一种平面密封型换向阀

摘要

一种平面密封型换向阀，属于液压控制阀，用于多通道的流体切换，解决现有换向阀换向操纵力较大，抗污染能力差，加工工艺难度大，成本高等问题。本发明包括下阀座、支撑座、滑块、上阀座、固定阀芯、碟簧、浮动阀芯、套筒、滚珠丝杠组件、连接螺套、推杆、减速电机。本发明为平面密封，采用带有滚珠丝杠组件的小型旋转减速电机直线驱动，带动滑块做直线运动，控制油路的换向。本发明结构简单、接口形式方便、工艺性好，能可靠地实现全寿命周期的密封，保证液压系统的可靠换向，适合于标准化、系列化生产，适用于诸如石油、天然气开采井下等高温高压严酷环境工况，可用于各种液压系统流体控制。

主权项

一种平面密封型换向阀，包括下阀座(010)、支撑座(020)、滑块(030)、上阀座(040)、固定阀芯(050)、碟簧(060)、浮动阀芯(070)、套筒(080)、滚珠丝杠组件(090)、连接螺套(100)、推杆(110)、减速电机(120)，其特征在于：所述下阀座(010)上放置有支撑座(020)，所述支撑座(020)为矩形框，其一边具有螺纹孔(021)，用于连接套筒，滑块(030)放置在支撑座(020)内并能够自由滑动，上阀座(040)覆盖于支撑座(020)和滑块(030)上端面，下阀座(010)、支撑座(020)及上阀座(040)通过螺柱连接固定，将滑块(030)封闭；所述滑块(030)为矩形立方体，其上端面具有圆形的上凹槽(031)，其下端面具有圆形的下凹槽(032)，上凹槽(031)和下凹槽(032)的圆心同轴并通过轴向连通孔(033)连通，上凹槽(031)底部具有和轴向连通孔(033)同心的环形槽(034)，其内安装有滑块密封圈(160)；滑块(030)的侧面具有螺纹盲孔(035)，用于和推杆螺纹连接；所述固定阀芯(050)为圆盘形，嵌于所述上凹槽(031)内，固定阀芯(050)的上端面具有同心的内圆槽(051)和外环槽(052)；所述下凹槽(032)内自上而下装有碟簧(060)和浮动阀芯(070)，碟簧(060)和浮动阀芯(070)一起进行动态补偿；浮动阀芯(070)为圆柱形，具有沿其轴线的轴向通孔(071)，浮动阀芯(070)外圆周具有环形凹槽(072)，其内安装有阀芯密封圈(170)，使得浮动阀芯(070)与所述下凹槽(032)配合形成密封；所述上阀座(040)上具有第一换向油口(04A)、第二换向油口(04B)、进油口(04P)及第一回油口(04T)、第二回油口(04W)，第一换向油口(04A)、第二换向油口(04B)、进油口(04P)及第一回油口(04T)与固定阀芯(050)的内圆槽(051)圆心处于同一水平轴线上，第二回油口(04W)位于进油口(04P)垂直上方；进油口(04P)位于内圆槽(051)圆心右侧S/2处，第一换向油口(04A)、第二换向油口(04B)对称分布在进油口(04P)右左两侧，与进油口(04P)距离均为(r2+r3‑S)/2，第一回油口(04T)位于进油口(04P)右侧(r2+r3+S)/2处；第二回油口(04W)在进油口(04P)垂直上方处，所述第一回油口(04T)和第二回油口(04W)通过上阀座内的十字沟通油路(041)连通，S为滚珠丝杠组件(090)的行程，r1为内圆槽(051)的半径，r2、r3分别为外环槽(052)的内径和外径，且2r1>S>(r2+r3‑2r1)/2；所述套筒(080)为具有内空腔(081)的圆筒，其前端封闭并形成凸台(082)，凸台(082)侧面具有外螺纹，以与所述螺纹孔(021)螺纹连接，凸台端面具有轴向连通内空腔(081)的推杆孔(083)，所述内空腔(081)中装有滚珠丝杠组件(090)和连接螺套(100)；所述滚珠丝杠组件(090)由丝杠(091)、滚珠螺母(092)、滚珠导套(093)、钢珠(094)、左端限位销(095)、右端限位销(096)构成；所述滚珠螺母(092)为具有轴向通孔的二阶台阶轴，其小端具有外螺纹；丝杠(091)上套有嵌入钢珠(094)的滚珠导套(093)，丝杠(091)连同滚珠导套(093)穿过滚珠螺母(092)的轴向通孔并形成间隙配合，所述钢珠(094)与丝杠(091)配合，丝杠(091)上接近左右两端分别安装有左端限位销(095)、右端限位销(096)，以对嵌入钢珠(094)的滚珠导套(093)运动加以限制；所述连接螺套(100)为二阶台阶轴，其小端内加工有球窝(101)，连接螺套的大端具有轴向空腔(102)，轴向空腔(102)口部具有内螺纹，以与滚珠螺母(092)的小端连接；所述推杆(110)由螺杆段(111)、杆身(112)和尾部球头(113)连为一体构成；推杆(110)的杆身(112)穿过套筒(080)的推杆孔(083)，螺杆段(111)和滑块(030)侧面的螺纹盲孔(035)螺纹连接，尾部球头(113)位于连接螺套(100)的球窝(101)内；所述减速电机(120)通过螺钉连接于所述套筒(080)的内空腔(081)端口，减速电机(120)的电机轴与丝杠(091)右端通过键销连接，通过丝杠(091)将减速电机(120)的旋转运动转换为滑块(030)的直线运动；当滚珠螺母(092)运动到极限位置被左端限位销(095)或右端限位销(096)挡住时，左端限位销(095)或右端限位销(096)挡住滚珠导套(093)阻止其做直线运动，减速电机(120)继续工作，由于在螺纹间隙中的钢珠(094)无法继续做直线运动，使得丝杠(091)带动滚珠导套(093)和滚珠螺母(092)做相对打滑运动，滚珠螺母(092)停留在极限位置，整个滚珠丝杠组件在极限位置原地打滑，保持行程S；在滚珠丝杠组件(090)的行程S内，进油口(04P)始终在固定阀芯(050)的内圆槽里，第一回油口(04T)或第二回油口(04W)总有其一位于固定阀芯的外环槽里，固定阀芯做直线运动时，实现第一换向油口(04A)、第二换向油口(04B)在固定阀芯的内圆槽和外环槽之间移动，完成换向功能。