一种具有呼吸式润滑结构的主活塞杆及空气控制阀技术领域
本发明涉及阀体结构技术领域，特别是涉及一种具有呼吸式润滑结构的主活塞杆
及空气控制阀。
背景技术
现有以120/120-1阀、104阀为代表的空气控制阀在运用中其关键控制机构滑阀副
因润滑无法实现长时间的连续润滑而出现工作面损伤，影响性能稳定。同时也是空气控制
阀检修期短的重要原因之一。
针对空气控制阀中滑阀副的润滑方案，本领域技术人员有必要做进一步的研究，
以改善滑阀副的润滑情况。
发明内容
本发明提供了一种具有呼吸式润滑结构的主活塞杆及空气控制阀，用于解决上述
提出的空气控制阀中的关键控制机构滑阀副润滑不良的问题。
本发明提供的一种具有呼吸式润滑结构的主活塞杆及空气控制阀通过以下技术
要点来解决问题：一种具有呼吸式润滑结构的主活塞杆，包括主活塞杆本体，所述主活塞杆
本体上设置有储油腔，还包括用于连通储油腔与滑阀副的出油孔，还包括呼吸阀；
所述呼吸阀包括中空的第一阀座、设置于第一阀座中空区域内的第二阀座，所述
第一阀座与储油腔的腔壁之间具有用于密封储油腔与出油孔的第一密封面；
所述第二阀座与第一阀座的中空区域壁面之间具有第二密封面；
还包括设置于第一阀座上的进油孔，进油孔的入口端与储油腔相通，所述第二密
封面用于进油孔的出口端与出油孔之间的密封；
在出油孔中的压力增大，且出油孔与储油腔之间的压差增大时，所述第一密封面
的介质流通通道开启；在出油孔内的压力减小，且出油孔内的压力小于储油腔内的压力时，
第二密封面的介质流通通道开启。
具体的，现有技术中，常规的空气控制阀中不设置专门的润滑机构，对滑阀副进行
润滑的润滑油直接涂抹于滑阀副的工作面上，仅靠附着在滑阀副面的润滑油润滑。这样润
滑油得不到持续供给，长时间就会被慢慢消耗，形成干磨，导致滑阀副过早受损。本司在先
提出了一种滑阀副润滑方案，如申请号为201610553440.9的发明申请文件所述，然而，进一
步提高对滑阀副强制给油的可靠性，本领域技术人员亟待解决的技术问题。
本方案中，由于出油孔通过滑阀及通过滑阀上的油路与空气控制阀的空气腔相
通，而所述空气腔在空气控制阀的工作过程中，必然发生交变的内压变化，本案提供的主活
塞杆上的呼吸阀利用到了空气腔内压交变变化的特点，提出了一种新的滑阀副润滑方案：
在空气腔的气压增大时，出油孔内的气压同步增大，这样，以上压力作用于呼吸阀上导致第
一密封面的介质流通通道开启，此过程完成储油腔与出油孔的均压，均压完成后，第一密封
面完成储油腔与出油孔之间的隔离；在空气腔内的压力减小时，出油孔中的内压同步减小，
这样，储油腔内的压力高于出油孔内的压力，此时，第二密封面的介质流通通道开启，进油
孔与出油孔连通，此时，在储油腔与出油孔之间的压差下，存储于储油腔中的润滑油经进油
孔、第二密封面、第一阀座内的中空区域进入到出油管中，再由出油管中进入到滑阀副上，
完成对滑阀副的强制润滑。随着储油腔内润滑油的排出，储油腔内压力减小，当储油腔内压
力与出油孔内压力相等时或两者的压差足够小时，第二密封面发挥密封作用，储油腔润滑
油排出被阻断。即本方案提供了一种全新的向滑阀副的润滑油注入方式，用于解决上述提
出的空气控制阀中的关键控制机构滑阀副在长期工作的过程中，润滑不良的问题。
作为本领域技术人员，以上第一阀座两侧力的平衡除了储油腔的内压及进油孔一
端的压力外，可能还有其它力，故所述的均压并不绝对是出油孔中压力与储油腔内内压相
等。
本方案中，限定为在出油孔中的压力增大，且出油孔与储油腔之间的压差增大时，
所述第一密封面的介质流通通道开启；在出油孔内的压力减小，且出油孔内的压力小于储
油腔内的压力时，第二密封面的介质流通通道开启，即在出油孔中压力减小时、出油孔中压
力增大且出油孔与储油腔两者压差较小时，第一密封面发挥密封性能；同时，第二密封面均
在储油腔内压力大于进油孔中压力时介质流通通道才开启，以实现对滑阀副的强制供油。
作为本领域技术人员，以上第一密封面的形成可通过在储油腔腔壁与第一阀座之
间设置密封圈、将储油腔腔壁与第一阀座两者中的至少一者端面设置为橡胶面的形式加以
