专利名称：静压平衡式电磁换向阀的制作方法
技术领域：
本实用新型可用于地下采掘装置的迈步式支架的液压系统中的电液控制装 置，作为液压支架的电液控制装置的先导级。
背景技术：
在公开的专利为DE19646611. 3的电液控制阀中，它可以设定具体切换力和 切换行程，用于控制液压支架。该阀由电i兹4失部分和二位三通换向阀两部分组 成。二位三通换向阀初始时处于关闭位置，借助电磁铁通电产生的电磁力，通 过电磁铁的控制杆将阀开启。
由于该阀的二位三通换向阀过流通道在阀芯的侧面，因此受力明显不均匀， 这容易导致阀芯运动时由于受力不均而卡滞。同时二位三通换向阀由很多细小 的组件组成，可调整间隙很小，且采用端面密封形式，因此它对液压介质的污 染比较敏感，过滤精度要求较高。这些都容易导致该阀密封失效,进而导致阀损 坏。
而且该阀电磁铁部分的开关杆与电枢螺紋相连，通过电枢与开关杆间的相 对转动调节开关行程。增加了锁紧销等锁紧工具，多了旋转固定环节，比较复 杂。且开关杆为细长杆，加工比较困难，成本较高。电磁铁的操纵杆用塑料盖 密封，由于易脱落，会导致杂质进入，这对于矿区井下工作尤为严重。由于铁 心运动间隙很小，很小的杂质进入就会堵塞，会导致该阀运动失效。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题克服现有技术的不足，提供一种结构简单、 受力均匀的静压平衡式电磁换向阀，简化电磁开关装置的调整性能，同时降低 加工难度。本实用新型的技术解决方案静压平衡式电磁换向阀，主要由电磁开关装 置和二位三通换向阀连接而成，其特征在于所述的电磁开关装置包括壳体和 安装在壳体内的电磁铁，电磁铁主要由衔铁、轭铁、推杆、顶杆、线圏组件和 调整衔铁位置的压块组成，衔铁、轭铁位于线圏组件的骨架空腔内；推杆穿过 压块后与衔铁螺紋连接；压块安装在与壳体内，而且在壳体中的相对位置可以 调节，轭铁与衔铁之间设有复位弹簧，它位于轭铁的弹簧腔内，顶杆穿过起导 向作用的轭铁内孔后与衔铁过盈连接；所述的换向阀主要由阀体和阀芯组件构 成，阀芯组件安装在阀体内，主要由换向顶杆、回油阀芯、控制梭杆、进油阀 芯、控制阀座、阀座、调整螺钉、弹簧组件、压紧螺母组成，其中，换向顶杆、 回油阀芯、控制梭、进油阀芯沿同一轴线装在控制阀座和阀座内；调整螺钉、 弹簧组件、阀座、控制阀座、压紧螺母依次安装在阀体的内部，阀芯组件在壳 体中的位置通过调整螺钉和压紧螺母的共同作用进行调整。所述的换向阀与电 磁铁的数量相对应，为一个或一个以上，根据工作口的数量确定。 本实用新型与现有技术相比的优点
(1)本实用新型的电磁换向阀的结构能够保证受力均匀。在密封形式上， 两个钢球作为进油阀芯和回油阀芯，进油口和出油口均为钢球与阀口的密封， 通过控制梭杆对两钢球进行限位，确保工作情况下都只有一个钢球密封，使进 油和回油通道不会沟通。由于钢球有自找正功能，对密封件精度要求可以大大降 低，节省了加工成本。电磁开关装置行程的调节可以通过一压块来实现。压块 通过螺紋连接旋在壳体内，因此，它的位置是可调的。压块的调节就反应在衔 铁的位置上，同时对衔4^限位作用，从而调节电磁开关装置的行程。这种调 节方式简化电磁开关装置的调整性能，比较筒单，可以不必拆卸整体而随时调 节。同时通过安装在轭铁中的弹簧保证衔铁、轭铁间的间隙。
(2 )本实用新型的电磁换向阀通过调整螺母和压紧螺母的配合，纟艮容易调 整换向阔组件在阀体中的位置，在先导阀中，这个位置的调整关系着开启所需力 的大小。(3 )本实用新型的电磁换向阀的电磁开关装置将开关杆分成推杆和顶杆两 段，它们与衔铁之间通过螺紋连接或用胶粘结。这样降低了加工难度，也能够 满足使用上的要求。
