一种液压操动机构及其液压控制阀的制作方法

本发明涉及液压操动机构及其液压控制阀领域。

背景技术：

液压操动机构是驱动断路器本体实现分闸、合闸的机构，而液压控制阀则是液压操动机构的核心部件，通过液压控制阀控制液压操动机构进而带动断路器本体实现分闸、合闸。

例如，授权公告号为cn204851819u的中国实用新型专利公开了一种控制阀及使用该控制阀的断路器液压操动机构。该装置包括阀座、设置于阀座内的阀套、设置于阀套内的阀芯，阀芯能够沿阀套的轴线方向往复移动。阀套与阀座之间设有控制腔、高压油腔、瞬时高压油腔和低压油腔，其中高压油腔中为高压油，瞬时高压油腔中在断路器合闸时是高压油，在断路器分闸时是低压油，低压油腔中为低压油。

而现有技术中的断路器在调试过程中，需要对断路器进行慢合操作以测量断路器分合闸时的开距和超程，慢合操作通常是在液压系统较低的工作压力下进行的。此时，由于液压控制阀的阀芯与阀套之间存在摩擦力，压力偏低容易造成液压控制阀难以转换到位，从而使阀芯处在中间位置，使液压系统压力无法再建立，只有拆解液压控制阀才能使阀芯恢复到分闸位置或合闸位置，降低了调试时的工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种液压操动机构，以解决现有技术中在对断路器进行慢合操作时，容易出现液压控制阀转换不到位造成液压系统无法再建立而降低了调试时的工作效率的技术问题；同时，本发明的目的还在于提供一种液压操动机构用液压控制阀，以解决现有技术中在对断路器进行慢合操作时，容易出现液压控制阀转换不到位，而造成液压系统无法再建立的技术问题。

为实现上述目的，本发明的液压操动机构用液压控制阀采用如下技术方案：

液压操动机构用液压控制阀，包括阀座和装配在阀座中的阀套，阀套内滑动密封装配有阀芯，所述阀芯在液压控制阀处于分闸位置时用于将高压油腔和低压油腔连通,以及在液压控制阀处于合闸位置时用于将高压油腔和液压缸油腔连通，阀套内设有控制腔，所述控制腔内可滑动的密封装配有顶推块，所述液压控制阀还包括用于驱动顶推块顶推阀芯由分闸位置向合闸位置移动的驱动件，所述阀套或阀座上设有供所述驱动件穿装的穿孔，所述驱动件具有设置在液压控制阀外部的操作端。

本发明的液压操动机构用液压控制阀在进行慢合操作时，通过顶推块、驱动件将阀芯由分闸位置推向合闸位置，稳定可靠，有效避免了在对断路器进行慢合操作时液压控制阀在液压系统较低的压力作用下由分闸位置到合闸位置不能转换到位的现象的发生，提高了调试时的工作效率。

进一步的，为了使驱动件的结构简单，所述穿孔为设置在阀座上的螺纹孔，所述驱动件为螺纹装配在螺纹孔内的调节螺栓，调节螺栓的螺栓头构成操作端。

进一步的，为了使阀芯能够保持在分闸位或合闸位，所述阀芯位于控制腔内的端部具有分闸保持限位部和合闸保持限位部，所述阀座内设有用于分别与相应的限位部限位配合以使阀芯保持在分闸位置或合闸位置的弹性限位组件。

进一步的，为了使阀芯位于控制腔内的端部的结构简单，所述阀芯位于控制腔内的端部为梭形回转体结构，所述分闸保持限位部和合闸保持限位部分别设置在梭形回转体结构沿其轴向的两个环形斜面上。

进一步的，为了使弹性限位组件的结构简单，所述弹性限位组件包括固定装配在阀套内的固定座和可活动的装配在固定座上以与相应的限位部限位配合的限位块，所述限位块和固定座之间设有用于驱动限位块活动的弹性件。

为实现上述目的，本发明的液压操动机构采用如下技术方案：

液压操动机构，包括液压缸和驱动液压缸动作的液压控制阀,所述液压控制阀包括阀座和装配在阀座中的阀套，阀套内滑动密封装配有阀芯，所述阀芯在液压控制阀处于分闸位置时用于将高压油腔和低压油腔连通以及在液压控制阀处于合闸位置时用于将高压油腔和液压缸油腔连通，阀套内设有控制腔，所述控制腔内可滑动的密封装配有顶推块，所述液压控制阀还包括用于驱动顶推块顶推阀芯由分闸位置向合闸位置移动的驱动件，所述阀套或阀座上设有供所述驱动件穿装的穿孔，所述驱动件具有设置在液压控制阀外部的操作端。