实现，以上第一密封面亦可通过两个光滑面加以实现，但以上光滑面实现难度高；第一密封
面上产生密封比压或介质流通通道开启可通过依靠第一阀座两侧受到的压力变化来加以
实现；第二密封面上密封比压的产生及介质流通通道开启的工作状态切换方法亦可等同于
第一密封面的工作状态切换方法。
作为所述主活塞杆进一步的技术方案，还包括均处于压缩状态的第一弹簧及第二
弹簧，所述第一弹簧的两端分别与储油腔的腔壁及第一阀座相接触，第一弹簧对第一阀座
的力使得第一阀座与储油腔的腔壁之间产生所述的第一密封面；
所述第二弹簧的两端分别与第二阀座及储油腔的腔壁相接触，所述第二弹簧对第
二阀座的力使得第二阀座与第一阀座的中空区域壁面之间产生所述的第二密封面。
具体的，以上第一弹簧用于保持第一阀座在储油腔内的位置，第二弹簧用于保持
第一阀座与第二阀座的相对位置，即通过出油孔的内压产生的对呼吸阀的压力不足以平衡
储油腔内介质对呼吸阀的压力与第一弹簧弹力的合力时，第一密封面处于密封状态；当储
油腔内内压由进油孔施加到第二阀座上的力能够克服第二弹簧的弹力与第二阀座另一端
介质所产生的压力的合力时，第二密封面的介质流通通道开启。
为使得存储于储油腔内的润滑油尽可能的被用于滑阀副润滑，所述出油孔的入口
端位于储油腔的底部，所述第一弹簧的上端与储油腔的上侧腔壁相接触，第一阀座位于储
油腔的下部；
所述第一阀座的中空区域与第一阀座的下端相交，所述第二弹簧的下端与储油腔
的下侧腔壁相接触；
所述进油孔位于第二密封面的上侧。作为本领域技术人员，以上第一弹簧用于对
第一阀座产生向下的力，所述第二弹簧用于产生对第二阀座向上的力，第一密封面位于第
一阀座的下端与储油腔的下侧之间，第二密封面位于第二阀座的上端与第一阀座中空区域
的上端之间，第一阀座与储油腔间隙配合，第二阀座与第一阀座的中空区域间隙配合。
为便于限定两个弹簧的端部相对于第一阀座或第二阀座的位置，所述第一阀座及
第二阀座的外形均呈阶梯轴状，所述第一弹簧的端部与第一阀座上的轴肩相接触，第二弹
簧的端部与第二阀座上的轴肩相接触。
由于储油腔的储存空间有限，为尽可能的减小每次第二密封面打开时，向滑阀副
注入的润滑油量的多少，以延长润滑油的使用时长或长时间保持对滑阀副的强制润滑，还
包括连接在第一阀座上的平衡管，所述平衡管的一端与储油腔的上部相通，平衡管的另一
端与第一阀座的中空区域相通，且第二密封面作为阻断平衡管与出油孔之间连通状态的密
封面。具体的，本方案中，在储油腔的上部为气体时，即润滑油不注满储油腔时，在第二密封
面的介质流通通道开启后，可通过平衡管快速减小储油腔与出油孔之间的压差，这样，可使
得经过进油孔进入到出油孔的润滑油油量尽可能少。
在不设置平衡管时，可通过控制储油腔上部气体所占体积的方式，实现对滑阀副
的小剂量供油，如随时向密封的储油腔中增补润滑油。
作为第一密封面和第二密封面的具体实现形式，所述第一密封面由设置于第一阀
座与储油腔腔壁之间的O形圈在受压状态下形成；
所述第二密封面由设置于第一阀座中空区域壁面与第二阀座之间的O形圈在受压
状态下形成。以上第一密封面和第二密封面实现成本低，在需要密封时，第一密封面和第二
密封面密封可靠。作为一种加工方便的实现形式，储油腔设置在主活塞杆本体的上部，且储
油腔的上部开口，储油腔开口处通过封板密封；储油腔的腔底设置用于安装O形圈的环形
槽，以提升第一密封面工作的可靠性；将第二阀座的上端加工出一个定位轴肩用于限定产
生第二密封面的O形圈，这样，也可使得产生第二密封面的O形圈能够稳定的被固定在第二
阀座上，以提升第二密封面工作的可靠性。
同时，本发明还公开了一种空气控制阀，包括控制阀阀体、固定于控制阀阀体上的
滑阀套、与滑阀套组成滑阀副的滑阀，还包括以上任意一项所述的主活塞杆，所述主活塞杆
用于驱动滑阀滑动，所述出油孔通过滑阀上的油路与空气控制阀的空气腔相通。
由于本空气控制阀采用到了如上所述的主活塞杆，可使得本空气控制阀上的滑阀
