换向阀线圈驱动力增幅机构及换向阀的制作方法

本发明涉及一种用于增大换向阀换向线圈对换向阀阀芯作用力的换向阀线圈驱动力增幅机构及使用该机构的换向阀。

背景技术：

液压操作机构为GCB常规采用的一种操作机构形式，其具有外形紧凑，储能稳定，动作可靠性高等优点；现有的液压操动机构的结构，如图1所示，液压机构总体可分为换向阀单元、油泵单元、操作缸单元、储压器单元四部分；换向阀单元主要包括换向阀，换向阀通过对液压机构中高、低压油路的转换，达到控制液压机构主活塞进行分、合操作的功能。

如图2，换向阀包括换向阀阀体100和设置在换向阀本体左、右侧的分闸线圈200、合闸线圈300；换向阀本体100包括换向阀阀座101、换向阀阀套102、和换向阀阀芯103；换向阀阀座101设有高压油腔104、低压油腔106和中间油腔105；当GCB需要进行分闸操作时，分闸换向线圈200得电，分闸线圈衔铁201向右推动换向阀阀相103，在换向阀阀芯103右移至与右侧的换向阀阀套102的左端口接触到位后，换向阀阀芯103将换向阀阀座101上的高压油腔104与中间油腔105隔离，同时将低压油腔106和中间油腔105导通，实现分闸；在进行合闸操作时，合闸换向线圈300受电，合闸线圈衔铁301向左推动换向阀阀芯103，在换向阀阀芯103左移至与左侧的换向阀阀套102的右端口接触到位后，换向阀阀芯103将低压油腔106与中间油腔105隔断，同时将高压油腔104与中间油腔105导通，实现合闸。

换向阀阀芯103的移动需要在克服换向阀阀座101中的油压差、换向阀阀芯103上的密封件与换向阀阀套102之间的摩擦阻力等。GCB在长期静滞后的首次动作时，由于换向阀阀芯103与换向阀阀套102间的油液及润滑脂“凝固”，换向阀阀芯103与换向阀阀套102之间摩擦力很大；在进行分、合闸操作时，换向线圈对换向阀阀芯的驱动力可能不足，无法保证换向阀阀芯103到达预定的密封位置，操动机构的动作油压难以顺畅建立，导致阀芯的分、合闸时间的不同期值增大，严重的可能会因换向线圈长时受电，导致线圈烧损和输出功下降，造成操作机构故障。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种换向阀线圈驱动力增幅机构，用以解决现有的换向阀在一些情况下，换向线圈对换向阀阀芯的驱动力可能不足的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该换向阀线圈驱动力增幅机构的换向阀。

为实现上述目的，本发明的换向阀线圈驱动力增幅机构的技术方案是：

换向阀线圈驱动力增幅机构包括机构座，机构座上铰接有传动臂或拐臂，传动臂或拐臂具有与换向线圈的衔铁对应的衔铁配合部分和与换向阀的阀芯对应的阀芯配合部分，衔铁配合部分与拐臂铰接轴线之间的距离大于阀芯配合部分与拐臂铰接轴线之间的距离。

机构座包括本体连接座和线圈安装座，本体连接座设置在换向阀本体的沿换向阀阀芯轴向的侧壁上，线圈安装座的靠近换向阀本体的一侧通过螺钉搭设在本体连接座的顶面上，线圈安装座的远离换向阀本体的一侧沿换向阀阀芯轴向伸出本体连接座顶面。

所述拐臂包括相互垂直的第一拐臂部分和第二拐臂部分，所述的衔铁配合部分由第一拐臂部分上的拐臂段形成，所述的阀芯配合部分由第二拐臂部分上的拐臂段形成，拐臂的第一、二拐臂部分的连接处铰接在所述的本体连接座上。