(4)本实用新型的电磁换向阀的电磁开关装置在推杆的密封形式上，采用 压盖与胶盖的扣合，再配以密封圏，保证了密封的可靠，由于不会脱落，外界 污染物^皮隔离。
图1为静压平衡式电磁换向阀的剖视图； 图2为本实用新型的静压平衡式电磁换向阀接口示意图； 图3为图2中换向阀的A-A剖视图； 图4为图2中换向阀B-B剖视图； 图5为弹簧座剖视图； 图6为弹簧座侧视图。 具体实施方法
如图1所示，该静压平衡式电磁换向阀分电磁开关装置和二位三通换向阀 两部分，并通过螺钉连接，电磁开关装置的顶杆23和二位三通换向阀的换向 顶杆3接触，由安全电源供电给电磁铁部分，使衔铁26在电磁力作用下运动， 电磁铁顶杆23通过螺紋与衔铁26连接，因而将电磁力传递给换向阀。换向阀 采用球形阀芯与阀座7实现密封。换向顶杆3接收来自开关装置的电磁力，打 开进油阀芯9与阀座7的密封，使换向阀实现换向。
电磁开关装置中电磁铁的推杆28、线圏组件25、顶杆23、衔铁26和轭 铁24同轴线的安装在壳体27内，通过过盈配合固定。通过复位弹簧33,衔 26被顶向顶部，使之与轭铁24间间隙不变。在壳体27和衔铁26之间有不可 磁化的隔磁片36过渡，隔磁片32同时与压块31接触。压块31通过螺紋与壳 体27配合，因此在壳体27中的相对位置可调，通过调整压块31，可改变衔4失 26与轭铁24间的间隙大小，即调节气隙的大小。不同的气隙即对应着不同的电》兹力。
推杆28、顶杆23和衔铁26三者同轴线配合。顶杆23与衔铁26采用过 盈配合，可用胶粘结。推杆28的螺紋端与衔铁26的螺紋孔配合，因此推杆28 的拧入深度可调，以利于手动控制。推杆28的采用使换向阀可以手动操作。 在井下采掘现场，环境恶劣，经常会出现电控失效的情况，比如由于污染，电 磁铁内进入杂质，或产生霉变，导致运动阻力变大，电磁铁输出力不足以克服， 因此导致电控失效。手动的采用是必需的。而手动的方便性也影响着采掘的进 度与安全。
手动端，即推杆28用手动胶盖保护，手动胶盖扣合在手动支撑29上，而 手动支撑29上装有密封圈， 一起装入手动压盖30的凹槽内，以起到防污染、 防水和保护推杆和进行手动操作的作用。同时，顶杆23上由密封皮碗密封。 顶杆23与换向阀的换向顶杆3接触，以将电磁铁作用力传递给二位三通换向 阀。顶杆23与衔铁26配合的一端为过盈装配，也可用胶粘固。
电磁开关装置加有与其相连的电路板35。电路板35为带有发光二极管的 印刷电路板，其上接有插座。当接上安全电源时，电磁铁线圏中便有电流通过。 电磁开关装置中包含两个完全一样的电磁铁，封装在壳体27中。电》兹铁具有 衔铁26,线圈组件25，轭铁24。施加的电压产生电磁力，使衔铁26沿轴向 朝换向阀方向运动。衔4失26上连接有一个顶杆23， 一个推杆28。顶杆23随 衔铁26—起运动，将力传给换向阀。而推杆28的作用是在某些情况下，如通 电不足以使顶杆23动作，可以通过手动操作完成电磁铁的功能。推杆28顶部 用手动胶盖密封，阻挡外界的杂质进入。
换向阀的详细结构如图2-图4所示，工作液口为A和B，静压平衡式换向 阀的阀芯组件为两个两位三通阀芯组件，在换向阀的阀体1上并排布置，分别 对工作液口 A和B进行控制，阀芯组件通过进油阀芯9、回油阀芯4分别与阀 座7的密封来切换进油口和回油口。顶杆3、回油阀芯4、进油阀芯9和控制 才炎杆6沿同一轴线装配于控制阀座2和阀座7内。控制阀座2中设有过流孔，将从进液口 P引入的高压液体引入顶杆3的台阶面上。同时，顶杆3上装有两 组密封圈，防止压力介质的泄漏。当外力作用在顶杆3上时，进油阀芯9与阀 座7之间的密封被打开，换向阀实现换向。
