专利名称：一种纯水两位两通电磁换向阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水液压系统中的方向控制元件，属于阀类，主要适用于以海水、淡水、高水基等为工作介质的中高压水液压系统的方向控制阀。本实用新型提供一种纯水两位两通电磁换向阀，用于解决现有两位两通阀存在的技术难题。在中、高压条件下工作时，减小阀口的泄漏、气蚀、振动、噪声，以及改善阀换向时的稳定性，同时适用于海水等腐蚀性强的低粘度介质。
技术背景两位两通换向阀是液压系统中常用的方向控制元件，主要用于控制液压系统中液体的接通或切断，相当于一个开关的作用。传统的换向阀多采用液压油作为工作介质，当换向阀采用水介质(包括海水、淡水或高水基等时，气蚀问题比油压换向阀严重，这是由于水 的汽化压力远远大于矿物油，当水在阀口高速流动时，流场局部压力会低于水的汽化压力，将发生气穴，从而使得可靠性寿命降低。换向阀的工作压力越高，气穴及气蚀现象越严重。水压换向阀存在关键技术难题还有振动、噪声以及工作的稳定性等问题。产生上述问题的原因除了气蚀和气穴的原因外，还由于1由于水的粘度低，粘性阻尼小，阀口处的泄漏问题较为严重。2水的密度、弹性模量比矿物油大，因此产生的“水锤”现象严重；3由于水的理化性质，使得液压阀在水介质中主要发生着磨损腐蚀、电偶腐蚀、氧化腐蚀；4传统换向阀换向响应时间长、换向稳定性差。
实用新型内容本实用新型提供一种纯水两位两通换向阀，用于解决两位两通换向阀存在的关键技术难题，在水介质的环境下工作，改善阀换向的稳定性，减小阀口泄漏、气蚀、振动、噪声，增加抗腐蚀性，阀芯易拆装的组合结构，减小了气蚀对阀芯的带来冲击危害，在损害较大时，仅需对破坏严重的阀口端部进行更换即可，节约了制造成本。本实用新型采用如下技术方案一种纯水两位两通电磁换向阀，包括超磁致伸缩棒I、线圈2、先导阀芯3、阀盖4、主阀芯5、复位弹簧6、阀座7、阀芯端口 8、格莱圈9、阀体10、易拆卸节流孔11、密封圈12、阀套13、先导阀口 14、前支撑块15、套筒16、线圈骨架17、后端盖18，其特征在于主阀芯5置于阀套13中，复位弹簧6位于主阀芯5内的阀孔内，主阀芯5的出口处设置有阀芯端口8，阀芯端口 8通过易拆卸节流孔11与主阀芯5内的阀孔相连，阀套13座于阀体10内，阀座7与阀体10加工为一体，阀体10上开有进水口 P和出水口 T，其中进水口 P 口靠近阀套13，出水口 T 口在阀芯端口 8的正下方，高压水从进水口 P进入换向阀，通过阀芯端口 8上的节流孔和易拆卸节流孔11进入换向阀的上腔，在线圈不得电的情况下，先导阀口 14处于开启状态，高压水经过先导阀口 14流向阀盖4，通过阀盖4和阀体10上开有的流道口流向出水口 T，出水口 T与水箱相连接。超磁致伸缩棒I装于线圈骨架17之中，线圈2缠绕在线圈骨架17上，先导阀芯3与超磁致伸缩棒I加工为一体，通过线圈2的得失电来实现先导阀口 14中流体介质的流通与断开控制，先导阀口 14开在阀盖4上，先导阀口 14正对着先导阀芯的末端；复位弹簧6 —端与阀盖4连接，另一端位于主阀芯5开设的中心孔中，阀芯端口 8设计成易拆卸的结构，其与阀座的连接方式为板式连接。阀芯端口 8与阀体10分别采用软材料QAL9-4和硬材料lCrl8Ni9Ti，实现软硬材料配对原则。阀体10与阀座7的材料采用不锈钢lCrl8Ni9Ti、阀芯端口 8采用铝青铜QAL9-4、主阀芯5的材料为等离子渗氮和低温盐浴渗氮强化的沉淀硬化不锈钢17-4PH。主阀芯5与阀套13之间的密封采用组合密封装置格莱圈9进行密封。本实用新型为了降低加工成本，减小泄漏，阀芯口处采用带有锥形的平板阀结构，且易于拆卸，在阀芯受到较大气蚀严重影响的情况下，仅需对阀口部位进行更换即可，减少了加工的难度及加工成本。从而提高阀的整体使用寿命。主阀芯5与阀套13的密封，采用组合密封装置格莱圈9进行密封，有效减小换向阀的泄漏问题。 本实用新型在对换向阀电磁部分的设计选用超磁致伸缩材料GMM，充分利用材料本身的特性。在未通电的情况下，超磁致伸缩棒I不发生任何变化，与超磁致伸缩棒I为一体的先导阀芯处于开启状态，从P 口流入的高压水，经过阀芯端口 8的阻尼小孔、易拆卸节流孔11到达主阀芯5的后腔，经由阀盖4上的流道口流回T 口，线圈得电的情况下，超磁致伸缩棒I在激励磁场的作用下，带着先导阀芯3移动，由于超磁致伸缩材料本身的特性，输出力大，应变显著，响应速度快，能量传输密度高，精度高及驱动、控制、传感一体化等优势，提高了换向阀开启的快速性以及开启的稳定性。该换向阀适用于海水、淡水、高水基等工作介质的中高压水液压系统中作为方向控制阀，控制水介质的接通和切断，相当于一个开关的作用。与同类换向阀相比，泄漏小、抗气蚀能力强、振动小、噪声低，换向平稳，换向响应迅速。
