專(zhuān)利名稱(chēng)：一種液壓換向閥閥芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓斷路器用操動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓換向閥，特別是一種液壓彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)換 向閥閥芯。
背景技術(shù)：
液壓換向閥是利用閥芯對(duì)閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、關(guān)斷或變換油流的方向， 從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。按閥芯相對(duì)于閥體的運(yùn)動(dòng)方式分為滑閥和轉(zhuǎn)閥；按操作方式分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電 磁動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)等；按閥芯工作時(shí)在閥體中所處的位置分為二位和三位等；按換向閥 所控制的通路數(shù)不同分為二通、三通、四通和五通等。其中，高壓及超高壓斷路器用液壓彈 簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)換向閥為兩位三通液動(dòng)換向閥。斷路器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，而操動(dòng)機(jī)構(gòu)又是斷路器中的重要部件之 一，液壓換向閥作為液壓彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵組件，往往是引發(fā)操動(dòng)機(jī)構(gòu)漏油、分合閘 特性不合格等問(wèn)題的主要因素之一。對(duì)液壓換向閥閥芯的改進(jìn)，可以減少液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的 故障率，對(duì)于提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性具有非常重要的意義。圖1為現(xiàn)有的換向閥采用分體式結(jié)構(gòu)的閥芯，合閘閥套1中安裝有閥芯本體，閥芯 本體由閥桿9和錐閥芯10連接構(gòu)成，閥桿9通過(guò)0型圈5與擋圈6密封套接于錐閥芯10 上。在實(shí)際使用中存在如下問(wèn)題首先，閥桿9和錐閥芯10連接處的0型圈5經(jīng)常破損，導(dǎo) 致液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)泄露，引起電機(jī)頻繁打壓而報(bào)警；其次，錐閥芯10和閥桿9之間并不是完全相 對(duì)靜止，換向時(shí)容易引起閥芯本體換向動(dòng)作不穩(wěn)定，從而影響斷路器的分合閘機(jī)械特性，使 分合閘特性不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)分散性大。上述問(wèn)題給電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液壓換向閥閥芯，該閥芯的密封結(jié)構(gòu)徹底解決了現(xiàn)有換 向閥設(shè)計(jì)中的內(nèi)泄露問(wèn)題，并滿(mǎn)足了所配斷路器的分合閘機(jī)械特性。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種液壓換向閥閥芯，包括套接于 閥套內(nèi)的錐閥芯與閥桿，錐閥芯的一端通過(guò)球柱座、彈簧、螺釘安裝在閥套中，錐閥芯一端 錐形側(cè)壁上設(shè)有與閥套油路連通的油孔，套接于錐閥芯端頭的閥桿中設(shè)有與該油孔相連通 的油路通道，其特征在于所述錐閥芯與閥桿設(shè)為一體結(jié)構(gòu)構(gòu)成閥芯本體，且在該一體結(jié)構(gòu)的閥芯本體中段環(huán)向周壁上設(shè)有錐型密封面，閥芯本體通過(guò)該錐型密封面、錐閥芯及閥桿 兩端所設(shè)組合密封圈，實(shí)現(xiàn)與閥套之間的液壓密封。所述錐型密封面設(shè)于一體結(jié)構(gòu)的閥芯本體中段呈錐形擴(kuò)徑段端面的環(huán)向周壁上， 在該錐形擴(kuò)徑段的外周表面均布兩平衡槽，錐型密封面分別設(shè)在該兩平衡槽相鄰的斜面 上。所述閥芯本體中段呈錐形擴(kuò)徑段兩錐面呈對(duì)稱(chēng)布置。本發(fā)明的有益效果是，該閥芯本體省掉了原來(lái)中間連接的密封圈，將錐閥芯與閥桿設(shè)為一體結(jié)構(gòu)，因而徹底解決了現(xiàn)有高壓斷路器液壓機(jī)構(gòu)控制閥系統(tǒng)內(nèi)換向閥的內(nèi)泄漏 問(wèn)題，使換向閥結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單；并且閥芯動(dòng)作穩(wěn)定可靠，內(nèi)漏點(diǎn)減少，裝配簡(jiǎn)化，使分合閘時(shí) 間穩(wěn)定，大大提高了斷路器機(jī)械特性的穩(wěn)定性。