安全双联电磁阀的制作方法

本实用新型涉及一种安全双联电磁阀，尤其是一种适用手工送料的机械压力机离合器、制动器控制的安全双联电磁阀。

背景技术：

机械压力机用安全双联电磁阀是控制磨擦压力机制动器、离合器正常工作的一种安全型气动功能部件。随着国标GB27607-2011《机械压力机安全技术要求》贯标和执行，手动操作机械压力机的安全性能等级应达到EN ISO 13849-1:2008/AC:2009，GB/T 16855.13（PL e、Cat 4）标准。

现有技术中，中国专利ZL201310454582.6公开的安全双联阀，包括主阀组件和后阀座组件，主阀组件包括两组两位三通电磁阀，每组两位三通电磁阀上部安装先导电磁阀；所述主阀组件包括主阀体，主阀体内部设两个阀腔，两个阀腔中的排气腔和输出腔并行无阻碍联接在一起，同时还下设两个独立的进气腔，两进气腔通过进气节流口与该安全双联阀的进气口并行相连，两个进气腔的另一端经恒节流孔塞与第一气容用意何在和第二气容腔并行相连；另外，在阀腔中设置主阀阀芯，主阀阀芯上设置上封塞和下封塞，下封塞与主阀体之间连接主阀复位弹簧；所述后阀座组件包括后阀座，后阀座上设进气口和排气口，在后阀座内部设第一先导气容腔和第二先导气容腔；所述主阀体一侧的两位三通电磁阀的进气腔与第一先导气容腔连通，第一先导气容腔与另一侧的先导电磁阀连通；所述主阀体另一侧的两位三通电磁阀的进气腔与第二先导气容腔连通，第二先导气容腔与一侧的先导电磁阀连通；即，第一先导气容腔、第二先导气容腔与两个行导电磁阀的进气口通过两个流道交叉连接，与两个主阀进气腔通过两个恒节流孔塞并行连接。

该安全双联阀将两个先导气容腔设置在后阀座上，使结构更加紧凑，减小了双联阀的体积。但经过多年的使用也出现一些缺陷和不理想的地方，主要原因是该安全双联阀将先导气容腔设置在后阀座上，经第一先导气容腔和第二先导气容腔与主阀进气阀口距离很近，虽然有恒节流孔塞阻挡，因孔板效应减少了恒节流孔塞的节流效果，当安全双联阀通电打开瞬间产生路路通现象对先导控制气源进行很大的干扰。另外，该安全双联阀的两个先导进气口至第一先导气容腔和第二先导气容腔的气动阻尼大于第一先导气容腔和第二先导气容腔至进气阀口的阻尼，使安全双联阀在通电后，两个主阀阀芯动作相对较慢，常出现通电后非安全故障，而且动作时间的离散度较大，因两先导交叉测控太灵敏，该安全双联阀的异步换向性能很差，经常误报故障信号，因此该类安全双联阀安全、但动作不可靠。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种安全双联电磁阀，将先导气容腔设置在先导阀座上远离进气阀口，避免了主阀开关的瞬间产生路路通现象对先导控制气源进行干扰，消除误报故障信号现象及非安全故障。

按照本实用新型提供的技术方案，所述安全双联电磁阀，包括由两组两位三通电磁阀组成的主阀组件，在每组两位三通电磁阀的上部通过先导阀座安装先导电磁阀；其特征是：所述主阀组件包括主阀体，在主阀体上设置进气口IN、出气口OUT和排气口EXIT，在主阀体的内部设有阀腔和进气室，阀腔由自下而上分布的进气腔、输出腔和排气腔组成，进气腔包括右侧单阀进气腔和左侧单阀进气腔；所述进气口IN连通进气室，出气口OUT和输出腔连通，排气口EXIT和排气腔连通；所述进气室和右侧单阀进气腔、左侧单阀进气腔分别通过右侧单阀进气节流孔、左侧单阀进气节流孔连通，右侧单阀进气腔、左侧单阀进气腔和输出腔分别通过右侧单阀进气阀口、左侧单阀进气阀口连通，输出腔和排气腔通过右侧单阀排气阀口、左侧单阀进气阀口连通；在所述阀腔中设置两组两位三通电磁阀的主阀阀芯，在主阀阀芯上设置上封塞和下封塞，下封塞与主阀体之间连接主阀复位弹簧；在所述先导阀座的内部左右分别对称设置分别与两个先导电磁阀对应的第一气容腔和第二气容腔；所述主阀体内的左侧单阀进气腔与右侧的第二气容腔通过第一进气检测流道连通，主阀体内的右侧单阀进气腔与左侧的与第一气容腔通过第二进气检测流道连通；所述第一气容腔和第二气容腔分别经先导阀座中的左侧先导进气孔、右侧先导进气孔与先导阀座上左右两侧的先导电磁阀的先导进气口连通；在所述主阀阀芯的顶部与主阀体之间形成左侧单阀阀芯控制室和右侧单阀阀芯控制室，左侧单阀阀芯控制室和右侧单阀阀芯控制室分别通过先导阀座上的左侧先导控制口、右侧先导控制口与左右两个先导电磁阀的先导输出口连通。

