一种常开切换阀的制作方法 专利技术说明

工程元件,部件;绝热;紧固件装置的制造及其应用技术1.本发明涉及气路切换阀技术领域，尤其涉及一种常开切换阀。背景技术：2.氮气弹簧是将高压氮气密封在确定的容器里，外力通过活塞杆将氮气压缩，当外力去除时，靠高压氮气膨胀来获得一定弹压力，它主要由缸筒、导向座、密封圈、o型圈和活塞杆等组成。氮气弹簧由于具有体积小、弹力大、行程长、工作平稳，制造精密等优点，能够完成金属弹簧、橡胶和气垫等常规弹性组件难于完成的工作，是一种具有柔性性能的新一代的最理想的弹性部件，因此在模具行业中广泛地应用。当开模时，滑块带动上模上行，由于上模压料板有氮气弹簧，在开模瞬间不会立刻离开下模，而是一直压在产品上直至开模行程达到上模压料板的压料行程才会脱离压料状态。而此时下模压料板的氮气弹簧因为瞬间失去压力而向上顶起，因为压力过大造成产品出现反向折弯的缺陷。因此，下模压料板的氮气弹簧通常设计成具有延时复位的结构。3.气路切换阀，尤其是常开切换阀常用于氮气弹簧对气体流动的逻辑切换控制，通过对气体流动停止和开启的控制，满足氮气弹簧延缓压力输出的要求。由于要满足氮气弹簧延时复位功能，常开切换阀需要进行一段时间的关闭，从而将氮气弹簧的活塞锁定，使氮气弹簧没有压力输出；待常开切换阀再次打开，氮气弹簧才有压力输出，从而实现氮气弹簧延时复位的目的。4.现有技术中的常开切换阀在切换过程中往往存在密封性能不足导致气体泄露等问题，而且传统的常开切换阀使用寿命短、可靠性差。技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种常开切换阀，通过在阀体内设置相互配合的静态阀、动态阀，能够解决传统的常开切换阀密封性差、使用寿命短、可靠性差的技术问题。6.为实现上述目的，本发明所设计的一种常开切换阀，包括切换阀缸体，所述切换阀缸体为中空结构，所述切换阀缸体侧壁上开设进气孔、出气孔，相互配合的静态阀、动态阀，所述静态阀设置在切换阀缸体空腔的一侧，所述动态阀活动设置在切换阀缸体空腔的另一侧；7.所述静态阀包括静芯部、安装部，所述静芯部中间沿切换阀径向开设径向气孔，所述安装部与切换阀缸体的内侧壁连接，所述安装部沿切换阀横向开设横向气孔，所述横向气孔中部与径向气孔连通，所述横向气孔端部与出气孔连通；8.所述动态阀包括芯体、阀芯推杆、阀芯堵头，所述芯体为两端开口的中空结构，芯体一侧与静芯部配合，芯体另一侧与切换阀缸体的内侧壁间隙配合，所述阀芯堵头为弹性材料，设置在芯体的空腔内，所述阀芯堵头一端可伸出芯体的空腔并密封径向气孔，所述阀芯推杆的一端设置在芯体的空腔内并与阀芯堵头连接，阀芯推杆的另一端伸出芯体的空腔。9.作为优选方案，所述阀芯堵头包括活动部、密封部，所述活动部设置在芯体的空腔内，所述密封部的尺寸小于活动部的尺寸，所述密封部上设有可堵住径向气孔的凹窝。10.作为优选方案，所述凹窝为锥形，凹窝外径大于径向气孔的孔径。11.其中，凹窝既可以保证有效密封，还可以防止常开切换阀复位时，凹窝被吸入静态阀的径向气孔内，从而被卡主，导致常开切换阀不能正常复位，氮气弹簧不能正常工作。因为阀芯堵头是弹性材料，容易变形，切换阀关闭状态可能会受高压气体的影响，阀芯堵头凸出的头部钻入静态阀的径向气孔内。12.作为优选方案，所述阀芯推杆为阶梯状，包括杆部、尾部，所述杆部的外径小于尾部的外径，所述杆部的端头为球形。13.作为优选方案，所述动态阀还包括依次套设在杆部上的阀芯支撑环、动密封圈，所述动密封圈靠近杆部的端头。14.作为优选方案，所述静芯部的侧面设有凹槽，所述芯体与凹槽间隙配合。15.作为优选方案，所述凹槽侧壁开设通气孔，所述通气孔的轴线与横向气孔的轴线垂直。16.作为优选方案，还包括静密封圈，所述静密封圈套设在静芯部的外侧。17.作为优选方案，还包括复位弹簧，所述复位弹簧设置在切换阀缸体的空腔内，复位弹簧套设在芯体的外部。18.作为优选方案，还包括防松堵塞，所述防松堵塞为中空结构，与切换阀缸体的内侧壁螺纹连接，所述阀芯推杆的端头位于防松堵塞的空腔内。19.本发明的有益效果：20.本发明的常开切换阀在切换阀缸体内设置相互配合的静态阀、动态阀，静态阀固定设置，动态阀活动设置；动态阀的阀芯推杆侧面设置弹性阀芯堵头，具有较好的密封性能，动态阀在外力作用下，阀芯推杆推动芯体和阀芯堵头运动从而密封静态阀内的气孔，切断常开切换阀内的气体输出路径；外力撤销后，阀芯推杆回位，芯体在复位弹簧的作用下被推回，阀芯堵头与静态阀内的气孔松开，常开切换阀恢复至打开状态。21.因此，本发明能够解决传统的常开切换阀密封性差、使用寿命短、可靠性差的技术问题。附图说明22.图1为本发明分解示意图。23.图2为本发明装配示意图。24.图3为本发明常开状态剖视图。25.图4为本发明关闭状态剖视图。26.图5为动态阀立体示意图。27.图6为动态阀剖视图。28.