副能够长期得到有效的强制润滑，这样，便于获得一种使用寿命长的空气控制阀。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的主活塞杆，由于出油孔通过滑阀及通过滑阀上的油路与空气控制阀
的空气腔相通，而所述空气腔在空气控制阀的工作过程中，必然发生交变的内压变化，本案
提供的主活塞杆上的呼吸阀利用到了空气腔内压交变变化的特点，提出了一种新的滑阀副
润滑方案：在空气腔的气压增大时，出油孔内的气压同步增大，这样，以上压力作用于呼吸
阀上导致第一密封面的介质流通通道开启，此过程完成储油腔与出油孔的均压，均压完成
后，第一密封面完成储油腔与出油孔之间的隔离；在空气腔内的压力减小时，出油孔中的内
压同步减小，这样，储油腔内的压力高于出油孔内的压力，此时，第二密封面的介质流通通
道开启，进油孔与出油孔连通，此时，在储油腔与出油孔之间的压差下，存储于储油腔中的
润滑油经进油孔、第二密封面、第一阀座内的中空区域进入到出油管中，再由出油管中进入
到滑阀副上，完成对滑阀副的强制润滑。随着储油腔内润滑油的排出，储油腔内压力减小，
当储油腔内压力与出油孔内压力相等时或两者的压差足够小时，第二密封面发挥密封作
用，储油腔润滑油排出被阻断。即本方案提供了一种全新的向滑阀副的润滑油注入方式，用
于解决上述提出的空气控制阀中的关键控制机构滑阀副在长期工作的过程中，润滑不良的
问题。
同时，本发明还公开了一种空气控制阀，由于本空气控制阀采用到了如上所述的
主活塞杆，可使得本空气控制阀上的滑阀副能够长期得到有效的强制润滑，这样，便于获得
一种使用寿命长的空气控制阀。
附图说明
图1是本发明所述的一种空气控制阀一个具体实施例的局部结构示意图，该示意
图中，主要反映主活塞杆的结构；
图2是图1所示A部的局部放大图。
图中的编号依次为：1、平衡管，2、呼吸阀，3、储油腔，4、主活塞杆本体，5、进油孔，
6、第一弹簧，7、第二弹簧，8、第一阀座，9、第二阀座，10、第二密封面，11、第一密封面，12、出
油孔，13、滑阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下
实施例。
实施例1：
如图1和图2所示，一种具有呼吸式润滑结构的主活塞杆，包括主活塞杆本体4，所
述主活塞杆本体4上设置有储油腔3，还包括用于连通储油腔3与滑阀副的出油孔12，还包括
呼吸阀2；
所述呼吸阀2包括中空的第一阀座8、设置于第一阀座8中空区域内的第二阀座9，
所述第一阀座8与储油腔3的腔壁之间具有用于密封储油腔3与出油孔12的第一密封面11；
所述第二阀座9与第一阀座8的中空区域壁面之间具有第二密封面10；
还包括设置于第一阀座8上的进油孔5，进油孔5的入口端与储油腔3相通，所述第
二密封面10用于进油孔5的出口端与出油孔12之间的密封；
在出油孔12中的压力增大，且出油孔12与储油腔3之间的压差增大时，所述第一密
封面11的介质流通通道开启；在出油孔12内的压力减小，且出油孔12内的压力小于储油腔3
内的压力时，第二密封面10的介质流通通道开启。
具体的，现有技术中，常规的空气控制阀中不设置专门的润滑机构，对滑阀副进行
润滑的润滑油直接涂抹于滑阀副的工作面上，仅靠附着在滑阀副面的润滑油润滑。这样润
滑油得不到持续供给，长时间就会被慢慢消耗，形成干磨，导致滑阀副过早受损。本司在先
提出了一种滑阀副润滑方案，如申请号为201610553440.9的发明申请文件所述，然而，进一
步提高对滑阀副强制给油的可靠性，本领域技术人员亟待解决的技术问题。
本方案中，由于出油孔12通过滑阀13及滑阀13上的油路与空气控制阀的空气腔相
通，而所述空气腔在空气控制阀的工作过程中，必然发生交变的内压变化，本案提供的主活
塞杆上的呼吸阀2利用到了空气腔内压交变变化的特点，提出了一种新的滑阀副润滑方案：
在空气腔的气压增大时，出油孔12内的气压同步增大，这样，以上压力作用于呼吸阀2上导
致第一密封面11的介质流通通道开启，此过程完成储油腔3与出油孔12的均压，均压完成
后，第一密封面11完成储油腔3与出油孔12之间的隔离；在空气腔内的压力减小时，出油孔
