专利名称：电气控换向阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气压传动中的控制装置，具体涉及一种在气压传动中可以使用双气源的电气控换向阀。
背景技术：
在工业气压传动系统中，用于信号传感与转换、逻辑控制、参量调节等的各类气动元件统称为气动控制元件。其中，改变压缩空气流动方向和气流通断状态，使气动元件的动作或状态发生变化的控制称为方向控制，相应的气动元件为方向阀。而用于改变气流流动方向和气流通断的方向阀即换向阀。
目前，自动化的气流换向控制普遍采用电控换向阀，包括直动式电控换向阀和先导式电控换向阀。
直动式电控换向阀，阀柱换向由电磁铁铁芯直接推动，换向灵敏，动作频率高；然而，其对主阀阀柱行程要求严格，应使阀柱行程与电磁铁吸合行程一致，一旦换向失灵，易烧坏线圈。同时，由于推动力完全由电磁铁提供，其电磁控制部分体积、重量较大。
先导式电控换向阀由先导电磁阀控制压缩空气来操纵主阀而使阀柱换向，其具有控制力大，对主阀行程无严格要求，结构紧凑、尺寸小等优点，因而被广泛应用于各种结构的主阀控制。参见北京化学工业出版社2004年出版的《机械设计手册——气压传动》P278-P284，公开了在气压传动中使用较多较典型的五通电控换向阀，其特点是产品标准化，技术比较成熟，输出—常开—常闭，有单电控双电控，有二位置三位置，有管装式和板装式均可安装在阀座板上集控等。然而，这类先导式电控换向阀存在下列缺陷①由于控制气源采用工作气源，通常只能工作在1.5KGf/cm2-8KGf/cm2的气压范围内，在较大口径较低气压下不能正常工作；②由于控制气源无法与工作气源隔离，当工作气源为价格较高的氮气或其它气体时，造成使用成本增高，甚至不能使用，因而应用场合受到限制。
为解决这一问题，可以考虑对于双气源或低气压的场合采用双阀联控装置，即由控制气源经电控换向阀控制气控换向阀，再由气控换向阀控制工作气源的换向。由于双阀联控的阀型尚未见有配套产品，以致双阀混配连接管道增多，而且双阀不能安装在同一阀座板上集控，故双阀联控虽是个可以选用的方法，但成本高、安装使用复杂、占用空间大。
进一步探讨，可以考虑将双阀联控合并为一阀联控，即采用所谓的他控方法，在电控换向阀上增设他控进气的相关装置，增设控制气源，使之成为具有一阀联控作用的使用双气源的电气控换向阀；然而目前市场上尚未见到具有上述功能的电气控换向阀。
发明内容
本实用新型目的是提供一种可以采用双气源的具备他控功能的电气控换向阀。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种电气控换向阀，包括阀体、阀柱，阀体上设有工作气道及其进出气口、气控机构、控制气道和电磁体，所述气控机构包括腔体和位于腔体内的活塞，活塞一端与阀柱一侧端面接触，腔体经电磁体室、先导气口与控制气道连通，电磁体室内还设有排气口，所述电磁体的动铁芯在释放位置封闭先导气口，在吸合位置封闭排气口，所述阀体表面设置有与控制气道连通的他控进气口，所述控制气道与工作气道间经气道阀连接。
上述技术方案中，在控制气道与工作气道间设置了气道阀，并增设了与控制气道连通的他控进气口。从而，可以有两种工作方式，其一，气道阀打开，他控进气口关闭，此时，控制气道与工作气道连通，可以与现有技术同样工作，由工作气体同时作为控制气体使用，适合于气压正常，采用空气作为工作气体的场合使用；其二，气道阀关闭，他控进气口连接控制气源，此时，工作气道与控制气道截止，阀柱由控制气源提供的控制气体驱动，适合于工作气体气压较低，或者工作气体不是空气(例如是氮气)的场合使用。
上述技术方案中，所述阀体包括工作体、控制体和电磁体，所述工作体内容纳有阀柱，工作体上设有一个进气孔道、2个排气孔道、2个分别连接至气动元件的气道，控制气道、气道阀，所述控制体上设置有互相连通的他控进气口、先导气口和控制气道进口，控制体与工作体通过定位销和连接螺钉固定连接，所述定位销和连接螺钉相对于主轴中心对称分布；所述控制体外侧设有与阀座板配合的安装孔。
上述技术方案中，所述气道阀是手动调节的二位三通弹性密封阀，开启状态工作气孔与控制气道连通，关闭状态工作气孔与控制气道截止，控制气道的左右两侧经过气道阀常通。
或者，所述气道阀是手动调节的三位三通间隙密封阀，阀芯旋转三个位置，第一位置工作气孔与左右控制气道导通；第二位置工作气孔截止，左右控制气道导通；第三位置工作气孔，左、右控制气道各自截止。
