专利名称：一种两通常开及常闭插装阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体关断控制装置，尤其涉及一种两位两通常开及常闭的插装阀。
背景技术：
二通插装阀是采用先导控制、插接式连接，主阀结构多为锥阀式或滑阀式的新型液压元件。它具有结构简单、控制方式灵活，多机能等优点。在铸造、锻压机械、轻工、冶金、机床、造船等工业部门得到广泛应用。
中国专利CN 2436705 Y公开了一种水压二通插装阀，分为锥阀腔和控制腔，流体入口和出口之间的通过阀芯和阀套间的锥面密合来关断，但是锥面密合只适用于对非常纯净的液压油流体的控制，对于高温高压的油气水混合流体就会因杂质滞留于锥形面上而出现关断不严的情况。
此外，由于此类阀中的常开阀和常闭阀的结构不同，通用性不好，不利于生产加工和维修的需要。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种两通常开和常闭式插装阀，可以可靠地应用于控制高温高压油气水混合流体等不纯净流体，并且结构简单，通用性强。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种两通常开插装阀，包括设有回油口、流体出口、流体入口及压力油口的阀体，可连接于阀体两端的上顶盖和下顶盖，上部外壁上装有多个密封圈的主阀芯，位于所述阀体下部内壁上且可套于所述主阀芯下部外的导向体，可套于所述主阀芯上部外且与主阀芯间可相对移动的先导芯，位于所述主阀芯和下顶盖之间预紧的复位弹簧；所述先导体下端与所述导向体上端分别形成有可相互密合的表面，所述上顶盖和先导芯、主阀芯之间形成有可与压力油口相通的上腔体，所述主阀芯中段与阀体之间形成有与流体入口和出口相通的导流腔，所述下顶盖与主阀芯之间形成有与回油口相通的下腔体，各腔体之间用密封圈密封；所述上腔体未接压力油时，先导芯与先导体的密合面分离，所述上腔体接压力油后，所述先导芯下移，与所述先导体在流体入口或出口与导流腔之间的流道上形成表面密合，然后所述主阀芯继续相对先导芯下移一定距离，其上部的密封圈封堵于所述密合面内侧的两端。
为了达到上述目的，本实用新型还提供了一种两通常闭插装阀，包括设有回油口、流体出口、流体入口及压力油口的阀体、可连接于阀体两端的上顶盖和下顶盖、上部外壁上装有多个密封圈的主阀芯、位于所述阀体下部内壁上可套于所述主阀芯下部外的导向体、可套置于主阀芯上部外且与主阀芯间可相对移动的先导芯，位于所述主阀芯和上顶盖之间预紧的第一复位弹簧，及位于所述先导芯与上顶盖之间预紧的第二复位弹簧；所述先导体下端与所述导向体上端分别形成有可相互密合的表面，所述上顶盖和先导芯、主阀芯之间形成有与回油口相通的上腔体，所述主阀芯中段与阀体之间形成有与流体入口和出口相通的导流腔，所述下顶盖与主阀芯之间形成有可与压力油口相通的下腔体，各腔体之间用密封圈密封；所述下腔体未接压力油时所述先导芯与先导体在流体入口或出口与导流腔之间的流道上形成表面密合，且所述主阀芯上部的密封圈封堵于所述密合面内侧的两端，所述下腔体接压力油后，所述主阀芯相对先导芯上移并推动先导芯一同上移，所述主阀芯上部的密封圈均移至所述密合面的一侧，所述先导芯与先导体的表面分离。
由上可知，本实用新型在关断流体流道时，同时采用了锥面密合和密封圈密封，可避免因杂质滞留在锥形面上而造成封堵不严的情况发生，因此可以应用于对油气水混合流体等不纯净流体的控制。本实用新型的结构简单，组装方便，只要更换个别零件就可以将常开阀重新组合成常闭阀或者将常闭阀组合成常开阀，因此通用性强，加工维修方便，降低了成本。本实用新型的密封方式完全可以适用于高温高压环境，此外，由于复位弹簧始终浸泡在液压油中，提高了其工作的可靠性。