這一應(yīng)用，首先能夠減少該類(lèi)機(jī)構(gòu)在配合 斷路器本體的試驗(yàn)過(guò)程中，因特性不合格或機(jī)構(gòu)泄漏等問(wèn)題而返修，減少了人力、物力的損 失；其次將提高液壓彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性，對(duì)其所配252kV IlOOkV電壓等級(jí)的斷路器 (含GIS斷路器)本體的可靠運(yùn)行起到積極作用。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)液壓換向閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明液壓換向閥密封結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明液壓換向閥閥芯結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、閥套；2、擋圈；3、0型圈；4、組合密封圈；5、0型圈；6、擋圈；7、組合密封 圈；8、閥套；9、閥桿；10、錐閥芯；11、球柱座；12、彈簧；13、螺釘；14、閥柄；15、密封槽；16、 油孔；17、錐型密封面；18、錐型密封面；19、中空腔體；20、密封槽；21、高壓油路通道；22、 高低壓切換通道；23、低壓油路通道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖2所示，該液壓換向閥閥芯包括套接于閥套1、8內(nèi)的錐閥芯10與閥桿9，錐閥 芯10的一端通過(guò)球柱座11、彈簧12、螺釘13安裝在閥套中，并且螺釘13將彈簧12壓在球 柱座11上；錐閥芯10中段錐形側(cè)壁上設(shè)有與閥套1油路連通的油孔16，套接于錐閥芯10 端頭的閥桿9中設(shè)有與該油孔16相連通的油路通道19 ；并且在該錐閥芯10與閥桿9上設(shè) 有組合密封圈第一組合密封圈4及第二組合密封圈7，該兩組合密封圈分別設(shè)于錐閥芯10 及閥桿9兩端的密封槽中。其中包括有錐閥芯10與閥桿9的閥芯本體屬一種細(xì)長(zhǎng)桿狀零 件，和圖1中原有的閥芯本體相比，圖2本發(fā)明將閥桿9和錐閥芯10改進(jìn)為整體結(jié)構(gòu)的閥 芯本體，取消了原有的密封圈5和6。一體結(jié)構(gòu)的閥芯本體中段(原錐閥芯10閥桿9相連 接端)環(huán)向周壁上設(shè)錐型密封面17、18，閥芯本體通過(guò)該錐型密封面17、18、錐閥芯10及閥 桿9兩端所設(shè)組合密封圈4、7，實(shí)現(xiàn)與閥套1、8之間的液壓密封。同時(shí)該一體結(jié)構(gòu)的閥芯本 體不會(huì)由于原錐閥芯10和閥桿9的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起閥芯本體換向動(dòng)作不穩(wěn)定，從而提高斷路 器安全運(yùn)行的可靠性。如圖3所示，錐型密封面17、18設(shè)于一體結(jié)構(gòu)的閥芯本體中段呈錐形擴(kuò)徑段端面 的環(huán)向周壁上，在該錐形擴(kuò)徑段的外周表面均布兩平衡槽，錐型密封面17、18分別設(shè)在該 兩平衡槽相鄰的斜面上。所述閥芯本體中段呈錐形擴(kuò)徑段兩錐面呈對(duì)稱(chēng)布置。該結(jié)構(gòu)的改進(jìn)解決了高壓斷 路器液壓機(jī)構(gòu)控制閥系統(tǒng)內(nèi)換向閥的內(nèi)泄漏問(wèn)題，并且更有利于閥芯本體換向動(dòng)作的穩(wěn)定 性，從而滿(mǎn)足斷路器的分合間機(jī)械性能。本發(fā)明的原理是圖2結(jié)合圖3所示，其中左側(cè)為合閘端，左側(cè)設(shè)有密封槽15，該 槽中安裝有組合密封圈4，其作用在于密封其兩側(cè)的液壓油；錐閥芯10的左側(cè)一端設(shè)閥柄 14，該閥柄14與球柱座11、彈簧12、螺釘13相配合，具有防止閥芯本體在液壓油中慢分、慢合的作用；中間呈錐形擴(kuò)徑段的端面上設(shè)兩平衡槽，平衡槽兩邊的斜面17和18為錐型密封 面，閥芯本體換向時(shí)分別與閥套1、閥套8閥口處的尖角形成密封；中間呈錐形擴(kuò)徑段部分 左側(cè)的斜面上開(kāi)四個(gè)均布油孔16，使分閘側(cè)內(nèi)腔與合閘閥套1中的油路連通；右側(cè)為分閘 端，右側(cè)閥桿9中心設(shè)有油路通道19與高壓油路連通，右端閥桿9處設(shè)有密封槽20，用于安 裝組合密封圈7，組合密封圈4、7密封其兩側(cè)的液壓油。該整體閥芯對(duì)加工工藝要求更高， 在制造中增加了同軸度、跳動(dòng)、垂直度等形位公差要求。