以常用的五通管装式电气控换向阀为例，它由工作体，控制体和电磁体组成，工作体上设有气道阀，控制体上设有他控进气口道；所述工作体内设置有阀柱，用于执行工作气源的换向操作，所述控制体由控制气源通过他控进气口道和气道阀的操作控制工作体工作；所述电磁体是由外接电源通过电磁阀控制控制体的进、排气；其换向过程为通过电控，控制气源经控制体操纵工作体，使工作气源换向。
其中，所述工作体，控制体和电磁体本身为现有技术，本实用新型的构造特征在于在工作体上增设气道阀，在控制体上增设他控进气口，而后由通道构通形成；在左侧设置弹簧的情况下，所述工作体中的阀柱受端盖内的气压和弹簧作用被推动至右位，此位为换向阀的初始位置；所述端盖内的气压来自工作体上的左气道；所述左气道经气道阀后，一端接P1气孔至P1进气口，另一端接右气道至控制体；所述控制体与工作体连接面有连接的定位销和螺钉，有气道连接口和推动阀柱运动的活塞及腔体，腔体经气孔与电磁体室接通；电磁体室内有电磁先导阀，由先导气口及控制先导气口启闭的电磁动铁芯组成，先导气口一端经气道连接口至右气道，另一端经P2气道至P2他控进气口，电磁动铁芯受弹簧作用关闭先导气口，同时开启R3排气口；电磁动铁芯的动作受电磁线圈控制，也可以同时设置手动气开关控制电磁动铁芯的动作；所述换向阀换向时，电磁动铁芯动作右移开启先导气口，同时关闭R3排气口，此时来自P2进气口的控制气源进入电磁体室，通过气孔进入腔体推动活塞移动，从而推动阀柱至左位，此位为换向阀换向位置；换向阀停止换向时，电磁动铁芯释放，靠弹簧作用左移关闭先导气口，同时开启R3排气口，随之由端盖内的弹簧和左气道的气压共同作用推动阀柱右移，活塞右侧腔体内的空气则通过气孔、电磁体室和R3排气口排出，至此，换向阀恢复初始位置。
上述技术方案也可以应用于双电控的二位置或三位置换向阀。此时，阀体两端分别设置有控制体和电磁体，其控制气道经气道阀连通，可以根据需要设置1个或2个他控进气口。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1.由于本实用新型设置了气道阀和他控进气口，其工作气源与控制气源可以在换向阀内部被隔离，由于阀柱的换向只接受控制气源的控制，故工作气源的质量或气压有所变化，或甚至工作源的介质有所变化，只要不影响或改善适应阀运行的条件环境，亦都不会影响阀柱的换向工作；2.由于气道阀的设置，使得本实用新型的使用具有更大的灵活性，既可以采用新的他控方式，也可以通过对气道阀的调节使之兼容于现有的电控阀或气控阀，使用户选用和运用该换向阀时更加灵活，更加方便，更加节约。
附图1为本实用新型实施例一的结构示意图；附图2为图1中气道阀开启状态的局部俯视放大示意图；附图3为图2的E-E剖视示意图；附图4为图1中气道阀关闭状态的局部俯视放大示意图；附图5为图4的F-F剖视示意图；附图6为图1中控制体的C向视图；附图7为图6的G-G剖视示意图；附图8为图6的H-H剖视示意图；附图9为图6的I-I剖视示意图；附图10为图6的J-J剖视示意图；附图11为图6的右视图；附图12为图11的右视图；附图13为图11的K-K剖视示意图；
附图14为实施例一的图形符号图；附图15为实施例一中阀柱在初始位置的工作原理图；附图16为实施例一中阀柱在换向位置的工作原理图；附图17为实施例二的图形符号图；附图18为实施例二的工作原理图；附图19为实施例三的图形符号图；附图20为实施例三的工作原理图。
其中[100]、端盖；[101]、弹簧；[200]、工作体；[201]、P1气孔；[202]、右气道；[204]、气道阀；[205]、阀芯；[206]、气孔；[207]、密封圈；[208]档圈；[209]、档圈槽；[210]、卸圈孔；[211]、弹簧；[212]、标记；[213]、阀柱；[214]、P1进气口；[300]、控制体；[301]、先导气口；[302]、电磁体室；[303]、气孔；[304]、腔体；[305]、活塞；[306]、手动气开关；[307]、侧气道；[308]、P2气道；[309]、他控进气口；[310]、螺钉孔；[311]、定位销孔；[312]、气道连接口；[313]、安装孔；[314]、U形槽；[400]、电磁体；[401]、动铁芯；[402]、弹簧；[403]、线圈；[404]、排气口。