專利名稱：一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，適用于水壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
直接以天然海水或淡水作為液壓工作介質(zhì)的水液壓傳動(dòng)技術(shù)具有安全、與環(huán) 境相容、與產(chǎn)品相容、系統(tǒng)簡化、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)生等特性，可以最大限度地滿足人們對(duì)于安全、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境保護(hù)等方面的渴求，符合人類可持續(xù)發(fā)展的需要， 己經(jīng)成為當(dāng)今國際液壓技術(shù)領(lǐng)域的前沿課題，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。水壓方向控制閥在水壓系統(tǒng)中起到控制液流通斷和流通方向以控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的重要作用。我國自20世紀(jì)90年代初開始進(jìn)行水液壓傳動(dòng)技術(shù)方面的研 究工作，發(fā)展速度相對(duì)較為緩慢，各類水液壓元件的研發(fā)工作仍處于起步階段。 發(fā)達(dá)國家包括美國、英國、德國、芬蘭、丹麥、日本等自20世紀(jì)70年代 末或80年代初開始研制，已進(jìn)入實(shí)用推廣階段，并在采礦業(yè)、鋼鐵工業(yè)、食品 加工、水處理廠、環(huán)衛(wèi)機(jī)械、核能工業(yè)、水下作業(yè)、海洋開發(fā)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 如德國的Hauhinco公司、英國Fenner公司、丹麥Danfoss公司以及芬蘭HYTAY 0Y公司等等。水壓閥同油壓閥的作用類似，水壓閥在水壓系統(tǒng)中也起著控制壓力、調(diào)節(jié)流 量等作用。然而，水壓閥的研究卻不是將油壓閥的工作介質(zhì)換成水的簡單過程。 由于水和礦物油在物化性能方面的差別，如粘度低、汽化壓力高和腐蝕性強(qiáng)等， 使得水壓閥面臨著氣蝕和拉絲侵蝕嚴(yán)重、材料腐蝕、泄漏大等問題。我國水壓換 向閥基本上還是沿用液壓換向閥結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易磨損，易泄漏，影響系統(tǒng)工 作效率。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)水壓系統(tǒng)的工況要求，提供一種水壓驅(qū)動(dòng) 的方向控制閥，該閥孔適用于水壓驅(qū)動(dòng)，用來控制液流通斷和流通方向以控制執(zhí) 行元件運(yùn)動(dòng)，如控制插裝閥組啟閉，實(shí)現(xiàn)高壓大流量水壓系統(tǒng)的水流切換。為此， 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它設(shè)有閥座，所述閥座自左至右，分別設(shè)有第一通水 口、第二通水口、壓力水進(jìn)口、第三通水口、第四通水口；所述方向控制閥還設(shè)有連接在閥座左側(cè)的左閥蓋和連接在閥座右側(cè)的右閥 蓋，所述左閥蓋從左至右設(shè)有第一先導(dǎo)通水口、第一排水口，所述右閥蓋自右至 左設(shè)有第二先導(dǎo)通水孔、第二排水口；所述方向控制閥在閥座左側(cè)內(nèi)安裝第一多孔環(huán)，在閥座右側(cè)內(nèi)安裝有第二多 孔環(huán)，第一多孔環(huán)自左至右設(shè)有與第一通水口導(dǎo)通的第一通水孔、與第二通水口 導(dǎo)通的第二通水孔，第二多孔環(huán)自左至右設(shè)有與第三通水口導(dǎo)通的第三通水孔、 與第四通水口導(dǎo)通的第四通水孔；第一多孔環(huán)和閥座之間在以下位置被密封第一通水口左側(cè)、第一通水口和 第二通水口之間、第二通水口和壓力水進(jìn)口之間；第二多孔環(huán)和閥座之間在以下位置被密封第四通水口右側(cè)、第四通水口和 第三通水口之間、第三通水口和壓力水進(jìn)口之間；所述方向控制閥還設(shè)有閥桿，所述閥桿帶有與第一多孔環(huán)動(dòng)密封配合的左密 封圈和與第二多孔環(huán)動(dòng)密封配合的右密封圈；所述方向控制閥在閥桿的左右兩端設(shè)有自由驅(qū)動(dòng)活塞；其中一個(gè)自由驅(qū)動(dòng)活 塞處于第一先導(dǎo)通水口和第一排水口之間，其中另一個(gè)自由驅(qū)動(dòng)活塞處于第二先 導(dǎo)通水孔和第二排水口之間；所述第一通水孔、第二通水孔、壓力水進(jìn)口、第三通水孔、第四通水孔、第 一排水口、第二排水口及左密封圈、右密封圈的位置設(shè)置配合，滿足以下條件