内部装有回复弹簧12的弹簧导套14安装于具有导向作用的弹簧座10内， 弹簧座10中有过液通道，如图5和6所示。阀芯组件装在阀体1中，通过两 端的压紧螺母22和调整螺钉13固定，同时通过调节压紧螺母22和调整螺母 13，可以调整阀芯组件在阀体1中的位置，即通过调整螺钉，使阀芯组件达到 合适的位置，此时换向顶杆3和与之配合工作的电磁铁控制件23之间达到工 作要求的位置关系。它的连接方式为高压管线接进液口 P,工作口A或B接外 部的执行接口 ， T 口接回油接口 。
顶杆3上设计了液压平衡结构顶杆的上端比下端细，顶杆上端引入压力 液，^使工作中作用于顶杆3、进油阀芯9、回油阀芯4和控制梭杆6上的液压 力达到平衡，阀芯只受回复弹簧12的复位力、顶杆3与密封圈19和密封圏20 之间的摩擦力、及控制梭杆6的液压卡紧力，减小了该阀开启及维持的操纵力。
作用在进油阀芯4、控制梭杆6、回油阀芯9、顶杆3上的液压力接近平衡， 因此只受复位弹簧12的回复力。实现此功能的设计结构为顶杆3上面台阶 环面面积与阀口密封面面积完全或基本相同，以达到液压平衡效果，减小该阀 开启及维持的操纵力或电磁力。阀芯在运动过程中只受复位弹簧力和电i兹控制 力作用。
进油垫片8为进油通道，进油垫片8与进油阀芯9配合的孔，^f又对阀芯的 运动进行导向和限位，压力介质主要通过进油垫片8上的圓周孔通液。回油垫 片5为回液通道(液体经过流道到达T 口 )，回油垫片5与回油阀芯4配合的 孔，也仅对阀芯的运动进行导向和限位，压力介质主要通过回油垫片5上的圆 周孔通液。阀座7与工作液口相通，通过轴向安装的梭杆6保证回油阀芯4和 进油阀芯9只能有一个关闭液口 。
非工作状态下，即图1所示位置，进油阀芯9为关闭状态，进液口 P关闭，回油阀芯4开启，工作液口 A或B与回液口 T接通。弹簧座10中有过液通道， 弹簧12通过弹簧导套14装在弹簧座中。进液口 P口液由此进入。
通电时，换向顶杆3接收来自电磁开关装置的电磁力，使回油阀芯4关闭 回液口，同时通过控制梭杆6使进油阀芯9打开进液口。工作口 A或B与进液 口 P接通，压力油进入执行单元。
复位时，衔铁26底部的弹簧使衔铁26复位，回复弹簧12的力只需顶起 换向顶杆3、进油阀芯9、回油阀芯4和控制梭杆6即可，所需力很小。同时， 电磁开关装置密封严密，确保外界杂质不会对电磁铁性能产生影响。
权利要求1、静压平衡式电磁换向阀，主要由电磁开关装置和二位三通换向阀连接而成，其特征在于所述的电磁开关装置包括壳体(27)和安装在壳体(27)内的电磁铁，电磁铁主要由衔铁(26)、轭铁(24)、推杆(28)、顶杆(23)、线圈组件(25)和调整衔铁位置的压块(31)组成，衔铁(26)、轭铁(24)位于线圈组件的骨架空腔内；推杆(28)穿过压块(31)后与衔铁(26)连接；压块(31)安装在与壳体(27)内，而且在壳体(27)中的相对位置可以调节，轭铁(24)与衔铁(26)之间设有复位弹簧(33)，它位于轭铁(24)的弹簧腔(34)内，顶杆(23)穿过起导向作用的轭铁内孔后与衔铁(26)连接；所述的换向阀主要由阀体(1)和阀芯组件构成，阀芯组件安装在阀体(1)内，主要由换向顶杆(3)、回油阀芯(4)、控制梭杆(6)、进油阀芯(9)、控制阀座(2)、阀座(7)、调整螺钉(13)、弹簧组件、压紧螺母(22)组成，其中，换向顶杆(3)、回油阀芯(4)、控制梭杆(6)、进油阀芯(9)沿同一轴线装在控制阀座(2)和阀座(7)内；调整螺钉(13)、弹簧组件、阀座(7)、控制阀座(2)、压紧螺母(22)依次安装在阀体(1)的内部，阀芯组件在壳体中的位置通过调整螺钉(13)和压紧螺母(22)的共同作用进行调整。