本体连接座的沿换向阀阀芯轴向远离换向阀本体的侧壁上开设有凹槽，拐臂铰接在凹槽的平行于换向阀阀芯轴线的槽壁上。

阀芯配合部分处于凹槽内，拐臂铰接部分与凹槽的槽壁间隔设置，以使凹槽具有供所述的阀芯配合部分运动至拐臂铰接轴线的靠近换向阀本体的一侧的凹槽空间。

本体连接座上导向装配有与换向阀阀芯同轴的阀芯传动销，阀芯传动销的远离换向阀本体的一端与所述的阀芯配合部分形成顶推配合。

本体连接座与阀芯传动销之间设有阀芯回复弹簧。

线圈安装座上导向装配有与换向线圈衔铁同轴的线圈传动销，线圈传动销的远离换向线圈的一端与所述的衔铁配合部分形成顶推配合。

线圈安装座与线圈传动销之间设有线圈回复弹簧。

本发明的换向阀的技术方案是：

换向阀，包括换向阀本体和用于控制换向阀本体中的换向阀阀芯动作的换向线圈，换向线圈与换向阀本体之间设有换向线圈驱动力增幅机构，换向阀线圈驱动力增幅机构包括机构座，机构座上铰接有传动臂或拐臂，传动臂或拐臂具有与换向线圈的衔铁对应的衔铁配合部分和与换向阀的阀芯对应的阀芯配合部分，衔铁配合部分与拐臂铰接轴线之间的距离大于阀芯配合部分与拐臂铰接轴线之间的距离。

机构座包括本体连接座和线圈安装座，本体连接座设置在换向阀本体的沿换向阀阀芯轴向的侧壁上，线圈安装座的靠近换向阀本体的一侧通过螺钉搭设在本体连接座的顶面上，线圈安装座的远离换向阀本体的一侧沿换向阀阀芯轴向伸出本体连接座顶面。

所述拐臂包括相互垂直的第一拐臂部分和第二拐臂部分，所述的衔铁配合部分由第一拐臂部分上的拐臂段形成，所述的阀芯配合部分由第二拐臂部分上的拐臂段形成，拐臂的第一、二拐臂部分的连接处铰接在所述的本体连接座上。

本体连接座的沿换向阀阀芯轴向远离换向阀本体的侧壁上开设有凹槽，拐臂铰接在凹槽的平行于换向阀阀芯轴线的槽壁上。

阀芯配合部分处于凹槽内，拐臂铰接部分与凹槽的槽壁间隔设置，以使凹槽具有供所述的阀芯配合部分运动至拐臂铰接轴线的靠近换向阀本体的一侧的凹槽空间。

本体连接座上导向装配有与换向阀阀芯同轴的阀芯传动销，阀芯传动销的远离换向阀本体的一端与所述的阀芯配合部分形成顶推配合。

本体连接座与阀芯传动销之间设有阀芯回复弹簧。

线圈安装座上导向装配有与换向线圈衔铁同轴的线圈传动销，线圈传动销的远离换向线圈的一端与所述的衔铁配合部分形成顶推配合。

线圈安装座与线圈传动销之间设有线圈回复弹簧。

本发明的有益效果是：换向阀线圈驱动力增幅机构包括机构座，机构座上铰接有传动臂或拐臂，传动臂或拐臂具有与换向线圈的衔铁对应的衔铁配合部分和与换向阀的阀芯对应的阀芯配合部分，衔铁配合部分与拐臂铰接轴线之间的距离大于阀芯配合部分与拐臂铰接轴线之间的距离，利用杠杆原理，在换向线圈驱动力相同的情况下，通过本发明的换向阀线圈驱动力增幅机构，能够使换向线圈对换向阀阀芯提供更大的驱动力，解决了现有换向阀在分合闸操作时，换向线圈驱动力可能不足的问题。

进一步的，机构座包括本体连接座和线圈安装座，本体连接座设置在换向阀本体的一端，线圈安装座搭设在本体连接座的顶面上，在现有的换向阀结构的基础上设计本发明的换向阀线圈驱动力增幅机构的机构座，尽量与现有换向阀的结构适配，减小加工难度。