根據(jù)閥桿的左右移動(dòng)距離，使所述方向控制閥產(chǎn)生以下5種工作狀態(tài)，1) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口與第一通水孔、第二通水孔導(dǎo)通，以及第三通水 孔、第四通水孔與第二排水口導(dǎo)通；2) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口與第一通水孔、第二通水孔、第三通水孔導(dǎo)通， 以及第四通水孔與第二排水口導(dǎo)通；3) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口與第二通水孔導(dǎo)通、第三通水孔導(dǎo)通，以及第一 通水孔與第一排水口導(dǎo)通，以及第四通水孔與第二排水口導(dǎo)通；4) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口與第二通水孔、第三通水孔、第四通水孔導(dǎo)通； 以及第一通水孔與第一排水口導(dǎo)通，5) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口與第三通水孔、第四通水孔導(dǎo)通；以及第一通水 孔、第二通水孔與第一排水口導(dǎo)通。由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明采用壓力水壓驅(qū)動(dòng)，將壓力水經(jīng)先導(dǎo)控制口引入到水壓驅(qū)動(dòng)腔，驅(qū)動(dòng)活塞動(dòng)作，使閥桿移動(dòng)，從而控制水流通斷和流通 方向以控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)，故節(jié)能環(huán)保；并且，閥桿質(zhì)量小、行程短，換向平穩(wěn)、 迅速且可靠。同時(shí)，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，密封效果好、使用壽命長，無須采 用昂貴的陶瓷材料閥芯或閥套，元件成本可以大大降低，特別適用于海水、淡水 及高水基低粘度液壓介質(zhì)。


圖l為本發(fā)明所提供實(shí)施例的剖視圖。圖2為圖1中H部位的放大圖。圖3為本發(fā)明所提供實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖。本發(fā)明設(shè)有閥座15,所述閥座自左至右，分別設(shè)有第一通水口
A!、第二通水口A2、壓力水進(jìn)口P、第三通水口A3、第四通水口A4;所述方向控制閥還設(shè)有連接在閥座左側(cè)的左閥蓋2和連接在閥座右側(cè)的右閥 蓋ll，所述左閥蓋2從左至右設(shè)有第一先導(dǎo)通水口d、第一排水口T!，所述右閥蓋11自右至左設(shè)有第二先導(dǎo)通水孔C2、第二排水口T2;左閥蓋2和右閥蓋11分別用螺栓25固定到闊座15左右兩側(cè)，使安裝更為簡單。所述方向控制閥在閥座左側(cè)內(nèi)安裝第一多孔環(huán)17，在閥座右側(cè)內(nèi)安裝有第 二多孔環(huán)13,第一多孔環(huán)17自左至右設(shè)有與第一通水口 Ai導(dǎo)通的第一通水孔 B"與第二通水口 A2導(dǎo)通的第二通水孔B2，第二多孔環(huán)13自左至右設(shè)有與第三通水口 A3導(dǎo)通的第三通水孔B3、與第四通水口 A4導(dǎo)通的第四通水孔B4;第一多孔環(huán)17和閥座之間在以下位置被密封第一通水口 A,左側(cè)、第一通 水口 A,和第二通水口八2之間、第二通水口 A2和壓力水進(jìn)口P之間；附圖標(biāo)號(hào) 3、 4、 