进一步的，所述第一进气检测流道由左侧先导进气节流孔、左侧先导气源引入孔、左侧先导进气竖孔、第一进气流道、第二气容进气孔构成；所述第二进气检测流道由右侧先导进气节流孔、右侧先导气源引入孔右侧先导进气竖孔、第二进气流道、第一气容进气孔构成；所述第一进气流道和第二进气流道交叉设置。

进一步的，在所述阀腔的底部设置下端盖，下端盖与阀腔之间密封连接。

进一步的，在所述主阀体的两组阀腔底部的下端盖上分别安装第一接近开关和第二接近开关。

本实用新型所述安全双联阀具有以下优点：

（1）本实用新型将先导气容腔设置在先导阀座上，远离进气阀口，大大地减少了第一气容腔、第二气容腔至主阀阀芯控制腔的气动阻尼，增加了第一气容腔、第二气容腔至两恒节流孔的气动阻尼，弱化了恒节流孔的孔板效应，避免了主阀开关的瞬间产生路路通现象对先导控制气源进行干扰；

（2）提高了该安全双联阀动作的可靠性，提高了该安全双联阀先导控制气源对两个主阀阀芯的交叉检控性能，提高了安全双联阀的异步换向性能；

（3）动作时间的离散相对较小，减少安全双联阀换向时间的离散度为提高高速、重载机械压力机的控制奠定一定的基础；

（4）两先导交叉测控正常，常用消除了误报故障信号现象、及非安全故障。

附图说明

图1为本实用新型所述安全双联电磁阀的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1的B-B剖视图。

图4为图1的俯视图。

图5为本实用新型所述主阀组件的结构示意图。

图6为图5的左视图。

图7为图5的俯视图。

图8为图4的C-C剖视图。

图9为图4的D-D剖视图。

图10为本实用新型所述安全双联电磁阀的原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1～图10所示：所述安全双联电磁阀包括主阀组件1、先导阀座2、先导电磁阀3、第一接近开关4、第二接近开关5、进气口IN、出气口OUT、排气口EXIT、主阀体1-1、主阀阀芯1-5、上封塞1-6、下封塞1-7、下端盖1-8、主阀复位弹簧1-9、进气室1-a、右侧单阀进气腔1-b、左侧单阀进气腔1-c、左侧单阀进气节流孔1-d、右侧单阀进气节流孔1-e、左侧单阀进气阀口1-h、右侧单阀进气阀口1-i、输出腔1-j、右侧单阀排气阀口1-k、左侧单阀排气阀门1-m、排气腔1-n、右侧单阀阀芯控制室1-p、左侧单阀阀芯控制室1-q、左侧先导气流引入孔1-r、左侧先导进气节流孔1-s、右侧先导气源引入孔1-v、左侧先导进气节流孔1-w、第一气容腔2-a、第二气容腔2-b、第二气容进气孔2-c、第一气容进气孔2-d、右侧先导进气孔2-e、右侧先导控制口2-f、左侧先导进气竖孔2-g、第一进气流道2-h、第二进气流道2-i、左侧先导进气孔2-o、左侧先导控制口2-t、右侧先导进气竖孔2-u等。

由于现有技术中安全双联阀的第一先导气容腔和第二先导气容腔与主阀进气阀口距离很近，虽然有恒节流孔塞阻挡，因孔板效应减少了恒节流孔塞的节流效果，当安全双联阀通电打开瞬间产生路路通现象对先导控制气源产生很大的干扰。另外，现有技术中安全双联阀的两个先导进气口至第一先导气容腔和第二先导气容腔的气动阻尼大于第一先导气容腔和第二先导气容腔至进气阀口的阻尼，使安全双联阀在通电后，两个主阀阀芯动作相对较慢，常出现通电后非安全故障，而且动作时间的离散离较大，因两先导交叉测控太灵敏，该安全双联阀的异步换向性能很差，经常误报故障信号，因此该类安全双联阀安全，但动作不可靠。为了避免上述缺陷，本实用新型所述安全双联电磁阀将先导气容腔设置在先导阀座上远离进气口IN，避免了主阀开关的瞬间产生路路通现象对先导控制气源进行干扰，具体包括以下结构：

