一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀.pdf

本发明公开了一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，属于阀门领域。包括内部为台阶孔的圆柱形阀体和设置在阀体内与台阶孔相配合并能在台阶孔内滑动的“士”字型阀芯，所述阀体包括相连通的进液腔以及内径大于进液腔内径的控制腔，所述阀芯包括由连接杆连接的分别与进液腔和控制腔相密封配合的节流柱和导向柱，所述控制腔的腔壁上靠近进液腔和控制腔的交界处设置流体出口，所述控制腔上位于阀芯连接杆的端部设置有调节阀芯在阀体沿轴向滑动的开关。本发明的一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，提供较大的流量，启动和截止迅速，同时无需外部能源驱动，节约能源。

1.  一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，其特征在于：包括内部为台阶孔的圆柱形阀体（1）和设置在阀体（1）内与台阶孔相配合并能在台阶孔内滑动的“士”字型阀芯（4），所述阀体（1）包括相连通的进液腔（1-1）以及内径大于进液腔（1-1）内径的控制腔（1-2），所述阀芯（4）包括由连接杆（4-1）连接的分别与进液腔（1-1）和控制腔（1-2）相密封配合的节流柱（4-2）和导向柱（4-3），所述控制腔（1-2）的腔壁上靠近进液腔（1-1）和控制腔（1-2）的交界处设置流体出口（3），所述控制腔（1-2）上位于阀芯（4）连接杆（4-1）的端部设置有调节阀芯（4）在阀体（1）沿轴向滑动的开关。

2.  根据权利要求1所述的一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，其特征在于：所述开关活动穿接在控制腔（1-2）腔壁上的方形通孔（5）内。

3.  根据权利要求2所述的一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，其特征在于：所述开关为一个带有斜面的阻铁Ⅰ（6），阻铁Ⅰ（6）的斜面与阀芯（4）相对，所述阻铁Ⅰ（6）的斜面与圆筒（1）径向平面的夹角为α，sinα＜μ，μ为阻铁Ⅰ与阀芯（4）的摩擦系数。

4.  根据权利要求3所述的一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，其特征在于：所述阻铁Ⅰ（6）的斜面与圆筒（1）径向平面的夹角α为sinα=0.9μ。

5.  根据权利要求2所述的一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，其特征在于：所述开关为与通孔（5）相配合的长方体结构的阻铁Ⅱ（7），阻铁Ⅱ（7）与阀芯（4）相对的侧面上固定有弹簧（2）。

6.  根据权利要求1~5任一项所述的一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，其特征在于：所述压力流体的出口（3）为方形开口。