5分別為實(shí)現(xiàn)上述密封的密封圈；附圖標(biāo)號(hào)19為第一多孔環(huán)17和左閥蓋 2之間的一道密封圈；第二多孔環(huán)13和閥座之間在以下位置被密封第四通水口 A4右側(cè)、第四通 水口 A4和第三通水口 A3之間、第三通水口 A3和壓力水進(jìn)口 P之間；附圖標(biāo)號(hào) 8、 7、 6分別為實(shí)現(xiàn)上述密封的密封圈；附圖標(biāo)號(hào)12為第二多孔環(huán)13和右閥蓋 ll之間的一道密封圈；所述方向控制閥還設(shè)有閥桿16，所述闊桿帶有與第一多孔環(huán)17動(dòng)密封配合的 左密封圈18和與第二多孔環(huán)13動(dòng)密封配合的右密封圈14;所述方向控制閥在閥桿的左右兩端設(shè)有自由驅(qū)動(dòng)活塞9、 20;自由驅(qū)動(dòng)活塞 20處于第一先導(dǎo)通水口 d和第一排水口 T,之間，自由驅(qū)動(dòng)活塞9處于第二先導(dǎo) 通水孔Qj和第二排水口 T2之間，附圖標(biāo)號(hào)1為自由驅(qū)動(dòng)活塞20與左閥蓋2之 間的一道密封圈，附圖標(biāo)號(hào)10為自由驅(qū)動(dòng)活塞9與右閥蓋11之間的一道密封圈；隨著第一先導(dǎo)通水口 Q與第二先導(dǎo)通水孔C2之間的壓差變化，閥桿16在 自由驅(qū)動(dòng)活塞9、 20的作用下，左右滑動(dòng)，所述第一通水孔B卜第二通水孔B2、
壓力水進(jìn)口P、第三通水孔B3、第四通水孔B4、第一排水口T,、第二排水口T2 及左密封圈18、右密封圈14的位置設(shè)置配合，滿足以下條件根據(jù)閥桿16的 左右移動(dòng)距離，使所述方向控制閥產(chǎn)生以下5種工作狀態(tài)，產(chǎn)生5種方向控制， 以控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)。1) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口P與第一通水孔B卜第二通水孔B2導(dǎo)通，以及 第三通水孔B3、第四通水孔B4與第二排水口T2導(dǎo)通；此時(shí)，閥桿16滑動(dòng)至密封圈18處于第一通水孔Bi左側(cè)、密封圈14處于第三通水孔B3左側(cè)。2) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口P與第一通水孔B,、第二通水孔B2、第三通水孔B3導(dǎo)通，以及第四通水孔B4與第二排水口T2導(dǎo)通；此時(shí)，閥桿16滑動(dòng)至密 封圈18仍處于第一通水孔Bi左側(cè)，但密封圈14處于第三通水孔B3和第四通水 孔B4之間，即圖l所示的狀態(tài)。3) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口P與第二通水孔B2導(dǎo)通、第三通水孔B3導(dǎo)通，以及第一通水孔Bi與第一排水口 l導(dǎo)通，以及第四通水孔B4與第二排水口 T2 導(dǎo)通；此時(shí)，閥桿16滑動(dòng)至密封圈18處于第一通水孔Bi和第二通水孔B2之間、 密封圈14仍處于第三通水孔B3和第四通水孔B4之間。4) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口P與第二通水孔B2、第三通水孔B3、第四通水 孔B4導(dǎo)通；以及第一通水孔Bt與第一排水口Ti導(dǎo)通；此時(shí)，閥桿16滑動(dòng)至密 封圈18仍處于第一通水孔Bi和第二通水孔B2之間，但密封圈14處于第三通水孔B3之右側(cè)，5) 、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口P與第三通水孔B3、第四通水孔B4導(dǎo)通；以及 第一通水孔B卜第二通水孔B2與第一排水口Tt導(dǎo)通；此時(shí)，閥桿16滑動(dòng)至密 封圈18處于第二通水孔B2之右側(cè)、密封圈14處于第三通水孔B3之右側(cè)。在實(shí)施中，所述左密封圈18和右密封圈14可分別采用自緊式密封圈組。所 述自緊式密封圈組采用凹形橡膠密封圈100與摩擦環(huán)200，所述摩擦環(huán)200處于 凹形橡膠密封圈100內(nèi)側(cè)，所述凹形橡膠密封圈的凹形朝向壓力水進(jìn)口 P所處的這一側(cè)，利用凹形密封圈的自身彈性使摩擦環(huán)緊貼多孔環(huán)內(nèi)表面形成自緊式組合 密封。