一种水压插装式三位四通电磁换向阀的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种水液压系统中控制液流方向的元件，属于流体传动与控制领域，是一种水液压三位四通换向阀，适用于中高压水介质(淡海水、海水基等)液流方向控制场合，尤其适合于深海环境下水液压传动系统中使用。
【背景技术】
[0002]我国是一个海洋大国，海洋资源丰富，随着我国在海洋探索、海洋开发方面的进展越来越快，相关配套的海洋设备装置研制、开发也成为重中之重。而水液压传动技术除了具备传统液压传动结构紧凑、功率与质量比大、稳定性好等优点外，还具有无污染、阻燃性好、介质来源广等优点，尤其适用于海洋资源勘探与开发等领域。然而，与传统的液压传动介质相比，水具有腐蚀性强、粘度低、润滑性差、气化压力高等特点，传统的液压元件不能适用于水液压传动领域，需对水液压元件的设计和研制进行新的探索和考虑。
[0003]电磁换向阀作为液压系统中重要的控制元件，在传统的液压系统中，通常采用滑阀型式来实现换向机能。然而考虑到水的理化性质和传统液压油介质差别明显，如在同等工况下，水介质的泄漏量比油介质要增大近30倍，现有的滑阀型电磁换向阀由于阀芯和阀套配合间隙相对较大，密封性差，用于水液压系统泄漏严重，效率极低；而减小配合间隙不仅会加大生产成本，还会带来堵塞、卡死、磨损量加大等问题。故现有的滑阀型电磁换向阀并不适用于水液压系统。目前虽然有少量滑阀型水液压换向阀出现，但通流量普遍较小，而且所用材料耐海水腐蚀性差，根本无法满足深海环境中高压力、大流量液压传动系统的要求。
[0004]由于锥阀结构具有配合公差小、动作灵敏，具有微小或零泄漏等特点，可通过多个插装式锥阀的相互组合实现三位四通换向阀的功能。专利CN201310023718.8和专利CN201310034409所述的水压插装式三位四通电磁换向阀分别通过两个先导阀控制四个插装组件虽然从原理上可以实现换向功能，但是在实际应用上，具有重大缺陷，当连接外部负载时不能实现传统电磁换向阀的换向功能。以专利CN201310034409为例，具体为:当A、B之间接液压缸(液压缸承受负载)时，假设PA、BT分别相通(即YA1得电)，此时第一插装组件和第四插装组件的阀芯处于开启状态，由于A、B之间所接液压缸承受负载，则液压缸进口、A 口和P 口之间均为高压，在YA1断电后(即换向阀换向回到中位时)，通过阀芯上的阻尼孔，第一插装组件和第四插装组件的阀芯弹簧腔均立即处于高压环境，此时第一插装组件中的阀芯整体处于高压环境，只能在弹簧力的作用下缓慢复位，而在弹簧力和压力的作用下，第四插装组件阀芯立即关闭，造成液压缸出口部分与B 口之间为闭死容腔，而液压缸进口部分也为闭死容腔，则液压缸进口、A 口和P 口之间也为闭死容腔，使第一插装组件阀芯不能在弹簧力的作用下关闭，始终处于开启状态，即换向阀不能换向。
[0005]因此，在以上的基础上如何克服现有滑阀型电磁换向阀存在的上述缺陷并实现插装式三位四通换向阀的换向机能，是水压传动系统亟需解决的重要问题。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种水压插装式的三位四通电磁换向阀，用于解决现有滑阀型三位四通电磁换向阀用于水液压系统出现的泄漏严重、效率极低以及减小配合间隙所带来的堵塞、卡死、磨损量加大等问题，同时解决了专利CN201310023718.8和专利CN201310034409所述水压插装式三位四通换向阀外接负载时无法换向的问题。为此本发明采用以下技术方案:
[0007]本发明由两个先导控制阀(a，b)、四套插装组件(c，d，e，f)、两块控制盖板(1、3)和一个插装阀块⑵组成，其中插装组件(c，d)中又包含弹簧(4)、格莱圈(7)、阀芯(8)、阀套(9)和密封件组合(5，6，10)，插装组件(e，f)中又包含阀套(11)、阀芯(12)、阻尼孔