一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀
技术领域
本发明涉及阀门领域，尤其是一种无需外部能源驱动的柱形阀。
背景技术
气动、液压系统中，经常需要对压力流体进行快速释放或导通。目前常见的阀门形式为柱型阀和针型阀。柱型阀可以提供较大流量，但在工位变动时需要外部能源操作，目前一般设计成电磁阀，而且在介质压力越大、流量越大时，需要的外部能源越大，电磁阀的体积和动作电流也越大。针型阀对工作压力不敏感，且普遍存在导通慢、流量小的缺点，因此即使设计为电控模式，这些缺点也无法克服。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，为工作系统提供较大的流量，启动和截止迅速响应，同时无需外部能源驱动，节约能源。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种无需外部能源驱动的大流量快开柱形阀，包括内部为台阶孔的圆柱形阀体和设置在阀体内与台阶孔相配合并能在台阶孔内滑动的“士”字型阀芯，所述阀体包括相连通的进液腔以及内径大于进液腔内径的控制腔，所述阀芯包括由连接杆连接的分别与进液腔和控制腔相密封配合的节流柱和导向柱，所述控制腔的腔壁上靠近进液腔和控制腔的交界处设置流体出口，所述控制腔上位于阀芯连接杆的端部设置有调节阀芯在阀体沿轴向滑动的开关。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述开关活动穿接在控制腔腔壁上的方形通孔内。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述开关为一个带有斜面的阻铁Ⅰ，阻铁Ⅰ的斜面与阀芯相对，所述阻铁Ⅰ的斜面与圆筒径向平面的夹角为α，sinα＜μ，μ为阻铁Ⅰ与阀芯的摩擦系数。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述阻铁Ⅰ的斜面与圆筒径向平面的夹角α为sinα=0.9μ。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述开关为与通孔相配合的长方体结构的阻铁Ⅱ，阻铁Ⅱ与阀芯相对的侧面上固定有弹簧。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述压力流体的出口为方形开口。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
柱形阀可以为工作系统提供较大的流量，阀芯后面设置有无需外部能源驱动便可实现阀体导通和截止的开关，节约能源。
阻铁Ⅰ与阀芯接触的部位为斜面，使操作者在将阻铁Ⅰ在通孔时上下移动时更加方便迅速，同时对斜面的倾斜度加以限制，防止流体压力过大而将阻铁Ⅰ在非人为的情况下从通孔内滑出，保证了柱形阀工作的可靠性。需要将柱形阀进液腔和流体出口导通时只需手动将阻铁Ⅰ向外移动，阀芯在流体的压力驱使下迅速动作，达到快开的效果。
阻铁Ⅱ与阀芯接触的部位固定有弹簧，阀芯受到流体的压力后弹簧进行收缩来，当弹簧的收缩量达到使阀芯前端节流注脱离进液腔时阀体处于导通状态，弹簧收缩程度对应着固定的压力，因此柱形阀可起到恒压阀的效果，扩大使用范围。
附图说明
图1是本发明柱形阀的截止状态；
图2是本发明阀芯的结构示意图；
图3是图1中的柱形阀的导通状态；
图4是本发明另一种结构示意图；
其中，1、阀体，1-1、进液腔，1-2、控制腔，2、弹簧，3、出口，4、阀芯，4-1、连接杆，4-2、节流注，4-3、导向柱，5、通孔，6、阻铁Ⅰ，7、阻铁Ⅱ。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例一：
本发明包括一圆柱形的阀体1，阀体1内部设置有台阶孔，台阶孔中较小内径一端为进液腔1-1，较大内径一端为控制腔1-2，阀体1的台阶孔内滑动配合一个阀芯4，阀芯4为“士”字型结构，如图2所示，阀芯4包括两个外径不同的圆柱体形态的节流柱4-2和导向柱4-3，节流柱4-2和导向柱4-3通过一个直径小于节流柱4-2和导向柱4-3的连接杆4-1穿接起来，并且连接杆4-1后端超出导向柱4-3后端，节流柱4-2与进液腔1-1密封滑动配合，导向柱4-3和控制腔1-2密封滑动配合。控制腔1-2的腔壁上开设一个方形开口，方形开口作为流体出口3，出口3靠近进液腔1-1和控制腔1-2的交界处。控制腔1-2中阀芯4的连接杆4-1的后端设置一个阻铁Ⅰ6，阻铁Ⅰ6为一个带斜面的铁块，阻铁Ⅰ6的斜面是由一个长方体结构的铁块沿两个相邻的表面倾斜切去一块材料形成，阻铁Ⅰ6的斜面与阀芯4相对。控制腔1-2腔壁上设置一个方形的通孔5，通孔5沿圆筒1径向贯穿整个阀体1，阻铁Ⅰ6穿接在方形通孔5并可沿通孔5活动。
阻铁Ⅰ6作为调节阀芯4在阀体1沿轴向滑动的开关。阀芯4前端节流柱4-2与阀体1中进液腔1-1密封配合时阀体处于截止状态，如图1所示，阻铁Ⅰ6在阀芯4后端设置，阻止了阀芯4相后运动。阻铁Ⅰ6的斜面与阀体1径向平面的夹角为α，sinα=0.9μ，μ为阻铁Ⅰ6与阀芯4的摩擦系数。阀芯选择黄铜，阻铁Ⅰ6选择为低碳钢，阀芯4与阻铁Ⅰ6的摩擦系数为0.1，得到倾斜角α为5°。对阻铁Ⅰ6斜面的倾斜度加以限制，防止流体压力过大而将阻铁Ⅰ6在非人为的情况下从通孔5内滑出，保证了阀体工作的可靠性。需要将柱形阀进液腔1-1和出口3连通时只需手动将阻铁Ⅰ6向外抽出，阀芯4在流体的压力驱使下迅速动作，进液腔1-1和出口3导通，此时如图3所示，阀体处于导通状态。阻铁Ⅰ6与阀芯4接触的接触面为斜面，使操作者在将阻铁Ⅰ6伸入和抽出通孔5时更加方便迅速，无需借助其他能源等驱动便可实现快速的响应，达到快开的效果。同时柱形阀可以为系统提供较大的流量，且无需外部能源驱动便可实现柱形阀的导通和截止，节约了能源。
柱形阀加工时，仅需对阀体1内台阶孔与阀芯4产生相对滑动部位做精加工，节省时间和劳动力，提高工作效率。
实施例二：
如图4所示，本发明包括一圆柱形的阀体1，阀体1内部设置有台阶孔，台阶孔中较小内径一端为进液腔1-1，较大内径一端为控制腔1-2，阀体1的台阶孔内滑动配合一个阀芯4，阀芯4为“士”字型结构，如图2所示，阀芯4包括两个外径不同的圆柱体形态的节流柱4-2和导向柱4-3，节流柱4-2和导向柱4-3通过一个直径小于节流柱4-2和导向柱4-3的连接杆4-1穿接起来，并且连接杆4-1后端超出导向柱4-3后端，节流柱4-2与进液腔1-1密封滑动配合，导向柱4-3和控制腔1-2密封滑动配合。控制腔1-2的腔壁上开设一个方形开口，方形开口作为流体出口3，出口3靠近进液腔1-1和控制腔1-2的交界处。控制腔1-2中阀芯4的连接杆4-1的后端设置一个阻铁Ⅱ7，控制腔1-2腔壁上设置一个方形的通孔5，通孔5沿圆筒1径向贯穿整个阀体1，阻铁Ⅱ7安装在方形的通孔5内，通孔5沿圆筒径向贯穿整个阀体1。阻铁Ⅱ7与阀芯4相对的一端固定设置有弹簧2，阻铁Ⅱ7与阀芯4的接触变化为弹性接触。阀芯4受到流体压力后将力传递到弹簧2上，弹簧2逐渐被压缩，在阀芯4前端的节流柱4-2从阀体1中进液腔1-1滑出之前进液腔1-1和出口3没有导通，柱形阀处于截止状态；弹簧2继续被压缩，阀芯4前端的节流柱4-2从阀体1中进液腔1-1滑出以后进液腔1-1和出口3导通，柱形阀处于导通状态。因为弹簧2的弹性系数是不变的，所以弹簧2承受的压力与收缩程度是固定不变的，所以柱形阀导通时所对应的流体的压力是一个固定值，因此柱形阀可作为恒压阀使用，扩大使用范围。
柱形阀加工时，仅需对阀体1中台阶孔与阀芯4产生相对滑动部位做精加工，节省时间和劳动力，提高工作效率。