橡膠密封圈100可采用丁晴橡膠，摩擦環(huán)200可采用尼龍或其它高分子材 料制成。第一多孔環(huán)17和第二多孔環(huán)13的內(nèi)表面可緊密結(jié)合有增強(qiáng)塑料層，而 與自緊式密封圈組構(gòu)成摩擦副，這樣，使得本實(shí)用新型密封效果好并非常耐磨， 可以大大延長本發(fā)明的壽命；并且，閥桿16也可采用工程塑料制成，質(zhì)量小、 慣性小、行程短，噪音小、動(dòng)作靈敏、響應(yīng)快；這樣，本發(fā)明能更好地適用于以 水作為液壓傳動(dòng)介質(zhì)的工作環(huán)境。驅(qū)動(dòng)活塞9、 20表面也可緊密結(jié)合有增強(qiáng)塑料層而與所述密封件10、 1構(gòu)成 摩擦副。第一先導(dǎo)通水口 Q和第二先導(dǎo)通水孔C2的其中之一設(shè)有控制閥桿16移動(dòng) 速度快慢的針型流量調(diào)節(jié)裝置24，附圖標(biāo)號(hào)21為密封圈、附圖標(biāo)號(hào)22為墊圈， 附圖標(biāo)號(hào)23為螺母。
權(quán)利要求
1、一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，其特征在于它設(shè)有閥座[15]，所述閥座自左至右，分別設(shè)有第一通水口[A1]、第二通水口[A2]、壓力水進(jìn)口[P]、第三通水口[A3]、第四通水口[A4]；所述方向控制閥還設(shè)有連接在閥座左側(cè)的左閥蓋[2]和連接在閥座右側(cè)的右閥蓋[11]，所述左閥蓋[2]從左至右設(shè)有第一先導(dǎo)通水口[C1]、第一排水口[T1]，所述右閥蓋[11]自右至左設(shè)有第二先導(dǎo)通水孔[C2]、第二排水口[T2]；所述方向控制閥在閥座左側(cè)內(nèi)安裝第一多孔環(huán)[17]，在閥座右側(cè)內(nèi)安裝有第二多孔環(huán)[13]，第一多孔環(huán)[17]自左至右設(shè)有與第一通水口[A1]導(dǎo)通的第一通水孔[B1]、與第二通水口[A2]導(dǎo)通的第二通水孔[B2]，第二多孔環(huán)[13]自左至右設(shè)有與第三通水口[A3]導(dǎo)通的第三通水孔[B3]、與第四通水口[A4]導(dǎo)通的第四通水孔[B4]；第一多孔環(huán)[17]和閥座之間在以下位置被密封第一通水口[A1]左側(cè)、第一通水口[A1]和第二通水口[A2]之間、第二通水口[A2]和壓力水進(jìn)口[P]之間；第二多孔環(huán)[13]和閥座之間在以下位置被密封第四通水口[A4]右側(cè)、第四通水口[A4]和第三通水口[A3]之間、第三通水口[A3]和壓力水進(jìn)口[P]之間；所述方向控制閥還設(shè)有閥桿[16]，所述閥桿帶有與第一多孔環(huán)[17]動(dòng)密封配合的左密封圈[18]和與第二多孔環(huán)[13]動(dòng)密封配合的右密封圈[14]；所述方向控制閥在閥桿的左右兩端設(shè)有自由驅(qū)動(dòng)活塞[9]、[20]；自由驅(qū)動(dòng)活塞[20]處于第一先導(dǎo)通水口[C1]和第一排水口[T1]之間，自由驅(qū)動(dòng)活塞[9]處于第二先導(dǎo)通水孔[C2]和第二排水口[T2]之間；所述第一通水孔[B1]、第二通水孔[B2]、壓力水進(jìn)口[P]、第三通水孔[B3]、第四通水孔[B4]、第一排水口[T1]、第二排水口[T2]及左密封圈[18]、右密封圈[14]的位置設(shè)置配合，滿足以下條件根據(jù)閥桿[16]的左右移動(dòng)距離，使所述方向控制閥產(chǎn)生以下5種工作狀態(tài)，1)、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口[P]與第一通水孔[B1]、第二通水孔[B2]導(dǎo)通，以及第三通水孔[B3]、第四通水孔[B4]與第二排水口[T2]導(dǎo)通；2)、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口[P]與第一通水孔[B1]、第二通水孔[B2]、第三通水孔[B3]導(dǎo)通，以及第四通水孔[B4]與第二排水口[T2]導(dǎo)通；3)、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口