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一参见附图1至16所示，一种电气控换向阀，包括阀体、阀柱、工作气道及其进出气口、气控机构、控制气道和电磁体，所述气控机构包括腔体和位于腔体内的活塞，活塞一端与阀柱一侧端面接触，腔体经电磁体室、先导气口与控制气道连通，电磁体室内还设有排气口，所述电磁体的动铁芯在释放位置封闭先导气口，在吸合位置封闭排气口，所述阀体表面设置有与控制气道连通的他控进气口，所述控制气道与工作气道间经气道阀连接。所述阀体包括工作体、控制体和电磁体，所述工作体内容纳有阀柱，工作体上设有一个进气孔道[P1]、2个排气孔道R1、R2、2个分别连接至气动元件的气道A、B，控制气道、气道阀，所述控制体上设置有互相连通的他控进气口P2、先导气口和控制气道进口，控制体与工作体通过定位销和连接螺钉固定连接，所述定位销和连接螺钉相对于主轴中心对称分布；所述控制体外侧设有与阀座板配合的安装孔。所述气道阀是手动调节的二位三通弹性密封阀，开启状态工作气孔与控制气道连通，关闭状态工作气孔与控制气道截止，控制气道的左右两侧经过气道阀常通。
参见附图1，端盖100与工作体200，工作体200与控制体300，控制体300与电磁体400采用螺钉，螺母方法连接成整体，由此也可以分离；工作体200中的阀柱213受端盖100内的气压和弹簧101作用被推动至右位，此位为换向阀的初始位置；端盖100内的气压来自工作体200上的左气道202；左气道202经气道阀204后一端接P1气孔201至P1进气口214，另一端接右气道203至控制体300；控制体300与工作体200连接面有定位销孔311和螺钉孔310(参见附图6)，通过定位销和螺钉可以将控制体300与工作200连接，该连接为径向定位连接，同时可以上下倒置连接；控制体300与工作体200连接面还有气道连接口312和推动阀柱213运动的活塞305及腔体304；腔体304经气孔303与右邻电磁体室302接通；电磁体室302有电磁先导阀，此阀由先导气口301及控制先导气口301启闭的电磁动铁芯401组成；电磁动铁芯401同时控制R3排气口404，但R3排气口404的启闭与先导气口301的启闭方向相反；先导气口301其气道一端经气道连接口312至右气道203，另一端经P2气道308至P2他控进气口309；电磁动铁芯401受弹簧402作用关闭先导气口301，同时开启R3排气口404；电磁动铁芯401的动作受电磁线圈403控制，也受手动气开关306控制；换向阀换向时，即电磁动铁芯401动作右移开启先导气口301，同时关闭R3排气口404，此时来自P2进气口309的控制气源进入电磁体室302，通过气孔303进入腔体304，由于压差大，气压强有力的推动活塞305移动，从而推动阀柱213至左位；此位为换向阀的换向位置，其工作原理图见图16；换向阀停止换向时，即电磁动铁芯401释放，靠弹簧402作用左移关闭先导气口301，同时开启R3排气口404；随之有端盖100内的弹簧101和来自P2进气口309的气压作用推动阀柱213右移，并使活塞305右侧腔体304内的空气通过气孔303，电磁体室302和R3排气口404排尽；至此换向阀恢复初始位置，其工作原理图见图15，图形符号见图14。
图2-图5给出了气道阀204的结构放大和工作原理，其中图2和图3为气道阀204开启位置结构示意图，图4和图5为气道阀204关闭位置结构示意图；气道阀204有阀芯205，档圈208，密封圈207和弹簧211组成；阀芯205上端开有凹槽并至径向凸出部分，凹槽用于螺丝刀操作及指示标记；阀芯205中端有二道密封圈207用于阀芯205上下工作时对气道的密封；阀芯205下端有气孔206用于导气；档圈208为270度圆形弹性圈，安装定位在档圈槽209内；档圈208的90度缺口用于锁定阀芯205上端的径向凸出部分；档圈208的内径有一向下凸出部分，用于锁定阀芯205上端径向凸出部分的凹槽；档圈208的外径有凸出部分指向卸圈孔209，作用为档圈208的自身锁定；阀芯205与档圈208的配合形成上下二个锁定位置；阀芯205上调时为开启P1气孔201的位置，阀芯205下调时为关闭P1气孔201位置，不论阀芯205在开启或关闭位置都受弹簧211的弹性作用而被制动；开启位置时，阀芯205高于工作体200的上平面，阀芯205的上端径向凸出部分因弹簧211作用被卡在档圈208的缺口间而被锁定；关闭位置时，阀芯205低于工作体200的上平面，阀芯上端径向凸出部分的凹槽因弹簧211作用卡住档圈208的内径凸出部分而被锁定；标记212给出了气道阀204的启闭位置指示，阀芯205上端凹槽指向NO表示开启气道阀204，指向OFF表示关闭气道阀204。