本发明的液压操动机构在进行慢合操作时，能通过顶推块、驱动件将阀芯由分闸位置推向合闸位置，稳定可靠、有效避免了进行慢合操作时液压控制阀仅在液压系统的作用下由分闸位置到合闸位置不能转换到位的现象的发生，影响工作效率。

进一步的，为了使驱动件的结构简单，所述穿孔为设置在阀座上的螺纹孔，所述驱动件为螺纹装配在螺纹孔内的调节螺栓，调节螺栓的螺栓头构成操作端。

进一步的，为了使阀芯能够保持在分闸位或合闸位，所述阀芯位于控制腔内的端部具有分闸保持限位部和合闸保持限位部，所述阀座内设有用于分别与相应的限位部限位配合以使阀芯保持在分闸位置或合闸位置的弹性限位组件。

进一步的，为了使阀芯位于控制腔内的端部的结构简单，所述阀芯位于控制腔内的端部为梭形回转体结构，所述分闸保持限位部和合闸保持限位部分别设置在梭形回转体结构沿其轴向的两个环形斜面上。

进一步的，为了使弹性限位组件的结构简单，所述弹性限位组件包括固定装配在阀套内的固定座和可活动的装配在固定座上以与相应的限位部限位配合的限位块，所述限位块和固定座之间设有用于驱动限位块活动的弹性件。

附图说明

图1为本发明的液压操动机构的实施例的液压控制阀处于合闸位置时的结构示意图；

图2为本发明的液压操动机构的实施例的液压控制阀处于分闸位置时的结构示意图。

图中：1、第一油路；2、第二油路；3、第三油路；4、第四油路；5、第五油路；51、第六油路；6、一级分闸阀；7、二级分闸阀；8、一级合闸阀；9、二级合闸阀；11、筒体部分；12、低压腔阀套；121、高压腔阀套；13、小孔螺钉；14、阀芯；15、弹性限位组件；16、顶推块；17、调节螺栓；18、长孔；19、斜孔；20、径向安装孔；21、右端盖；211、左端盖；22、低压油腔；23、高压油腔；24、液压缸油腔；25、合闸阀安装孔；26、控制腔；27、第一通孔；28、环空；29、第三通孔；30、大孔径段；31、小孔径段；32、尾部；33、杆体；34、中部；35、低压保持装置；36、左密封锥面；37、右密封锥面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明的液压操动机构的实施例，如图1和图2所示，该液压操动机构包括液压缸和驱动液压缸动作的液压控制阀。液压控制阀包括阀座和装配在阀座中的阀套，阀套内导向滑动密封装配有阀芯14。

如图1所示，阀座包括筒体部分11、右端盖21部分以及左端盖211部分，筒体部分11的下侧筒壁上从左至右依次设置有用于与低压油箱（图中未示出）连通的低压油腔22、用于与液压缸（图中未示出）连通的液压缸油腔24、用于与高压液压系统（图中未示出）连通的高压油腔23，其中，液压缸油腔24为背景技术中的瞬时高压油腔。筒体部分11的筒壁上沿轴向设置有第二油路2，筒体部分11的左端外周面上设置有一级分闸阀6，在筒体部分11对应一级分闸阀6的位置的筒壁上还设置有径向贯通筒壁的径向安装孔20，径向安装孔20与第二油路2交叉相通。径向安装孔20内安装有用于控制第二油路2与低压油腔22连通或关闭的二级分闸阀7。一级分闸阀6能够控制二级分闸阀7的开、闭。筒体部分11的右端筒壁上还设置有第一油路1，第一油路1与第二油路2之间无交叉。筒体部分11的右端外壁上设置有一级合闸阀8，在筒体部分11对应一级合闸阀8的位置的筒壁上还设置有径向贯通筒壁的合闸阀安装孔25，合闸阀安装孔25内安装有用于控制第一油路1与控制腔26连通或关闭的二级合闸阀9。其中，一级分闸阀6和一级合闸阀8均为先导阀，二级分闸阀7和二级合闸阀9均为放大阀。筒体部分11的中间位置且在第二油路2的内侧的筒体部分11筒壁上还设置有小孔螺钉13，小孔螺钉13上设置有小孔，连通第二油路2与筒体部分11的筒腔。