[P]與第二通水孔[B2]導(dǎo)通、第三通水孔[B3]導(dǎo)通，以及第一通水孔[B1]與第一排水口[T1]導(dǎo)通，以及第四通水孔[B4]與第二排水口[T2]導(dǎo)通；4)、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口[P]與第二通水孔[B2]、第三通水孔[B3]、第四通水孔[B4]導(dǎo)通；以及第一通水孔[B1]與第一排水口[T1]導(dǎo)通，5)、同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力水進(jìn)口[P]與第三通水孔[B3]、第四通水孔[B4]導(dǎo)通；以及第一通水孔[B1]、第二通水孔[B2]與第一排水口[T1]導(dǎo)通。
2、 如權(quán)利要求l所述的一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，其特征在于所述左密 封圈[18]和右密封圈[14]分別采用自緊式密封圈組。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，其特征在于所述自緊 式密封圈組采用凹形橡膠密封圈與摩擦環(huán)，所述摩擦環(huán)處于凹形橡膠密封圈內(nèi) 側(cè)，所述凹形橡膠密封圈的凹形朝向壓力水進(jìn)口[P]所處的這一側(cè)。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，其特征在于第一多孔 環(huán)[17]和第二多孔環(huán)[13]的內(nèi)表面緊密結(jié)合有增強(qiáng)塑料層而與自緊式密封圈組構(gòu) 成摩擦副。
5、 如權(quán)利要求l所述的一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，其特征在于左閥蓋[2] 和右閥蓋[ll]內(nèi)壁分別設(shè)有密封件，自由驅(qū)動(dòng)活塞[9]、 [20]表面緊密結(jié)合有增強(qiáng) 塑料層而與所述密封件構(gòu)成摩擦副。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，其特征在于閥桿[16] 采用工程塑料制成。
7、 如權(quán)利要求l所述的一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，其特征在于第一先導(dǎo)　通水口[Q]和第二先導(dǎo)通水孔C2]的其中之一設(shè)有控制閥桿[16]移動(dòng)速度快慢的 針型流量調(diào)節(jié)裝置[24]。
8、如權(quán)利要求1所述的一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，其特征在于左閥蓋[2] 和右閥蓋[11]分別用螺栓固定到閥座[15]左右兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種水壓驅(qū)動(dòng)的方向控制閥，它設(shè)有閥座，閥座自左至右，分別設(shè)有第一通水口、第二通水口、壓力水進(jìn)口、第三通水口、第四通水口。本發(fā)明采用壓力水壓驅(qū)動(dòng)，將壓力水經(jīng)先導(dǎo)控制口引入到水壓驅(qū)動(dòng)腔，驅(qū)動(dòng)活塞動(dòng)作，使閥桿移動(dòng)，從而控制水流通斷和流通方向以控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)，故節(jié)能環(huán)保；并且，閥桿質(zhì)量小、行程短，換向平穩(wěn)、迅速且可靠。同時(shí)，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，密封效果好、使用壽命長，無須采用昂貴的陶瓷材料閥芯或閥套，元件成本可以大大降低，特別適用于海水、淡水及高水基低粘度液壓介質(zhì)。
文檔編號(hào)F15B13/02GK101398020SQ20081012183
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者張希建, 張建中, 雄 樊, 斌 譚, 譚永文 申請(qǐng)人:杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心有限公司