进一步的，本体连接座的沿换向阀阀芯轴向远离换向阀本体的侧壁上开设有凹槽，拐臂铰接在凹槽的平行于换向阀阀芯轴线的槽壁上；拐臂整体或者部分包容在凹槽中，拐臂铰接在凹槽的槽壁上，使得本装置结构更加的紧凑。

进一步的，阀芯配合部分处于凹槽内，拐臂铰接部分与凹槽的槽壁间隔设置，以使凹槽具有供所述的阀芯配合部分运动至拐臂铰接轴线的靠近换向阀本体的一侧的凹槽空间，在传动臂运动时，所述的第二传动段在传动臂铰接轴线的两侧之间运动，缩短对拐臂长度，减小拐臂摆动的幅度。

进一步的，本体连接座与阀芯传动销之间和/或线圈安装座与线圈传动销之间分别设有阀芯回复弹簧和线圈回复弹簧；在换向线圈驱动拐臂、拐臂驱动换向阀阀芯动作完成后，阀芯传动销、线圈传动销在对应回复弹簧的推动下复位，同时，由于拐臂的位置同时受到阀芯传动销和线圈传动销的限制，拐臂也会随着阀芯传动销和线圈传动销复位。

附图说明

图1为现有的液压操动机构的原理图；

图2为现有换向阀的结构示意图；

图3为本发明换向阀的具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明换向阀的具体实施例，如图3所示，包括换向阀本体100、分闸线圈200、合闸线圈300、换向阀线圈驱动力增幅机构400；换向阀本体100包括换向阀阀座101、换向阀阀套102、换向阀阀芯103，换向阀阀套102有两个，两换向阀阀套102间隔设在换向阀阀座101内腔的左、右侧，换向阀阀芯103穿设在两换向阀阀套102中；换向阀阀座101上开设有与高压油腔104、低压油腔106和中间油腔105。

换向阀线圈驱动力增幅机构400包括机构座、传动臂、销轴403、线圈传动销404、阀芯传动销405、线圈复位弹簧406、阀芯复位弹簧407、传动销导向套408；所述的机构座包括用于与换向阀阀座101连接的本体连接座411和供合闸线圈300安装的线圈安装座412。

本体连接座411设置在换向阀阀座101的右侧壁上，阀芯传动销405沿左右方向导向设置在本体连接座411中并与换向阀阀芯103同轴，本体连接座411左侧壁上与换向阀阀芯103对应的位置上设有用于容纳换向阀阀芯103右端头部的避让槽，避让槽的右侧槽壁上设有供阀芯传动销405穿出的避让孔；阀芯回复弹簧407穿设在阀芯传动销405的右端并处于本体连接座411的内壁与阀芯传动销405之间。

本体连接座411的右侧壁上设有台阶形式的凹槽，传动臂为L形结构的拐臂402，拐臂402通过轴线沿前后方向延伸的销轴403铰接在所述凹槽的沿前后方向的槽壁上，拐臂402包括从拐臂402的铰接处朝向拐臂402铰接轴线右下方延伸的第一拐臂部分和从拐臂402的铰接处朝向拐臂402铰接轴线右上方延伸的第二拐臂部分；第一拐臂部分与阀芯传动销405在左右方向上对应，第二拐臂部分与线圈传动销404在上下方向上对应。

线圈安装座412为平板，贴合设置在本体连接座400的顶面上，线圈安装座412的左侧部分通过紧固螺钉固定在本体连接座411顶面的右侧部分上，线圈安装座412的右侧向右延伸超出本体连接座411顶面；合闸线圈300沿上下方向竖直设置在线圈安装座412上，线圈安装座412上与合闸线圈衔铁301轴线对应的位置上设有供传动销导向套408安装的安装台，合闸线圈300的底面与传动销导向套408的顶面接触限位；线圈传动销404沿上下方向穿设在传动销导向套408上；线圈复位弹簧406穿设在线圈传动销404的上侧并处于线圈传动销404与传动销导向套408之间。