图1为本实用新型实施例常开插装阀的立体分解图；图2为本实用新型实施例常开插装阀的剖面图；图3为本实用新型实施例常闭插装阀的立体分解图；图4为本实用新型实施例常闭插装阀的剖面图。
具体实施方式
图1所示是本实用新型实施例常开式二通插装阀1的立体分解图，由阀体10、下顶盖11、导向体12、主阀芯13、先导芯14、螺钉15、上顶盖16、第一弹簧17和第二弹簧18组成。
请同时参照图2，所述阀体10的筒状侧壁上形成有多个下凹的环面，同一环面上开有一个或多个的同类通孔，从左至右依次作为回油口101、流体出口102、流体入口103及压力油口104，同一环面上的通孔个数可以根据需要选择，本实施例为4个，不同环面之间及阀体10两端装有多个“O”型密封圈105。当插装阀1插置于机体内时，这些通孔分别与相应的流道接通，依靠“O”型密封圈彼此隔离并与机体其它部分隔离。在阀体10两端的内壁上有内螺纹。
下顶盖11由带螺纹(图略，下同)的塞体111和盖沿112组成，塞体111可螺接于阀体10下端内壁上，盖沿111与阀体10下端面之间通过“O”型密封圈113密封。
导向体12为一圆筒形，其下部侧壁上具有外螺纹，可与阀体下端内壁上的螺纹配合螺接，导向体12上有一下凹的带孔的环面121，当导向体12固定套置于阀体10内后，环面121上的开孔122分别对应于各个流体出口102。环面121两侧的外壁上各装有一个“O”型密封圈123，以封堵导向体12外壁与阀体10内壁的间隙，使流经开孔122的流体只能从流体出口102流出。导向体12的上端形成一环形内锥面124，大致位于流体入口103所在的横断面上。
主阀芯13为中段136细两端粗的杠铃状，下端部131外壁上有一可封堵该外壁与导向体12内壁间隙的“T”型密封圈133，“T”密封圈比“O”型密封圈更适宜于移动密封的场合。上端部132外壁上则设有两个间隔一定距离的“T”型密封圈133。主阀芯13的下端面上开有一圆形深槽134，而其上端面132上开设有一螺孔135。
先导芯14可套置于主阀芯13的上端部外，主阀芯13在克服其上端部两个“T”型圈的摩擦力后，可相对于先导芯14移动。先导芯14的端面开有供螺钉15穿过的圆孔141，其外侧壁的中部设有“O”型密封圈，当先导芯14装入阀体10后，该密封圈可封堵住先导芯14外壁与阀体10内壁之间的间隙。而其下端具有可与导向体上端环形内锥面124形成锥而密合的环形外锥面142。在其端面和侧壁的接合部通过一斜面143过渡，斜面上开有四个斜槽。
螺钉15穿过先导芯14上的圆孔141与主阀芯13螺接。
上顶盖16由带螺纹的塞体161和盖沿162组成，塞体161可螺接于阀体10上端内壁上，盖沿162与阀体10内壁之间通过内壁上的“O”型密封圈163密封。
在组装插装阀1时，先将导向体12螺固于阀体10内，拧紧下顶盖11，将主阀芯13套置在先导芯14内，再将第二弹簧18套置在螺钉15上，穿过先导芯14上的圆孔141拧入主阀芯13上的螺孔135，使第二弹簧18顶抵于先导芯14端面并处于预紧状态，再把第一弹簧17放入主阀芯13下端面的深槽134内，然后将上述接合好的零件从阀体10上端口推入阀体，最后将上顶盖16拧紧在阀体10上端，此时第一弹簧17处于预紧状态，依靠第一、第二弹簧17、18的弹力将主阀芯13和先导芯14顶紧定位。就构成了如图2所示的常开的二通插装阀1。
如图所示，插装阀1内形成了用密封圈彼此隔离的上腔体191、导流腔192和下腔体193，上腔体191由上顶盖16和先导芯14、主阀芯13之间的空间构成，通过先导芯斜面143上的斜槽与压力油口104相通；下腔体193由下顶盖11和导向体12、主阀芯13之间的空间构成，与回油口101之间总是导通，使第一弹簧17始终浸泡于油中，提高了可靠性；而导流腔192由主阀芯13中段与先导芯13、阀体10之间的空间构成，与流体出口102和流体入口103相通，在未通入压力油前，先导芯14与导向体12的锥面间存在间距，流体从流体入口103流入后，从该间距进入导流腔192，再通过导向体12上的开孔122从流体出口102流出。
