衔铁套筒中；手动调压弹簧上下两端分别与手动调压螺栓和衔铁上 端相连；主阀座与电磁铁壳体连接，在主阀座的上端与线圈安装支架之间有调整垫圈，在主 说 明 书CN 102797901 A 2/3页 4 阀座侧壁开有回油口O口，在主阀座下端开有工作油口H口和工作油口P口；在主阀座中有 导阀座，在导阀座侧壁开有回油孔，在导阀座底侧开有阀座孔；在导阀座中有导阀阀芯，导 阀阀芯与导阀座侧壁之间设有导阀阀芯定位胶膜，衔铁传力弹簧上端顶在衔铁的下端，衔 铁传力弹簧下端压在导阀阀芯上，导阀阀芯的下端与导阀座之间设有导阀阀芯回位弹。
12、簧； 在导阀阀芯的下方有主阀芯，主阀芯可以在导阀阀座和主阀座之间自由移动，在主阀芯上 开有P口连通孔和H口连通孔，在P口连通孔和H口连通孔装有单向阀阻尼总成，P口连通 孔与工作油口P口连通，H口连通孔与工作油口H口连通。 0006 单向阀阻尼总成包括单向锥阀阀座，单向锥阀和单向锥阀复位弹簧，在单向锥阀 上开有单向锥阀阻尼孔；单向锥阀直径为3mm，单向锥阀阻尼孔直径为0.5mm。 0007 导阀座底侧的阀座孔直径为1.2mm并与锥形的导阀阀芯相配合。 0008 主阀阀芯与主阀座之间环面采用主阀阀芯O型密封圈密封。 0009 线圈安装支架与电磁铁壳体的塑封胶之间环面采用线圈安装支架O型密封圈密 封。
13、。 0010 电磁线圈的塑封胶上端与电磁铁壳体之间接触面采用电磁线圈O型密封圈密封。 0011 该电磁阀采用高集成度的插装式结构，主阀芯与主阀座之间端面采用非金属软体 密封圈密封，环面采用O型密封圈密封，以保证主阀滑阀的密封性能。两个单向阀阻尼总成 为通径3mm的单向锥阀和通径0.5mm的阻尼孔的组合体；导阀阀座开有直径为1.2mm的小 孔与锥形的导阀阀芯相配合，这样保证了导阀封闭时，主阀上腔为高压密闭容腔，主阀处于 关闭状态；导阀开启时，主阀上腔的压力为零，主阀在下方高压介质作用下处于打开状态。 0012 本发明的有益效果是：1、采用先导式插装结构，可以应用于高压、大流量、小空间 的场合；2。
14、、两个工作油口H口和P口分别通过两个单向阀阻尼总成与主阀芯下腔相连，主阀 平衡压力来自压力较大的工作油口，可以实现介质的双向流动；3、基本上无泄漏，具有磨损 较小，手动保护、小体积、低泄漏，使用寿命长的特点。 附图说明 0013 图1是本发明的结构示意图； 0014 图2是单向阀阻尼总成结构示意图； 具体实施方式 0015 实施例 0016 一种双向、小体积、低泄漏高压电磁换向阀，在电磁铁壳体11的上端开有手动调 压螺栓孔13，在电磁铁壳体11的下端有电磁铁壳体安装支架6，在手动调压螺栓孔13有手 动调压螺栓12，电磁线圈15通过线圈安装支架19装在电磁铁壳体11内，电磁线圈15用塑 封胶7塑。
15、封在电磁铁壳体11内，电磁铁驱动插针9接在电磁线圈15上；在电磁线圈15中 装有衔铁套筒8，衔铁16装在衔铁套筒8中；手动调压弹簧11上下两端分别与手动调压螺 栓12和衔铁16上端相连；主阀座24与电磁铁壳体11连接，在主阀座24的上端与线圈安 装支架19之间有调整垫圈20，在主阀座24侧壁开有回油口O口5，在主阀座24下端开有 工作油口H口27和工作油口P口28；在主阀座24中有导阀座4，在导阀座4侧壁开有回油 孔29，在导阀座4底侧开有阀座孔33；在导阀座4中有导阀阀芯23，导阀阀芯23与导阀座 说 明 书CN 102797901 A 3/3页 5 4侧壁之间设有导阀阀芯定位胶膜21，衔铁。