如图1～图4所示，本实用新型所述安全双联电磁阀，包括由两组两位三通电磁阀组成的主阀组件1，在每组两位三通电磁阀的上部通过先导阀座2安装先导电磁阀3；

如图5～图7所示，所述主阀组件1包括主阀体1-1，在主阀体1-1上设置进气口IN、出气口OUT和排气口EXIT，在主阀体1-1的内部设有阀腔和进气室1-a，阀腔由自下而上分布的进气腔、输出腔1-j和排气腔1-n组成，进气腔包括右侧单阀进气腔1-b和左侧单阀进气腔1-c；所述进气口IN连通进气室1-a，出气口OUT和输出腔1-j连通，排气口EXIT和排气腔1-n连通；所述进气室1-a和右侧单阀进气腔1-b、左侧单阀进气腔1-c分别通过右侧单阀进气节流孔1-e、左侧单阀进气节流孔1-d连通，右侧单阀进气腔1-b、左侧单阀进气腔1-c和输出腔1-j分别通过右侧单阀进气阀口1-i、左侧单阀进气阀口1-h连通，输出腔1-j和排气腔1-n 通过右侧单阀排气阀口1-k、左侧单阀排气阀口1-m连通；在所述阀腔中设置两组两位三通电磁阀的主阀阀芯1-5，在主阀阀芯1-5上设置上封塞1-6和下封塞1-7，在阀腔的底部设置下端盖1-8，下端盖1-8与阀腔之间通过密封圈进行密封，下封塞1-7和下端盖1-8之间连接主阀复位弹簧1-9；在不通电的情况下（即复位状态），主阀复位弹簧1-9将主阀阀芯1-5向上顶，使进气腔和输出腔1-j相阻断，输出腔1-j和排气腔1-n 相导通；

如图8～图9所示，在所述先导阀座2的内部左右分别对称设置与两个先导电磁阀3对应的第一气容腔2-a和第二气容腔2-b；所述主阀体1-1内左侧的两位三通电磁阀的左侧单阀进气腔1-c与右侧的第二气容腔2-b通过第一进气检测流道连通，第一进气检测流道由左侧先导进气节流孔1-s、左侧先导气源引入孔1-r、左侧先导进气竖孔2-g、第一进气流道2-h、第二气容进气孔2-c构成；所述主阀体1-1内右侧的两位三通电磁阀的右侧单阀进气腔1-c与左侧的第一气容腔2-a通过第二进气检测流道连通，第二进气检测流道由右侧先导进气节流孔1-w、右侧先导气源引入孔1-v、右侧先导进气竖孔2-u、第二进气流道2-i、第一气容进气孔2-d构成；所述第一气容腔2-a和第二气容腔2-b分别经先导阀座2中的左侧先导进气孔2-o、右侧先导进气孔2-e与先导阀座2上左右两侧的先导电磁阀3的先导进气口无阻碍连通；在两个主阀阀芯1-5的顶部分别与主阀体1-1之间形成左侧单阀阀芯控制室1-q和右侧单阀阀芯控制室1-p，左侧单阀阀芯控制室1-q、右侧单阀阀芯控制室1-p分别通过先导阀座上的左侧先导控制口2-t、右侧先导控制口2-f与左、右两个先导电磁阀3的先导输出口无阻碍连通。上述结构在先导阀座2上的第一气容腔2-a、第二气容腔2-b前，通过第一进气流道2-h和第二进气流道2-i进行交叉、并实现了先导控制气源的交叉监控，从左侧单阀进气腔1-c的气源进入右侧的第二气容腔2-b对右侧的两位三通电磁阀进行控制；从右侧单阀进气腔1-b的气源进入左侧的第一气容腔2-a对左侧的两位三通电磁阀进行控制。以上结构实现了主阀阀芯1-5内部的两组两位三通电磁阀的左侧单阀进气腔1-c和从右侧单阀进气腔1-b与两组先导电磁阀3的先导进气口（分别与先导阀座上的左侧先导进气孔2-o和右侧先导进气孔2-e接通）的交叉连通，从而进入其中一组两位三通电磁阀的压缩空气交叉进入先导电磁阀3中，实现交叉控制另一组两位三通电磁阀的打开和关闭。上述先导气容腔和主阀体1-1的进气室之间通过进气检测流道连通，相对现有技术中的安全双联阀气容腔远离左、右单阀进气阀口，在实现左右单阀进气阀口和气容腔之间的进气检测流道阻尼大同时气容腔与先导电磁阀进气口实现无阻碍连通以保证气容腔内所接聚的气压能在先导电磁阀打开的瞬间优先集中向左、右单阀阀芯控制室释放，同时减少因安全双联阀打开瞬间的路路通产生气容腔内的压缩空气向左、右单阀进气室的回流，使先导交叉测控过程中的稳定性更好，以减少监控的误动作，先导交叉监控性能提高。另外因气容腔与先导电磁阀进气口实现无阻碍连通后、气容腔内所接聚的气压能在先导电磁阀打开的瞬间优先集中向左、右单阀阀芯控制室释放使安全双联阀内主阀芯换向动作加快、安全双联阀的动作离散度有一个很大的降低、对被控机械压力机离合器和制动器的控制精度有一个很大的提高，从而对该安全双联阀用于高速、高精密机械压力机成为可能。而原有技术的中、交叉检测流道设在气容腔与先导进气口的安全双联阀是无法实现的。