12中的内压同步减小，这样，储油腔3内的压力高于出油孔12内的压力，此时，第二密封面10
的介质流通通道开启，进油孔5与出油孔12连通，此时，在储油腔3与出油孔12之间的压差
下，存储于储油腔3中的润滑油经进油孔5、第二密封面10、第一阀座8内的中空区域进入到
出油管中，再由出油管中进入到滑阀副上，完成对滑阀副的强制润滑。随着储油腔3内润滑
油的排出，储油腔3内压力减小，当储油腔3内压力与出油孔12内压力相等时或两者的压差
足够小时，第二密封面10发挥密封作用，储油腔3润滑油排出被阻断。即本方案提供了一种
全新的向滑阀副的润滑油注入方式，用于解决上述提出的空气控制阀中的关键控制机构滑
阀副在长期工作的过程中，润滑不良的问题。
作为本领域技术人员，以上第一阀座8两侧力的平衡除了储油腔3的内压及进油孔
5一端的压力外，可能还有其它力，故所述的均压并不绝对是出油孔12中压力与储油腔3内
内压相等。
本方案中，限定为在出油孔12中的压力增大，且出油孔12与储油腔3之间的压差增
大时，所述第一密封面11的介质流通通道开启；在出油孔12内的压力减小，且出油孔12内的
压力小于储油腔3内的压力时，第二密封面10的介质流通通道开启，即在出油孔12中压力减
小时、出油孔12中压力增大且出油孔12与储油腔3两者压差较小时，第一密封面11发挥密封
性能；同时，第二密封面10均在储油腔3内压力大于进油孔5中压力时介质流通通道才开启，
以实现对滑阀副的强制供油。
作为本领域技术人员，以上第一密封面11的形成可通过在储油腔3腔壁与第一阀
座8之间设置密封圈、将储油腔3腔壁与第一阀座8两者中的至少一者端面设置为橡胶面的
形式加以实现，以上第一密封面11亦可通过两个光滑面加以实现，但以上光滑面实现难度
高；第一密封面11上产生密封比压或介质流通通道开启可通过依靠第一阀座8两侧受到的
压力变化来加以实现；第二密封面10上密封比压的产生及介质流通通道开启的工作状态切
换方法亦可等同于第一密封面11的工作状态切换方法。
同时，本发明还公开了一种空气控制阀，包括控制阀阀体、固定于控制阀阀体上的
滑阀13套、与滑阀13套组成滑阀副的滑阀13，还包括以上任意一项所述的主活塞杆，所述主
活塞杆用于驱动滑阀13滑动，所述出油孔12通过滑阀13及滑阀13上的油路与空气控制阀的
空气腔相通。
由于本空气控制阀采用到了如上所述的主活塞杆，可使得本空气控制阀上的滑阀
副能够长期得到有效的强制润滑，这样，便于获得一种使用寿命长的空气控制阀。
实施例2：
如图1和图2所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为所述主活塞杆
进一步的技术方案，还包括均处于压缩状态的第一弹簧6及第二弹簧7，所述第一弹簧6的两
端分别与储油腔3的腔壁及第一阀座8相接触，第一弹簧6对第一阀座8的力使得第一阀座8
与储油腔3的腔壁之间产生所述的第一密封面11；
所述第二弹簧7的两端分别与第二阀座9及储油腔3的腔壁相接触，所述第二弹簧7
对第二阀座9的力使得第二阀座9与第一阀座8的中空区域壁面之间产生所述的第二密封面
10。
具体的，以上第一弹簧6用于保持第一阀座8在储油腔3内的位置，第二弹簧7用于
保持第一阀座8与第二阀座9的相对位置，即通过出油孔12的内压产生的对呼吸阀2的压力
不足以平衡储油腔3内介质对呼吸阀2的压力与第一弹簧6弹力的合力时，第一密封面11处
于密封状态；当储油腔3内内压由进油孔5施加到第二阀座9上的力能够克服第二弹簧7的弹
力与第二阀座9另一端介质所产生的压力的合力时，第二密封面10的介质流通通道开启。
为使得存储于储油腔3内的润滑油尽可能的被用于滑阀副润滑，所述出油孔12的
入口端位于储油腔3的底部，所述第一弹簧6的上端与储油腔3的上侧腔壁相接触，第一阀座
8位于储油腔3的下部；
所述第一阀座8的中空区域与第一阀座8的下端相交，所述第二弹簧7的下端与储
油腔3的下侧腔壁相接触；
所述进油孔5位于第二密封面10的上侧。作为本领域技术人员，以上第一弹簧6用