图I是本实用新型一种实施例的结构示意图。图2是阀芯和阀口结构组合设计的一种实施方案。图3是易拆卸节流孔11。图4是超磁致伸缩的结构示意图。图中1、超磁致伸缩棒，2、线圈，3、先导阀芯，4、阀盖，5、主阀芯，6、复位弹簧，7阀座，8阀芯端口，9格莱圈，10阀体，11易拆卸节流孔，12密封圈，阀套13，14先导阀口，15、前支撑块，16、套筒，17、线圈骨架，18后端盖。
具体实施方式
如图I至图4所示，本实用新型一种实施例包括超磁致伸缩棒I、线圈2、先导阀芯3、阀盖4、主阀芯5、复位弹簧6、阀座7、阀芯端口 8、格莱圈9、阀体10、易拆卸节流孔11、密封圈12、阀套13、先导阀口 14、前支撑块15、套筒16、线圈骨架17、后端盖18等。阀芯为带锥形的平板阀结构。复位弹簧6靠主阀芯5的内孔和阀盖4来定位。主阀芯5与阀套13在安装前，先对易拆卸节流孔11、格莱圈9、阀芯端口 8、复位弹簧6进行安装。高压水从P 口流入，一部分作用在主阀芯5上，一部分经过阀芯端口 8的阻尼小孔、易拆卸节流孔11到达主阀芯5的后腔，线圈2在未通电的情况下，先导阀芯3未与导阀口 14进行连接，从而导阀处于开启状态，经由阀盖4上的流道口流回T 口，线圈得电的情况下，超磁致伸缩棒I在激励磁场的作用下，推动先导阀芯3向下移动，从而使得先导阀口关闭，使得流经主阀芯5后腔的水处于一种无法流动的状态。此时的换向阀处于一种关闭的状态。 图2是阀芯结构的一种实施状态，对于水压系统，气蚀除了使系统工作性能恶化，产生振动、噪声、破坏流体的连续性、降低管道通流能力。气蚀的反复作用使零部件的材料遭到严重的破坏，从而使元件的使用寿命缩短或严重破坏。该阀芯采用组合结构，便于阀芯在受到气蚀破坏时进行及时更换，且仅对阀端口部位进行更换即可。
权利要求1.一种纯水两位两通电磁换向阀，包括超磁致伸缩棒(I)、线圈(2)、先导阀芯(3)、阀盖(4)、主阀芯(5)、复位弹簧(6)、阀座(7)、阀芯端口(8)、格莱圈(9)、阀体(10)、易拆卸节流孔(11)、密封圈(12)、阀套(13)、先导阀口(14)、前支撑块(15)、套筒(16)、线圈骨架(17)、后端盖(18)，其特征在于主阀芯(5)置于阀套(13)中，复位弹簧(6)位于主阀芯(5)内的阀孔内，主阀芯(5)的出口处设置有阀芯端口(8)，阀芯端口(8)通过易拆卸节流孔(11)与主阀芯(5)内的阀孔相连，阀套(13)座于阀体(10)内，阀座(7)与阀体(10)加工为一体，阀体(10)上开有进水口 P和出水口 T 口，其中进水口 P 口靠近阀套(13)，出水口 T 口在阀芯端口(8)的正下方，出水口 T 口与水箱相连接，超磁致伸缩棒(I)装于线圈骨架(17)之中，线圈⑵缠绕在线圈骨架(17)上，先导阀芯(3)与超磁致伸缩棒⑴加工为一体，通过线圈(2)的得失电来实现先导阀口(14)中流体介质的流通与断开控制，先导阀口(14)开在阀盖(4)上，先导阀口(14)正对着先导阀芯的末端；复位弹簧(6) —端与阀盖(4)连接，另一端位于主阀芯(5)开设的中心孔中，阀芯端口(8)设计成易拆卸的结构，其与阀座的连接方式为板式连接。
2.如权利要求I所述的一种纯水两位两通电磁换向阀，其进一步特征在于阀芯端口(8)与阀体(10)分别采用软材料QAL9-4和硬材料lCrl8Ni9Ti，实现软硬材料配对原则。
3.根据权利要求I所述的一种纯水两位两通电磁换向阀，其特征在于阀体(10)与阀座(7)的材料采用不锈钢lCrl8Ni9Ti、阀芯端口(8)采用铝青铜QAL9-4、主阀芯(5)的材料为等离子渗氮和低温盐浴渗氮强化的沉淀硬化不锈钢17-4PH。
4.根据权利要求I所述的一种纯水两位两通电磁换向阀，其特征在于主阀芯(5)与阀套(13)之间的密封采用组合密封装置格莱圈(9)进行密封。
专利摘要一种纯水两位两通电磁换向阀，属于阀类。主阀芯置于阀套中，复位弹簧位于主阀芯内的阀孔内，主阀芯的出口处设有阀芯端口，阀芯端口通过易拆卸节流孔与主阀芯内的阀孔连接，阀套座于阀体内；超磁致伸缩棒装于线圈骨架之中，线圈缠绕在线圈骨架上，先导阀芯与超磁致伸缩棒加工为一体，通过线圈的得失电来实现导阀口中流体介质的流通与断开控制，先导阀口开在阀盖上，先导阀口正对着先导阀芯的末端；复位弹簧一端与阀盖连接，另一端位于主阀芯开设的中心孔中，阀芯端口设计成易拆卸的结构，其与阀座的连接方式为平板阀式连接。本实用新型输出力大，应变显著，响应速度快，能量传输密度高，提高了换向阀开启的快速性以及开启的稳定性。
文档编号F15B13/02GK202493515SQ201220106459
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者张小军, 潘娜, 聂松林 申请人:北京工业大学