阀套包括与低压油腔22对应设置的低压腔阀套12、与高压油腔23对应设置的高压腔阀套121。低压腔阀套12与高压腔阀套121均装配于筒体部分11内部，低压腔阀套12装配于筒体部分11的左端且与筒体部分11挡止配合以限制其向右运动，低压腔阀套12的左端设置有将其固定压装于筒体部分11内的左端盖211。高压腔阀套121装配于筒体部分11的右端且与筒体部分11挡止配合以限制其向左运动，高压腔阀套121的右端设置有将其固定压装于筒体部分11内的右端盖21。低压腔阀套12内部设置有沿低压腔阀套12轴向延伸的用于装配阀芯14的沉孔，阀芯14的左端导向密封滑动装配于该沉孔内。高压腔阀套121内部设置有沿高压腔阀套121轴向延伸的用于装配阀芯14的容纳空间，该容纳空间又分为大孔径段30和小孔径段31。低压腔阀套12上还设置有沿低压腔阀套12的径向贯通低压腔阀套12的第一通孔27，第一通孔27与低压油腔22相对设置。高压腔阀套121上设置有沿高压腔阀套121的径向贯通高压腔阀套121的第三通孔29，第三通孔29与高压油腔23相对设置。装配于筒体部分11内的低压腔阀套12与高压腔阀套121之间在筒体部分11的轴线方向上留有间隙，该间隙形成环空28，环空28与液压缸油腔24相对设置。

阀芯14外形近似杆形，包括尾部32、杆体33、中部34以及设置于杆体33前端的低压保持装置35，阀芯14的尾部32滑动密封装配于低压腔阀套12内。阀芯14的尾部32的径向尺寸等于低压腔阀套12的内周面的径向尺寸，且大于阀芯14的杆体33的径向尺寸，尾部32的外周面与低压腔阀套12的内表面导向密封滑动配合，低压保持装置35导向密封滑动配合装配于高压腔阀套121的小孔径段31内。中部34的左右两端外周面的径向尺寸分别与低压腔阀套12和高压腔阀套121的内周面的径向尺寸相等，中部34的中间部分的外周面的径向尺寸大于其两端的径向尺寸，且中部34的两端分别设有密封锥面，以使得阀芯14在低压腔阀套12内左右导向移动时能够使密封锥面与环空28的孔壁密封配合。密封锥面包括左密封锥面36和右密封锥面37，阀芯14的中部34在向左移动时，环空28的左侧孔壁与中部34的左密封锥面36形成线密封，向右移动时，环空28的右侧孔壁与中部34的右密封锥面37形成线密封。阀芯14的杆体33的径向尺寸与小孔径段31的径向尺寸相等，且杆体33与小孔径段31导向密封滑动配合。阀芯14内还设置有长孔18，长孔18从尾部32的左端面向右延伸至中部34，中部34上还设置有斜孔19，斜孔19连通长孔18与中部34右侧的空间。

低压保持装置35位于控制腔26内，低压保持装置35为中间粗两头细的梭形回转体结构,具有左端环形斜面、右端环形斜面，为了避免液压系统压力为零时，由于运输或者振动使阀芯14的位置发生变化，使液压控制阀在分闸位置或合闸位置不能可靠保持。高压腔阀套121内还设置有与低压保持装置35配合以使得阀芯14保持在分闸位置或合闸位置的弹性限位组件15，弹性限位组件15位于低压保持装置35的下方。弹性限位组件15包括固定装配在高压腔阀套121内的固定座和装配在固定座上的可相对于固定座上下活动的限位块，该限位块能够与相应的限位部限位配合。限位块和固定座之间设有弹簧，限位块与限位部配合的一端端面为曲面。具体配合方式是，如图1所示，在液压控制阀处于合闸位置时，弹性限位组件15可对低压保持装置35的右端环形斜面产生一个向左的轴向力，使阀芯14可靠的保持在合闸位置，低压保持装置35的右端环形斜面形成了合闸保持限位部。如图2所示，在液压控制阀处于分闸位置时，弹性限位组件15可对低压保持装置35的左端环形斜面产生一个向右的轴向力，使阀芯14可靠的保持在分闸位置，低压保持装置35的左端环形斜面形成了分闸保持限位部。在其它实施例中，分、合闸保持限位部还可以由其它结构形成，例如：球面结构等其它具有弧度的结构；或者在低压保持装置上设置左、右两个环形凹槽，弹性限位组件的限位块分别与相应的环形凹槽限位配合。