于对第一阀座8产生向下的力，所述第二弹簧7用于产生对第二阀座9向上的力，第一密封面
11位于第一阀座8的下端与储油腔3的下侧之间，第二密封面10位于第二阀座9的上端与第
一阀座8中空区域的上端之间，第一阀座8与储油腔3间隙配合，第二阀座9与第一阀座8的中
空区域间隙配合。
为便于限定两个弹簧的端部相对于第一阀座8或第二阀座9的位置，所述第一阀座
8及第二阀座9的外形均呈阶梯轴状，所述第一弹簧6的端部与第一阀座8上的轴肩相接触，
第二弹簧7的端部与第二阀座9上的轴肩相接触。
由于储油腔3的储存空间有限，为尽可能的减小每次第二密封面10打开时，向滑阀
副注入的润滑油量的多少，以延长润滑油的使用时长或长时间保持对滑阀副的强制润滑，
还包括连接在第一阀座8上的平衡管1，所述平衡管1的一端与储油腔3的上部相通，平衡管1
的另一端与第一阀座8的中空区域相通，且第二密封面10作为阻断平衡管1与出油孔12之间
连通状态的密封面。具体的，本方案中，在储油腔3的上部为气体时，即润滑油不注满储油腔
3时，在第二密封面10的介质流通通道开启后，可通过平衡管1快速减小储油腔3与出油孔12
之间的压差，这样，可使得经过进油孔5进入到出油孔12的润滑油油量尽可能少。
在不设置平衡管1时，可通过控制储油腔3上部气体所占体积的方式，实现对滑阀
副的小剂量供油，如随时向密封的储油腔3中增补润滑油。
作为第一密封面11和第二密封面10的具体实现形式，所述第一密封面11由设置于
第一阀座8与储油腔3腔壁之间的O形圈在受压状态下形成；
所述第二密封面10由设置于第一阀座8中空区域壁面与第二阀座9之间的O形圈在
受压状态下形成。以上第一密封面11和第二密封面10实现成本低，在需要密封时，第一密封
面11和第二密封面10密封可靠。
实施例3：
如图1和图2所示，本实施例提供了一种具体的主活塞杆实现方案，包括主活塞杆
本体4、设置于主活塞杆本体4上的储油腔3、设置于储油腔3内的呼吸阀2，所述呼吸阀2包括
第一阀座8、第二阀座9、第一弹簧6、第二弹簧7，所述主活塞杆本体4上还设置有出油孔12，
第一阀座8上还设置有进油孔5，第一阀座8与储油腔3腔壁之间设置有第一密封面11，第一
阀座8与第二阀座9之间还设置有第二密封面10，作为一种加工方便的实现形式，储油腔3设
置在主活塞杆本体4的上部，且储油腔3的上部开口，储油腔3开口处通过封板密封；储油腔3
的腔底设置用于安装O形圈的环形槽，以提升第一密封面11工作的可靠性；将第二阀座9的
上端加工出一个定位轴肩用于限定产生第二密封面10的O形圈，这样，也可使得产生第二密
封面10的O形圈能够稳定的被固定在第二阀座9上，以提升第二密封面10工作的可靠性；
同时，出油孔12位于储油腔3的下侧，出油孔12的进油口与储油腔3的底面相接，第
一阀座8位于储油腔3的下部内，第一阀座8上的中空区域为贯穿第一阀座8上下端的通孔，
且所述通孔为下大上小的变径孔，为便于加工，所述变径孔包括两段等径段；
第二阀座9安装于变径孔下侧的等径段内，第二阀座9呈包括三段的阶梯轴状，且
第二阀座9的直径最大段为中段，第二阀座9上的上部轴肩用于安装用于得到第二密封面10
的O形圈，第二阀座9上的下部轴肩用于限定第二弹簧7的上端与第二阀座9的相对位置；
变径孔的上端连接平衡管1，进油孔5与变径孔的上部等径段相通；
第一弹簧6的上端与所述封板相接触，同时，第一阀座8上设置有朝上的轴肩，第一
弹簧6的下端与所述第一阀座8上朝上的轴肩相接触。
本实施例中，进油孔5的孔径为0.4mm，平衡管1的内径为0.6mm，第一阀座8与储油
腔3的下部间隙配合，第二阀座9与变径孔下侧的等径段间隙配合。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本
发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，
在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。