如图1、图2、图3、图5、图6所示，在所述主阀体1-1的两组阀腔底部的下端盖1-8上分别安装第一接近开关4和第二接近开关5，第一接近开关4和第二接近开关5分别用于检测两组主阀体1-1中阀芯1-5的位置。

如图8所示，本实用新型所述安全双联电磁阀的工作原理是：安全双联阀由两个相同的二位三通单阀构成，两个经节流后单阀进气口与安全双联阀进气口IN连接在一起，两个单阀的输出口并联后与安全双联阀的输出口OUT连接在一起，两个单阀的排气口并联后与安全双联阀的排气口EXIT连在一起，由两个进入先导电磁阀的压缩空气在进入安全双联阀中的第一气容腔（左）2-a、第二气容腔（右）2-b 前就进行交叉，实现对安全双联中的两个单阀1DT、2DT交叉检测，和控制，同时实现由二个单阀和二位三通电磁阀构成的3a、3b的安全双联阀进气口IN、出气口OUT、排气口EXIT冗余控制并联组合在一起。当安全双联阀的两个先导电磁阀1DT、2DT线圈同时得电或失电、先导电磁阀交叉自监测和控制主阀阀芯的工作状态和后控制安全双联阀的主阀阀芯换向动作。

本实用新型所述的安全双联阀工作时可分为如下三个工作状态：

（1）安全双联阀不通电工作状态、即复位状态：

压缩空气从主阀体1-1的进气口IN进入进气腔1-a 1-12后分别经主阀体1-1的从两个左单阀进气节流孔1-d、右单阀进气节流孔1-e进气节流口1-13进入右单阀进气室1-b、左单阀进气室1-c进气室1-2，由进气检测流道达到两个先导电磁阀3的先导进气孔2-o和右侧先导进气孔2-e先导进气口3-1，在不通电的状态下，先导电磁阀3的先导进气口3-1先导进气孔2-o和右侧先导进气孔2-e与左先导控制口2-t和右先导控制口2-f断开封闭，进入进气检测流道的压缩空气被两个先导电磁阀3的先导进气口3-1和两个主阀阀芯1-5的下封塞1-7封住；原有两个左单阀阀芯控制室1-q和右单阀阀芯控制室1-p主阀阀芯控制室1-10内的压缩空气从先导电磁阀3的排气口排出；与安全双联阀的出气口OUT连通的离合器、制动器内的压缩空气经出气口OUT、排气腔1-n1-4和排气口EXIT排出大气。

此时因两个主阀阀芯1-5都处在远离第一接近开关4和第二接近开关5的位置，使第一接近开关4、第二接近开关5均输出“断开”，给机械压力机的安全控制系统输入一个安全双联阀两个主阀阀芯均处在复位状态的电信号。