筒体部分11的右端设置有右端盖21，右端盖21内螺纹装配有调节螺栓17，调节螺栓17构成了驱动件，控制腔26内可滑动的密封装配有顶推块16，调节螺栓17与顶推块16固定连接，调节螺栓17的螺栓头形成悬伸于右端盖21的右侧供操作人员操作的操作端。在阀芯14处于分闸位置进行慢合操作时，首先将液压系统的压力降为零，然后旋入调节螺栓17，通过顶推块16推动阀芯14向左运动至合闸位置后，再旋出调节螺栓17，然后慢慢增加液压系统的压力。由于液压系统的压力是缓慢建立的，液压缸就会带动断路器进行慢合动作。设置驱动件可避免低压时液压控制阀转换不到位现象的发生。本装置中的驱动件结构简单，操作方便。

如图1所示，本发明的液压操动机构在处于合闸位置进行分闸动作：一级分闸阀6打开，二级分闸阀7随之打开，阀芯14右端的控制腔26内的高压油经第二油路2、二级分闸阀7、第一通孔27、低压油腔22排入低压油箱。控制腔26泄压的同时，阀芯14在左端高压油的作用下向右运动至图2所示分闸位置。其中，阀芯14的中部34的右密封锥面37与环空28的右侧孔壁密封配合，使得高压油腔23内的高压油无法进入液压缸油腔24；左密封锥面36与环空28的左侧孔壁分离，使得低压油腔22与液压缸油腔24连通，液压缸油腔24内的高压油通过第五油路5、低压油腔22排入低压油箱，进行分闸动作。分闸动作完成后，一级分闸阀6和二级分闸阀7复位关闭，此后如果二级合闸阀9的阀口关闭不严，在长期工作中，高压油腔23的高压油会经过第一油路1、二级合闸阀9的阀口缓慢渗透入控制腔26，使阀芯14不能可靠的保持在分闸位置，而小孔螺钉13上的小孔的存在可使得渗透进控制腔26的高压油通过小孔螺钉13、第六油路51排入低压油腔22，从而使控制腔26内始终保持低压状态，阀芯14能够可靠保持在分闸位置。

如图2所示，本发明的液压操动机构在处于分闸位置进行合闸动作：一级合闸阀8打开，二级合闸阀9随之打开，高压油腔23内的高压油经第一油路1、二级合闸阀9阀口进入控制腔26推动阀芯14向左运动至图1所示合闸位置，阀芯14的中部34的左密封锥面36与环空28的左侧孔壁密封配合，使得低压油腔22与液压缸油腔24不再连通，中部34的右密封锥面37与环空28的右侧孔壁分离，使得液压缸油腔24与高压油腔23连通，高压油腔23内的高压油通过第三油路3进入液压缸油腔24进行合闸动作。合闸动作完成后，一级合闸阀8与二级合闸阀9复位关闭，此后如果二级分闸阀7的阀口关闭不严，在长期工作中，阀芯14右端的控制腔26内的高压油会经过第二油路2、二级分闸阀7进入低压油腔22，最后排入低压油箱，使控制腔26内的油压降低，阀芯14不能可靠的保持在合闸位置。而小孔螺钉13上小孔的存在，使得高压油腔23内的高压油能够经过第四油路4、小孔螺钉13补充到控制腔26内，使控制腔26内始终保持高压状态，从而使阀芯14可靠保持在合闸位置。通常为了使阀芯14能够可靠的保持在分、合闸位置，采用的手段是在阀套上加工小孔，这样设置不仅使阀套的结构更加复杂，而且小孔既小又深不易加工，本方案中将小孔设置于一个螺钉上，在螺钉上加工小孔结构简单、便于加工，阀套的结构也变的简单。

本发明的液压操动机构的其它实施例与上述实施例的区别在于，阀套内还可以不设置弹性限位组件，此时阀芯水平设置，在阀芯移动到合闸位置、分闸位置时，不会出现因重力带来的意外动作。在其它实施例中，弹簧还可以替换为其它具有弹性的弹性件，例如：板簧、橡胶垫；或者直接将弹性件固定在阀套上用于顶推限位块。在其它实施例中，筒体部分的右端还可以不设置右端盖，此时驱动件螺纹穿装于高压腔阀套上。在其它实施例中，驱动件还可以滑动密封穿装于阀套的右端盖上，此时需要在右端盖上设置供驱动件穿装的光孔。在其它实施例中，操作端还可以采用其它结构，例如：扁平状结构，只要方便操作人员旋转操作即可。

本发明的液压操动机构用液压控制阀的实施例与上述液压操动机构的实施例中的液压控制阀的结构相同，不再赘述。