在进行合闸操作时，合闸线圈300得电，合闸线圈衔铁301下移，在合闸线圈衔铁301的驱动下，线圈传动销404克服线圈复位弹簧406的作用力向下移动，线圈传动销404对拐臂402第二拐臂部分施加竖直向下的作用力，拐臂402沿顺时针方向向下摆动，第二拐臂部分的与线圈传动销404滑移接触部分形成线圈配合部分，拐臂402第一拐臂部分对阀芯传动销405施加向右的作用力，第一拐臂部分的与阀芯传动销405滑移接触部分形成阀芯传动段，阀芯传动销405带动换向阀阀芯103右移，在换向阀阀芯103右移至与左侧换向阀阀套102的右端口接触时，换向阀阀芯103到位，换向阀阀芯103将换向阀阀座101中的低压油腔106与中间油腔105隔断，同时将高压油腔104与中间油腔103导通，高压油腔104中的高压油液经由中间油腔103进入到操动机构中，实现合闸。

合闸动作完成后，合闸线圈300失电，合闸线圈衔铁301上移复位，线圈传动销404在线圈复位弹簧406的作用下上移复位，阀芯传动销405在阀芯复位弹簧407的作用下右移复位，拐臂402始终处于线圈传动销404和阀芯传动销405之间，依靠线圈传动销404和阀芯传动销405进行限位，在线圈传动销404和阀芯传动销405复位的过程中，拐臂402也会被动的完成复位。

在本实施例中，拐臂402铰接部分与本体连接座411凹槽的左槽壁间隔设置，以使拐臂402阀芯配合部分能够运动至拐臂402铰接轴线的靠近换向阀本体100的一侧，这样设置的好处在于拐臂402的第二拐臂段能够在拐臂402铰接轴线的左、右侧之间往复运动，减小拐臂402单侧摆动的摆动幅度，缩短所需的拐臂402第二拐臂部分的长度。

从图3中可以明显看出，在进行合闸操作时，线圈配合部分与拐臂402铰接轴线之间的距离L1大于阀芯配合部分与拐臂402铰接轴线之间的距离L2，在合闸线圈300驱动力相同的情况下，本发明换向阀中的合闸线圈300能够对换向阀阀芯103的提供更大的作用力，解决了现有换向阀，在换向阀长时间未使用后首次合闸操作时，由于换向阀阀芯103受到的阻力较大，合闸线圈300对换向阀阀芯103的驱动力可能不足的问题。

在本发明换向阀的其他实施例中，也可以单独在分闸线圈与换向阀本体之间设置上述的换向阀线圈驱动力增幅机构，也可以同时在合闸线圈与换向阀本体之间和分闸线圈与换向阀本体之间设置上述的换向阀线圈驱动力增幅机构。

在本发明换向阀的其他实施例中，也可以将换向线圈与换向阀平行布置，在这种情况下所述的传动臂为直杆，直杆的一端铰接在本体连接座上，换向阀和换向线圈平行布置的直杆铰接位置的同一侧，阀芯配合部分和线圈配合部分由直杆上的不同的直杆段形成。

在本发明换向阀的其他实施例中，也可以将换向线圈与换向阀平行布置，在这种情况下所述的传动臂为直杆，直杆的中间部分铰接在本体连接座上，阀芯配合部分和线圈配合部分由直杆上的不同的直杆段形成。

在本发明换向阀的其他实施例中，机构座也可以是一体式的结构。

在本发明换向阀的其他实施例中，也可以不设置线圈传动销和阀芯传动销，拐臂的两拐臂段分别直接与线圈衔铁和换向阀阀芯接触传动。

本发明换向阀线圈驱动力增幅机构的具体实施例，换向阀线圈驱动力增幅机构的结构与上述本发明换向阀的任一实施例中的换向阀线圈驱动力增幅机构的结构相同，不再重复说明。