16、传力弹簧17上端顶在衔铁16的下端，衔铁传力 弹簧17下端压在导阀阀芯23上，导阀阀芯23的下端与导阀座4之间设有导阀阀芯回位弹 簧22；在导阀阀芯23的下方有主阀芯25，主阀芯25可以在导阀阀座4和主阀座24之间自 由移动，在主阀芯25上开有P口连通孔34和H口连通孔26，在P口连通孔34和H口连通 孔26装有单向阀阻尼总成1，P口连通孔34与工作油口P口28连通，H口连通孔26与工 作油口H口27连通；单向阀阻尼总成1包括单向锥阀阀座29，单向锥阀31和单向锥阀复位 弹簧32，在单向锥阀31上开有单向锥阀阻尼孔30；单向锥阀31直径为3mm，单向锥阀阻尼 孔30直径为0.5mm；导阀座4底。
17、侧的阀座孔33直径为1.2mm并与锥形的导阀阀芯23相配 合；主阀阀芯25与主阀座24之间环面采用主阀阀芯O型密封圈2密封；线圈安装支架19 与电磁铁壳体11的塑封胶7之间环面采用线圈安装支架O型密封圈18密封；电磁线圈15 的塑封胶7上端与电磁铁壳体11之间接触面采用电磁线圈O型密封圈14密封。 0017 为了实现高压电磁阀在介质流向(双向流动)，体积，外泄漏量，耐环境方面的新 要求，提出了如图1所示的创新性一体式电磁阀结构。该小型高压电磁阀采用先导式结构， 先导级采用锥阀结构，主阀级采用非金属软密封的滑阀结构，采用单向阀阻尼总成自动完 成主阀芯容腔压力源切换，实现高压介质的双向流动。整个电。
18、磁阀主要由强吸力电磁铁、先 导阀和主阀共3部分组成，其具体工作原理如下： 0018 当电磁线圈15不通电时，如图1所示位置，导阀阀芯23在手动调压弹簧10和衔 铁传力弹簧17的作用下处于关闭状态，此时工作油口P口28的高压介质通过P口连通孔 34单向阀阻尼总成1进入主阀阀芯25的上腔，主阀芯25的上腔此时为一个密闭容腔(H口 连通孔26单向阀阻尼总成1单向截止)，形成高压，主阀芯25上腔的气压力大于其下方密 封刀口外侧环面的气压力，主阀芯25被压紧在主阀座24上，电磁阀处于截止状态。 0019 当电磁线圈15通电时，衔铁16在电磁吸力的作用下，克服手动调压弹簧10的预 紧压力向上运动，导阀阀芯。
19、23在导阀阀芯回位弹簧22和气压力的作用下处于开启状态，此 时尽管工作油口P口28的高压介质通过P口连通孔34单向阀阻尼总成1进入主阀芯25 的上腔，但由于导阀的通流面积(1.2mm的薄壁小孔)远大于P口连通孔34中单向阀阻 尼总成1的通流面积(0.5mm的薄壁小孔)，主阀芯25上腔的压力很快衰减为零，主阀阀 芯25在下方密封刀口外侧环面气压力作用下向上运动，主阀阀芯25打开，电磁阀处于打开 状态。 0020 双向气流流向的实现：如图1所示，由于P口连通孔34中单向阀阻尼总成1和H 口连通孔26中单向阀阻尼总成1的作用，进入主阀芯25上腔的气压被自动选择为工作油 口P口28和工作油口H口27之。
20、间较高压力一方，无论哪一方是高压端，只要电磁阀线圈15 不通电，主阀阀芯25均会在气压力的作用下保持截止，但只要电磁阀线圈15通电，主阀芯 25上腔的压力将衰减为0，主阀阀芯25将打开，从而工作油口P口28和工作油口H口27， 介质将从高压端流向低压端，实现双向气流流向。 0021 手动应急保护功能实现：当需要应急排气时，即可悬松手动调压螺栓12，直至手 动调压弹簧10的预紧力调节为0，此时导阀阀芯23在导阀阀芯回位弹簧22和气压力的作 用下处于开启状态，主阀芯25打开，实现应急排气功能。 说 明 书CN 102797901 A 1/2页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102797901 A 2/2页 7 图2 说 明 书 附 图CN 102797901 A 。