(13)、格莱圈(14)、弹簧(15)和密封件组合(16，17，18，19，20，21)，插装阀块⑵上设有高压口 P、工作口 A、工作口 B和低压口 T四个阀口及其他连接孔道(gl，g2，g3，g4，g5，g6)。先导控制阀一(a)和先导控制阀二(b)均为两位两通电磁阀；四套插装组件(c，d，e，f)分别安装在插装阀块(2)的两个侧面圆型孔腔内，其中插装组件(c，d)安装在插装阀块(2)的同一侧面，插装组件(e，f)安装在插装阀块(2)的另一侧面；盖板一(1)和盖板二(3)分别安装在插装阀块(2)开有圆型孔腔的两个侧面上；插装组件一(c)的侧端口(c2)、插装组件二(d)的侧端口(d2)分别与低压口 T通过插装阀块(2)内部的孔道(gl)连通，插装组件一(c)的底端口(c4)、插装组件三(e)的底端口(e8)与工作口 A通过插装阀块(2)内部的孔道(g2)连通，插装组件二⑷的底端口(d4)、插装组件四(f)的底端口(f8)与工作口 B通过插装阀块⑵内部的孔道(g3)连通，插装组件三(e)的侧端口(e6)、插装组件四(f)的侧端口(f6)与高压口 P通过插装阀块⑵内部的孔道(g4)连通；插装组件一(c)的控制腔(cl)和插装组件四(f)的控制腔(fl)经过盖板一(1)、盖板二(3)及插装阀块(2)之间的控制孔道相连通，并与先导控制阀一(a)的进口相通；插装组件二(d)的控制腔(dl)和插装组件三(e)的控制腔(el)经过盖板一(1)、盖板二(3)及插装阀块⑵之间的控制孔道相连通，并与先导控制阀二(b)的进口相通；插装组件(e，f)的阻尼腔(e2，f2)经过阀套二(11)的侧端出口(e3，f3)、插装阀块(2)上的孔道(g5)及插装组件一(c)的阀套一(9)的环形空腔与低压口 T相连通；先导控制阀一(a)的出口和先导控制阀二(b)的出口经过插装阀块(2)上的控制孔道与低压口 T相连通。
[0008]本发明中的插装组件一(c)与插装组件二(d)的结构相同，阀芯一(8)的外圆柱面上粗下细且底端为圆锥面，阀套一(9)下端沿径向开有圆型通孔，复位弹簧一(4)安装在阀芯一(8)上端，格莱圈(7)安装在阀芯一(8)的密封沟槽内，阀芯一(8)安装在阀套一
[9]的内部并可沿轴向上下往复运动，阀芯一(8)的底端圆锥面和阀套一(9)的下端内圆柱台阶孔在弹簧力的作用下关闭实现线密封；插装组件三(e)和插装组件四(f)结构相同，阀套二(11)的上端沿径向开有圆型通孔，下端开有环形沟槽并沿径向开有圆形通孔，阀芯二(12)的外圆柱呈三阶阶梯型且顶端为圆锥面，阻尼孔(13)安装在阀芯二(12)的内腔，复位弹簧二(15)安装在阀芯二(12)的下端，格莱圈(14)安装在阀芯二(12)的密封沟槽内，阀芯二(12)安装在阀套二(11)的内部并可沿轴向上下往复运动，阀芯二(12)的顶端圆锥面和阀套二(11)的上端内圆柱台阶孔在弹簧力的作用下关闭实现线密封。
[0009]本发明中的阀芯二(12)的底端圆柱投影面积大于阀芯一(8)的上端圆柱投影面积与阀芯二(12)的中间圆柱投影面积之和。
[0010]本发明中的插装组件(e，f)的阻尼腔(e2，f2)经过阀套二(11)的侧端出口(e3，f3)、插装阀块(2)上的孔道(g5，g6)及插装组件一(c)的阀套一(9)的环形空腔与低压口T相连通，始终充满低压水介质，使阀芯二(12)上下往复运动过程中阻尼腔(e2，f2)不会形成闭死容腔。
[0011]本发明中的四套插装组件(c，d，e，f)其中的阀芯(8，12)与阀套(9，11)之间通过软硬材料配对实现密封的可靠性，阀芯(8，12)采用17-4PH加工，阀套(9，11)采用QA19-4加工，盖板(1，3)和插装阀块⑵采用316L不锈钢加工，提高换向阀的抗腐蚀能力。
[0012]有益效果
[0013]本发明采用插装式锥阀结构，通过多个插装组件的组合实现换向阀三位四通换向功能，避免了现有滑阀型三位四通电磁换向用于水液压系统出现的严重泄漏、低效率以及