換向閥工作時(shí)，通過(guò)密封圈2、3實(shí)現(xiàn)閥體與閥套1之間的液壓密封。閥芯本體工 作時(shí)，圖中高壓油路通道21與高壓油腔連通，該區(qū)域充滿(mǎn)高壓油，低壓油路通道23與低壓 油腔連通，該區(qū)域充滿(mǎn)低壓油，高低壓切換通道22連通液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作缸內(nèi)活塞桿的底 部，該區(qū)域液壓油的壓力隨分合閘操作而變換。合閘時(shí)，閥芯本體在油壓的作用下，由左向 右快速運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)錐型密封面17與閥套1的密封，在油壓、球柱座11和彈簧12的作用下， 錐型密封面18迅速與閥套8形成密封，使高低壓切換通道22和低壓油路通道23的油路關(guān) 閉，使高壓油路通道21和高低壓切換通道22的油路連通，高低壓切換通道22中的液壓油 迅速轉(zhuǎn)換為高壓油，從而使操動(dòng)機(jī)構(gòu)快速合閘，為下一個(gè)分閘做好準(zhǔn)備。分閘時(shí)，閥芯本體 在油壓的作用下，由右向左快速運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)錐型密封面18與閥套8的密封，錐型密封面17 迅速與閥套1形成密封，使高壓油路通道21和高低壓切換通道22的油路關(guān)閉，使高低壓切 換通道22和低壓油路通道23的油路連通，高低壓切換通道22中的液壓油迅速轉(zhuǎn)換為低壓 油，從而使操動(dòng)機(jī)構(gòu)快速分間，為下一個(gè)合間做好準(zhǔn)備。分合閘時(shí)間、速度是高壓斷路器的重要特性之一，不同電壓等級(jí)的斷路器對(duì)分合 閘特性的要求不同，但在試驗(yàn)中要求都是非常嚴(yán)格的，而操動(dòng)機(jī)構(gòu)直接決定了高壓斷路器 的分合閘特性，因而要求換向閥閥芯在操作時(shí)能夠快速準(zhǔn)確穩(wěn)定的作出反應(yīng)。因此本發(fā)明 的閥芯本體改善了液壓彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封性能，并提高了所配高壓斷路器機(jī)械特性的可靠性。
權(quán)利要求
一種液壓換向閥閥芯，包括套接于閥套(1、8)內(nèi)的錐閥芯(10)與閥桿(9)，錐閥芯(10)的一端通過(guò)球柱座(11)、彈簧(12)、螺釘(13)安裝在閥套(1)中，錐閥芯(10)一端錐形側(cè)壁上設(shè)有與閥套(1)油路連通的油孔(16)，套接于錐閥芯(10)端頭的閥桿(9)中設(shè)有與該油孔(16)相連通的油路通道(19)，其特征在于所述錐閥芯(10)與閥桿(9)設(shè)為一體結(jié)構(gòu)構(gòu)成閥芯本體，且在該一體結(jié)構(gòu)的閥芯本體中段環(huán)向周壁上設(shè)有錐型密封面(17、18)，閥芯本體通過(guò)該錐型密封面(17、18)、錐閥芯(10)及閥桿(9)兩端所設(shè)組合密封圈，實(shí)現(xiàn)與閥套(1、8)之間的液壓密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓換向閥閥芯，其特征在于所述錐型密封面(17、18) 設(shè)于一體結(jié)構(gòu)的閥芯本體中段呈錐形擴(kuò)徑段端面的環(huán)向周壁上，在該錐形擴(kuò)徑段的外周表 面均布兩平衡槽，錐型密封面(17、18)分別設(shè)在該兩平衡槽相鄰的斜面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓換向閥閥芯，其特征在于所述閥芯本體中段呈錐 形擴(kuò)徑段兩錐面呈對(duì)稱(chēng)布置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種液壓換向閥閥芯，包括套接于閥套內(nèi)的錐閥芯與閥桿，錐閥芯的一端通過(guò)球柱座、彈簧、螺釘安裝在閥套中，錐閥芯一端錐形側(cè)壁上設(shè)有與閥套油路連通的油孔，套接于錐閥芯端頭的閥桿中設(shè)有與該油孔相連通的油路通道，其特征在于所述錐閥芯與閥桿設(shè)為一體結(jié)構(gòu)構(gòu)成閥芯本體，且在該一體結(jié)構(gòu)的閥芯本體中段環(huán)向周壁上設(shè)有錐型密封面，閥芯本體通過(guò)該錐型密封面、錐閥芯及閥桿兩端所設(shè)組合密封圈，實(shí)現(xiàn)與閥套之間的液壓密封。該一體結(jié)構(gòu)的閥芯徹底解決了現(xiàn)有換向閥設(shè)計(jì)中的內(nèi)泄露問(wèn)題，并滿(mǎn)足了所配斷路器的分合閘機(jī)械特性。
文檔編號(hào)F16K11/065GK101839354SQ20101019711
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者張潤(rùn)田, 李宏春, 許艷蒲 申請(qǐng)人:中國(guó)西電電氣股份有限公司