当上腔体191通入压力油后，先导芯14和主阀芯13的上端在油压地推动下，克服第一、第二弹簧17、18的阻力，以及先导芯14、主阀芯13与阀体10、导向体12之间密封圈的摩擦力，一同向下端移动，直到先导芯的环形外锥面142与导向体的环形内锥面124间抵紧，形成锥面密合，此时流体入口103只能通过两个锥面的间隙进入导流腔，其流量变小流速变慢。完成插装阀1关断过程的第一步。
然后，主阀芯13在油压的作用下克服弹簧阻力及与导向体12、先导芯14之间密封圈的摩擦力，继续向下端移动，直到其下端抵顶于下顶盖上11上，这时，主阀芯13上端部的两个“T”形密封圈正好位于锥形密合面内侧的两端(局部可参见图4)，从而将流体入口102与导流腔192之间的通道彻底堵死，完成整个关断过程。
在压力油口104接回油后，上腔体191与下腔体193之间的压力相等，主阀芯13和导向芯14在弹簧复位的推力下，克服与其它零件间密封圈的摩擦力向上移动，直到回复如图2所示的打开位置。
本插装阀1中设置的螺钉15和第二弹簧18是为了在复位过程中提供给主阀芯13和先导芯14更大的推力，以顺利克服主阀芯13、先导芯14与导向体12、阀体10之间，以及主阀芯13与先导芯14之间密封圈的摩擦力。在油压不大的情况，如果第一弹簧的弹力足够使先导芯和主阀芯克服密封圈带来的摩擦力而复位，就不必安装螺钉15和第二弹簧18。
从以上介绍可知，本实用新型各腔体之间、阀体与机体之间、以及流体出入口之间都采用了密封圈密封，这种密封方式使零件相互配合的表面间可具有相对较宽的间隙，使得环境温度变化较大导致零件发生热胀冷缩时，不会相互挤压变形造成卡死，最高工作温度可达205℃。而在锥面密合的基础上进一步采用密封圈的密封可以密封更加紧密，同时避免因杂质滞留在锥形面上而造成封堵不严的情况发生，因此可以应用于对油气水混合流体等不纯净流体的控制。由于本实用新型常开插装阀各零件采用螺纹式连接，关断时采用了两步关断方式，先实现锥面密合可防止大颗粒的杂质进入，并可避免密封圈因高压流体的冲击而损坏，因而使本实用新型可应用于高压流体的关断，最大工作压力可达50MPa。
上述结构还可以作其它的变换，比如导向体可以做成与阀体一体成形，将阀体加工成一下部增厚的台阶状内壁，并在过渡处形成与先导芯配合的锥面，这并不影响插装阀的功能，只是加工工艺有所不同。
图4所示是本实用新型常闭式插装阀2的立体分解图，由阀体10、下顶盖11、导向体12、主阀芯23、先导芯14、上顶盖16、第一弹簧27和第二弹簧28组成。其中阀体10、下顶盖11、导向体12、主阀芯13、先导芯14、上顶盖16与图1所示常开式插装阀1完全相同，区别只是在于主阀芯23的结构略有不同，同时省去了图1中的螺钉15，组装时采用的方法不同，还有就是阀体10外壁环面上的通孔从左至右依次作为压力油口201、流体出口202、流体入口203及回油口204。至于第一弹簧27和第二弹簧28的规格可根据需要选择。
主阀芯23与主阀芯13结构上的差别在于主阀芯24的下端面没有开设深槽，而在上端面上将螺钉孔改为了圆形槽241，可供第一弹簧27插入。这种结构的主阀芯23用料比较少，当然直接用原来的主阀芯13也是可以的，只要将螺钉孔设计成可供弹簧27插入即可。
在组装插装阀2时，先将导向体12螺固于阀体10内，拧紧下顶盖11，将主阀芯23套置在先导芯14内，再把第一弹簧27穿过先导芯14上的圆孔141放入主阀芯23上端面的圆形槽241内，然后将接合好的上述零件从阀体10上端口推入，再将第二弹簧28抵顶于先导芯14的上端面，最后将上顶盖16拧紧在阀体10上端，此时第一、第二弹簧27、28均处于预紧状态，将主阀芯23和先导芯14向下推动，使主阀芯23下端面抵顶住下顶盖11，而先导芯14的环形外锥面142与导向体的环形内锥面124形成锥面密合。构成了本实用新型实施例的常闭式插装阀。其常态下的剖面如图4所示。