2、 根据权利要求1所述的静压平衡式电磁换向阀，其特征在于:所述的 换向阀与电磁铁的数量相对应，为一个或一个以上。
3、 根据权利要求1或2所述的静压平衡式电磁换向阀，其特征在于所 述阀芯组件的换向顶杆(3)为上端细下粗粗的有利于液压平衡的阶梯式结构。
4、 根据权利要求1或2所述的静压平衡式电磁换向阀，其特征在于所 述的弹簧组件由回复弹簧(12)、弹簧座(10)和弹簧导套(14)组成，回复 弹簧(12)装在弹簧导套(14)内，弹簧导套(14)安装在具有导向作用的弹 簧座(10)内。
5、 根据权利要求1或2所述的静压平衡式电磁换向阀，其特征在于所 述的控制阀座(2)和阀座(7)之间设置回油垫片(5)，回油垫片(5)上设有与回油阀芯(4)配合的起导向作用的孔；所述的阀座(7)和弹簧座(10) 之间设置进油垫片(8)，进油垫片(8)上设有与进油阀芯(9)配合的起导向 作用的孔。
6、 根据权利要求1或2所述的静压平衡式电磁换向阀，其特征在于所 述的电磁开关装置还包括与所述的电磁铁相连的接线盒组件，接线盒组件主要 由电路板(35)、接线盒(37)、接线盒盖组件(36)组成，接线盒组件与壳体(27)固定连接，电路板(35)为带有发光二极管的印刷电路板，其上接有插 座，线圏组件中线圏的引出线连接在电路板(35)上。
7、 根据权利要求1所述的静压平衡式电磁换向阀，其特征在于所述的 压块(31)通过螺紋与壳体(27)连接，在壳体(27)中的相对位置通过柠入 螺紋的深度调节。
8、 根据权利要求1所述的静压平衡式电磁换向阀，其特征在于所述的 衔铁(26)与壳体(27)之间设置隔磁片(32 )，隔磁片(32 )的背离衔铁(26) 的面与压块(31)接触。
9、 根据权利要求1所述的静压平衡式电磁换向阀，其特征在于所述的 推杆(28)、顶杆(23)和衔铁(26)三者同轴线配合，推杆(28)的螺紋端 与衔铁(26)的螺紋孔配合，推杆(28)的拧入深度可调。
10、 根据权利要求1所述的静压平衡式电磁换向阀，其特征在于所述推 杆(28)的伸出端位于手动支撑(29)的内腔内，其上装有密封圏，手动支撑(29)装入手动压盖(30)中，其上装有手动胶盖。
专利摘要静压平衡式电磁换向阀，包括电磁开关装置和二位三通换向阀。所述的电磁开关装置包括壳体和安装在壳体内的电磁铁，推杆穿过压块后与衔铁连接；压块安装在壳体内，而且在壳体中的相对位置可以调节，顶杆穿过起导向作用的轭铁内孔与衔铁连接；所述的换向阀主要由阀体和阀芯组件构成，换向顶杆、回油阀芯、控制梭杆、进油阀芯沿同一轴线装在控制阀座和阀座内；调整螺钉、弹簧组件、阀座、控制阀座、压紧螺母依次安装在阀体的内部，阀芯组件在壳体中的位置通过调整螺钉和压紧螺母的共同作用进行调整。通电后，产生的电磁力通过顶杆，传递到采用球形阀芯的阀芯组件，实现电磁换向阀的开启和关闭。本实用新型静压平衡式电磁换向阀受力均匀，简化了电磁开关装置的调整性能，同时降低了加工难度，节省了成本。
文档编号F15B13/044GK201129329SQ20072017377
公开日2008年10月8日 申请日期2007年10月24日 优先权日2007年10月24日
发明者夏赣民, 沈雪松, 生凯章, 赵远东 申请人:中国航天科技集团公司烽火机械厂