（2）安全双联阀通电工作状态：

当两个先导电磁阀的线圈同时通电，先导进气口3-1打开，先导电磁阀的排气口关闭，压缩空气分别从进气检测流道进入第一气容腔(左)2-a、第二气容腔（右）2-b、第二气容进气孔（右）2-c第一气容腔2-1和第二气容腔2-2，由左、先导进气孔2-o和右侧先导进气孔2-e分别经两个先导电磁阀、左先导控制口2-t和右先导控制口2-f先导控制口3-2经先导控制流道3-3流入左单阀阀芯控制室1-q和右单阀阀芯控制室1-p主阀阀芯控制室1-10内，当两个主单阀阀芯控制室1-10内压力达到一定的压力后立刻驱动两个主阀阀芯1-15下移而打开左单阀进气阀口1-h和右单阀进气阀口1-i主阀进气阀口1-14，关闭右单阀排气阀口1-k和左单阀排气阀口1-m主阀排气阀口1-15。由与安全双联阀的进气口IN相连的进气腔1-121-a进入的压缩空气从两个左单阀进气节流孔1-d、右单阀进气节流孔1-e主阀进气节流口1-13经左单阀进气阀口1-h和右单阀进气阀口1-i主阀进气阀口1-14、由输出腔1-j、1-3、出气口OUT进入被控的离合器、制动器内。

此时因两个主阀阀芯1-5下移后都处在接近第一接近开关4和第二接近开关5的位置，使第一接近开关4和第二接近开关5均输出“接通”，给机械压力机的安全控制系统输入一个安全双联阀两个主阀阀芯均处在工作状态的电信号。

（3）安全双联阀（的一个单式阀）故障状态：

安全双联阀中的一个单式阀出故障（包括两个主阀阀芯动作的不同步），即一个主阀阀芯1-5打开、另一个主阀阀芯1-5关闭。压缩空气经左单阀进气节流孔1-d或右单阀进气节流孔1-e、进气节流口1-13从打开（优先打开）的主阀阀芯1-5对应的左单阀进气阀口1-h或右单阀进气阀口1-i主阀进气阀口1-14流入另一个还处在关闭状态的右单阀排气阀口1-k、左单阀排气阀口1-m、主阀阀芯1-5的左或右单阀排气阀口1-15、排气腔1-41-n排向大气，使与安全双联阀出气口OUT相连的离合器、制动器内的压缩空气压力衰减到其驱动压力之下（进气口IN压力的10%，不大于0.04MPa）。

此时一侧的主阀阀芯处在接近第一接近开关4的位置，另一个主阀阀芯处在远离第二接近开关5的位置，第一接近开关4输出“接通”信号，第二接近开关5输出“关闭”信号，给机械压力机的安全控制系统输入一个故障的电信号。

本实用新型所述安全双联阀，将先导气容腔设置在先导阀座上，远离进气阀口，将先导进气口与第一、第二先导气容改为无阻碍并相连（原通过较长流道交叉相连），第一、第二先导气容相连的进气恒节流孔塞改为由较长的流道两交叉相连（原为低阻尼并行连通），先导气容腔设置在先导阀座上远离进气阀口。通过上述改进减少了第一、第二先导气容至主阀阀控制腔的气动阻尼，增加了第一、第二先导气容至两恒节流孔塞的气动阻尼，弱化了恒节流孔塞的孔板效应，加快主阀芯打开的时间，减小安全双联阀换向上升时间，提高了该安全双联阀动作的可靠性，提高了该安全双联阀先导控制气源对两个主阀阀芯的交叉检控性能，提高了安全双联阀的异步换向性能减少安全双联阀换向时间的离散度为该类安全双联阀用于高速、重载机械压力机的控制奠定一定的基础，避免了主阀开关的瞬间产生路路通现象对先导控制气源进行干扰，消除误报故障信号现象及非安全故障。

将先导气容腔设置在先导阀座上，远离进气阀口，避免了主阀开关的瞬间产生路路通现象对先导控制气源进行干扰，消除使安全双联阀出现通电后不动作现象；而且动作时间的离散相对较小，两先导交叉测控正常，消除了误报故障信号现象、及非安全故障。

采用本实用新型结构的安全双联阀不同型号的换向时间能够保证较好的一致性，离散度相对较小。现有技术中的安全双联阀离散度在12ms左右，本实用新型的安全双联阀离散度在5ms以内，工作时间的一致性较好。现有技术中的安全双联并的异步换向时间在10ms以内，本实用新型的安全双联阀异步换向时间为25ms左右，从而能够避免误发故障信号，保证安全双联阀的工作可靠性。