如图所示，插装阀2内也形成了用密封圈彼此隔离的上腔体291、导流腔292和下腔体293，上腔体291由上顶盖16和先导芯14、主阀芯23之间的空间构成，通过先导芯14上的斜面143始终与回油口204相通，使第一、第二弹簧27、28始终浸泡于油中，提高了可靠性；下腔体293由下顶盖11和导向体12、主阀芯23之间的空间构成，与压力油口201相通；而导流腔292由主阀芯23中段与先导芯13、阀体10之间的空间构成，与流体出口202和流体入口203相通。在未通入压力油前，先导芯14与导向体12之间形成锥面密合，并且主阀芯23上端部外壁上的两个“T”形密封圈233正好位于锥形密合面内侧两端，使流体无法进入导流腔292，插装阀2处于关断状态。
当下腔体291通入压力油后，主阀芯23的下端在油压的推动下，克服第一弹簧27的阻力，以及与导向体12、先导芯14之间密封圈的摩擦力，向上端做整体移动，直到和先导芯14接触，此时流体能通过两个锥面的间隙进入导流腔，完成插装阀2打开的第一步。然后主阀芯23和先导芯14在油压下，一同向上端移动，直到先导芯14抵住上端盖16，此时，先导芯14与导向体12的锥面间形成较大间隙(先导芯和导向体相对位置可参考图2的局部)，流体从流体入口203流入后，从该间隙处进入导流腔292，再通过导向体12上的开孔122从流体出口202流出。完成一次打开过程。
在压力油口201接回油后，上腔体291与下腔体293之间的压力相等，主阀芯23和导向芯14在弹簧27和28复位推力下，克服密封圈的摩擦力向下移动，直到回复如图4所示的关断位置。
以上介绍了本实用新型常闭式插装阀的结构及工作过程，很明显，它也具有本实用新型常开式插装阀的各种优点。
同时，通过对比常开常闭两种型式的插装阀，可以看出本实用新型还有一个突出的特点，就是结构简单，组装方便。通过更换个别零件，就可以实现两种型式的互换，从而方便了制造和维修，降低了加工成本。
当然将本实用新型实施例所述的流体入口和流体出口互换，使先导芯和主阀芯关断流体出口与导流腔的通道，也可以实施关断和打开的功能。先导芯和先导体之间不一定用锥面密合，也可以采用平面密合来实现第一步的关断功能。因而，本实用新型的保护范围应以权利要求书的内容为准。在本实用新型基础上所作的等同变化应在本实用新型的保护范围以内。
权利要求1.一种两通常开插装阀，其特征在于包括设有回油口、流体出口、流体入口及压力油口的阀体，可连接于阀体两端的上顶盖和下顶盖，上部外壁上装有多个密封圈的主阀芯，位于所述阀体下部内壁上且可套于所述主阀芯下部外的导向体，可套于所述主阀芯上部外且与主阀芯间可相对移动的先导芯，位于所述主阀芯和下顶盖之间预紧的复位弹簧；所述先导体下端与所述导向体上端分别形成有可相互密合的表面，所述上顶盖和先导芯、主阀芯之间形成有可与压力油口相通的上腔体，所述主阀芯中段与阀体之间形成有与流体入口和出口相通的导流腔，所述下顶盖与主阀芯之间形成有与回油口相通的下腔体，各腔体之间用密封圈密封；所述上腔体未接压力油时，先导芯与先导体的密合面分离，所述上腔体接压力油后，所述先导芯下移，与所述先导体在流体入口或出口与导流腔之间的流道上形成表面密合，然后所述主阀芯继续相对先导芯下移一定距离，其上部的密封圈封堵于所述密合面内侧的两端。
2.如权利要求1所述的两通常开插装阀，其特征在于，还包括一螺钉，所述主阀芯上端面设有一螺孔，所述先导芯上端面中心处开有圆孔，所述螺钉穿过所述先导芯的上端面，螺接固定于所述主阀芯上，且在所述先导芯上端面和螺钉帽之间套置有一预紧弹簧。