图6-图13给出了控制体300的结构，其一，给出了二个螺钉孔310，二个定位销孔311，二个气道连接口312均为对角对称排列位置，由此控制体300与工作体200的连接可以上下倒置装配，其中，二个气道连接口312，一个装有通孔密封圈，另一个装有实芯密封圈，二个密封圈可以互换装配；其二，给出了先导气口301结构为气道三叉口，二侧气道307连通二个气道连接口312，下侧P2气道308连通P2进气口309；其三，给出了控制体300外侧的安装孔313和U型槽314的位置，在安装孔313中安装螺钉时，螺丝刀需紧靠螺钉孔310中的螺钉杆而伸入操作，为便于操作，该螺钉杆部分可以作缩径处理；其四，控制体300的P2侧平面与工作体200的R1、P1、R2侧平面应具有安装在阀座板所要求的一体平整度。
实施例二参见附图17和18所示，一种电气控换向阀，为双电控二位置电气控换向阀。参见附图18所示，其工作体两侧对称设置有两组控制体和电磁体，从而构成双电控结构，其余结构构成与实施例一类似。
实施例三参见附图19和20所示，一种电气控换向阀，为双电控三位置电气控换向阀。参见附图20所示，其两工作体两侧分别设置有两组控制体和电磁体，其中，在一组控制体与阀柱之间，设置有带有弹簧结构的连接体，使得阀柱有三个工作位置。其余结构构成与实施例一类似。
实施例四一种电气控换向阀，包括工作体，控制体，他控进气口道，气道阀和电磁体；所述工作体是执行将工作气源换向；所述控制体是由控制气源通过他控进气口道和气道阀控制工作体工作；所述电磁体是外接电源通过电磁阀控制控制体；所述气道阀是个手动调节的三位三通间隙密封阀，阀芯旋转三个位置，第一位置P1气孔与左右气道导通；第二位置P1气孔截止，左右气通导通；第三位置P1气孔，左、右气道各自截止。
权利要求1.一种电气控换向阀，包括阀体、阀柱[213]，阀体上设有工作气道及其进出气口、气控机构、控制气道和电磁体[400]，所述气控机构包括腔体[304]和位于腔体内的活塞[305]，活塞一端与阀柱[213]一侧端面接触，腔体[304]经电磁体室[302]、先导气口[301]与控制气道连通，电磁体室[302]内还设有排气口[404]，所述电磁体的动铁芯[401]在释放位置封闭先导气口[301]，在吸合位置封闭排气口[404]，其特征在于所述阀体表面设置有与控制气道连通的他控进气口[309]，所述控制气道与工作气道间经气道阀[204]连接。
2.根据权利要求1所述的电气控换向阀，其特征在于所述阀体包括工作体[200]、控制体[300]和电磁体[400]，所述工作体内容纳有阀柱[213]，工作体上设有一个进气孔道[P1]、2个排气孔道[R1、R2]、2个分别连接至气动元件的气道[A、B]，控制气道、气道阀[204]，所述控制体上设置有互相连通的他控进气口[P2]、先导气口[301]和控制气道进口，控制体与工作体通过定位销和连接螺钉固定连接，所述定位销和连接螺钉相对于主轴中心对称分布；所述控制体外侧设有与阀座板配合的安装孔。
3.根据权利要求1或2所述的电气控换向阀，其特征在于所述气道阀是手动调节的二位三通弹性密封阀，开启状态工作气孔与控制气道连通，关闭状态工作气孔与控制气道截止，控制气道的左右两侧经过气道阀常通。
4.根据权利要求1或2所述的电气控换向阀，其特征在于所述气道阀是手动调节的三位三通间隙密封阀，阀芯旋转三个位置，第一位置工作气孔与左右控制气道导通；第二位置工作气孔截止，左右控制气道导通；第三位置工作气孔，左、右控制气道各自截止。
专利摘要本实用新型公开了一种电气控换向阀，包括阀体、阀柱、工作气道及其进出气口、气控机构、控制气道和电磁体，所述气控机构包括腔体和位于腔体内的活塞，活塞一端与阀柱一侧端面接触，腔体经电磁体室、先导气口与控制气道连通，电磁体室内还设有排气口，所述电磁体的动铁芯在释放位置封闭先导气口，在吸合位置封闭排气口，其特征在于所述阀体表面设置有与控制气道连通的他控进气口，所述控制气道与工作气道间经气道阀连接。本实用新型具有更大的灵活性，既可以采用新的他控方式，也可以通过对气道阀的调节使之兼容于现有的电控阀或气控阀，使用户选用和运用该换向阀时更加灵活，更加方便，更加节约。
文档编号F15B13/00GK2866921SQ20052007558
公开日2007年2月7日 申请日期2005年9月16日 优先权日2005年9月16日
发明者濮兴华 申请人:濮兴华