3.如权利要求1所述的两通常开插装阀，其特征在于，所述先导芯与先导体的密合表面为一锥形面或一平面；所述的先导体是由一体成形于阀体下部内壁上的加厚层构成的，或者为螺接固定于所述阀体下部内壁上的筒状体，其外壁对应于流体出口处设有开孔，在该开孔两侧还分别装有密封圈。
4.如权利要求1所述的两通常开插装阀，其特征在于，所述的主阀芯为中段细两端粗的杠铃状，下端部外壁上有一“T”型密封圈，上端部外壁上则设有两个间隔一定距离的“T”型密封圈，其下端面上开有可插入弹簧的深槽；所述先导芯由套置于所述主阀芯上端部外的套筒及上端面组成，其外侧壁的中部设有密封圈。
5.如权利要求1所述的两通常开插装阀，其特征在于，所述阀体的筒状侧壁上形成有多个下凹的环面，同一环面上开有通孔，分别形成所述的回油口、流体出口、流体入口及压力油口，不同环面之间及阀体两端均装有密封圈，在阀体两端的内壁上有内螺纹，阀体与所述上、下顶盖之间通过螺纹连接。
6.一种两通常闭插装阀，其特征在于包括设有回油口、流体出口、流体入口及压力油口的阀体、可连接于阀体两端的上顶盖和下顶盖、上部外壁上装有多个密封圈的主阀芯、位于所述阀体下部内壁上可套于所述主阀芯下部外的导向体、可套置于主阀芯上部外且与主阀芯间可相对移动的先导芯，位于所述主阀芯和上顶盖之间预紧的第一复位弹簧，及位于所述先导芯与上顶盖之间预紧的第二复位弹簧；所述先导体下端与所述导向体上端分别形成有可相互密合的表面，所述上顶盖和先导芯、主阀芯之间形成有与回油口相通的上腔体，所述主阀芯中段与阀体之间形成有与流体入口和出口相通的导流腔，所述下顶盖与主阀芯之间形成有可与压力油口相通的下腔体，各腔体之间用密封圈密封；所述下腔体未接压力油时所述先导芯与先导体在流体入口或出口与导流腔之间的流道上形成表面密合，且所述主阀芯上部的密封圈封堵于所述密合面内侧的两端，所述下腔体接压力油后，所述主阀芯相对先导芯上移并推动先导芯一同上移，所述主阀芯上部的密封圈均移至所述密合面的一侧，所述先导芯与先导体的表面分离。
7.如权利要求6所述的两通常闭插装阀，其特征在于，所述的先导体是由一体成形于阀体下部内壁上的加厚层构成的；或者为螺接固定于所述阀体下部内壁上的筒状体，其外壁对应于流体出口处设有开孔，在该开孔两侧还分别装有密封圈。
8.如权利要求6所述的两通常闭插装阀，其特征在于，所述的主阀芯为中段细两端粗的杠铃状，下端部外壁上有一“T”型密封圈，上端部外壁上则设有两个间隔一定距离的“T”型密封圈，其上端面上开有可插入弹簧的深槽；所述先导芯由套置于所述主阀芯上端部外的套筒及中心处开有圆孔的上端面组成，其外侧壁的中部设有密封圈。
9.如权利要求6所述的两通常闭插装阀，其特征在于，所述阀体的筒状侧壁上形成有多个下凹的环面，同一环面上开有通孔，分别形成所述的回油口、流体出口、流体入口及压力油口，不同环面之间及阀体两端均装有密封圈，在阀体两端的内壁上有内螺纹，阀体与所述上、下顶盖之间通过螺纹连接。
10.如权利要求6所述的两通常闭插装阀，其特征在于，所述先导芯与先导体的密合表面为一锥形面或一平面。
专利摘要本实用新型公开一种两通常开及常闭插装阀，包括阀体、先导体、上顶盖、下顶盖、主阀芯、先导芯及预紧弹簧，所述上顶盖和先导芯、主阀芯之间形成与压力油口或回油口相通的上腔体，所述主阀芯中段与阀体之间形成与流体入口和出口相通的导流腔，所述下顶盖与主阀芯之间形成与回油口或压力油口相通的下腔体，各腔体之间用密封圈密封，本实用新型的插装阀在关断时同时采用了锥面密合和密封圈密封，可避免因杂质滞留在锥形面上而造成封堵不严的情况发生，因此可以应用于对油气水混合流体等不纯净流体的控制，本实用新型的结构简单，组装方便，通用性强，并特别适用于高温高压流体控制的场合。
文档编号F15B13/00GK2643052SQ0324501
公开日2004年9月22日 申请日期2003年4月10日 优先权日2003年4月10日
发明者冯永仁 申请人:中海油田服务股份有限公司