图7为动态阀芯体的立体示意图。29.图8为动态阀阀芯堵头的立体示意图。30.图9为静态阀立体示意图。31.图10为静态阀剖视图。32.图11为切换阀缸体立体示意图。33.图12为切换阀缸体剖视图。34.附图标记说明：35.切换阀缸体1、静态阀2、动态阀3、复位弹簧4、防松堵塞5；36.切换阀缸体1：进气孔11、出气孔12；37.静态阀2：静芯部21、安装部22、凹槽23、径向气孔24、横向气孔25、通气孔26、静密封圈27；38.动态阀3：芯体31、阀芯推杆32、阀芯堵头33、阀芯支撑环34、动密封圈35；39.芯体31：法兰部311、动芯部312；40.阀芯推杆32：杆部321、尾部322；41.阀芯堵头33：活动部331、密封部332、凹窝333。具体实施方式42.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。44.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。45.本发明涉及一种常开切换阀，常用于氮气弹簧对气体流动的逻辑切换控制，通过对气体流动停止和开启的控制，满足氮气弹簧延缓压力输出的要求。逻辑控制常开切换阀用于氮气弹簧活塞杆在下止点锁定，控制活塞杆的回程实现延时功能。控制延时功能产生的方法是通过压力机控制系统或冲压模具结构设计提供的气压信号，触发切换阀的动态阀实现打开或关闭。逻辑控制常开切换阀用于可控延时氮气弹簧，而氮气弹簧应用在由单一压力机冲程进行两个成型步骤的拉延模具中。46.常开切换阀作为一个独立单元通过切换阀缸体的外表面与氮气弹簧相应的配合表面安装在基体上，常开切换阀的两个气道与氮气弹簧上的两个气道在常开状态下互通，它根据氮气弹簧对气体的控制要求，对中高压气体实现逻辑切换控制，切换中能防止高速流动气体堵塞气道和防止阀芯动态切换时的气体泄漏，确保氮气弹簧对气体流动的逻辑切换控制。逻辑切换控制指令是通过其他装置提供推力来触动动态阀移动，再通过打开和关闭静态阀气道实现逻辑控制。在没有逻辑控制指令作用时，常开切换阀的气道处于常开状态，气路畅通，详见图2。当产生逻辑控制指令时动态阀移动，使常开切换阀的气道被关闭气路阻断，详见图3。47.如图1至图4所示，本发明的常开切换阀包括切换阀缸体1，所述切换阀缸体1为中空结构，包括进气腔和排气腔，用于气体的输入和输出，进气腔的缸体侧壁上开设进气孔11，排气腔的缸体侧壁上开设出气孔12，所述进气孔11与出气孔12的轴线相互平行，所述进气孔11、出气孔12分别从切换阀缸体侧壁的一端穿向另一端；切换阀缸体的外形具有气体密封、装配限位功能，内腔具有安装定位阀芯位置、气体密封功能，缸体的侧壁有连通到内外部的气道孔。切换阀缸体柱面侧壁上有两个孔，分别是气体进入气道的进气孔11、气体切换控制后输出气道的出气孔12，气道孔两侧凸出的柱体表面是与氮气弹簧基体的安装表面，安装表面之间的密封性通过密封圈防止气体渗漏。切换阀缸体1的空腔长度大于阀芯的总长度，可以有效保护阀芯。48.常开切换阀还包括相互配合的静态阀2、动态阀3，所述静态阀2设置在切换阀缸体1空腔的一侧，所述动态阀3活动设置在切换阀缸体1空腔的另一侧。它还包括复位弹簧4，所述复位弹簧4设置在切换阀缸体1的空腔内，复位弹簧4套设在芯体31的外部。它还包括防松堵塞5，属于限位零件，用于限制动态阀的位置并防止其脱落。所述防松堵塞5为中空结构，与切换阀缸体1的内侧壁螺纹连接，所述阀芯推杆32的端头位于防松堵塞5的空腔内。49.如图5至图8所示，所述动态阀3包括芯体31、阀芯推杆32、阀芯堵头33。动态阀3是实现切换阀功能、延长切换阀工作寿命的核心部件。外力推动阀芯推杆32移动，阀芯推杆32带动芯体31克服复位弹簧4的压力使该装配体整体运动，从而推动阀芯堵头33密封静态阀2的径向气孔24，实现切换阀缸体1内的气体通道关闭。外力撤销后，阀芯推杆32回位，芯体31在复位弹簧4的作用下被推回，从而使阀芯堵头33与径向气孔24松开，常开切换阀恢复打开状态。50.所述芯体31为两端开口的中空结构，芯体31包括法兰部311、动芯部312，芯体31的动芯部312与凹槽23间隙配合，芯体31的法兰部311与切换阀缸体1的内侧壁间隙配合。法兰部311的外径大于动芯部312的外径，法兰部311用于承受复位弹簧4的压力，动芯部312用于锁住阀芯堵头33，对活动部331进行限位。51.所述阀芯堵头33为弹性材料，例如橡胶，具有弹性密封和耐高温的性能。设置在芯体31的空腔内，所述阀芯堵头33一端可伸出芯体31的空腔并密封径向气孔24。所述阀芯堵头33包括活动部331、密封部332，所述活动部331设置在芯体31的空腔内，所述密封部332的尺寸小于活动部331的尺寸，所述密封部332上设有可堵住径向气孔24的凹窝333。所述凹窝333为锥形，凹窝333外径大于径向气孔24的孔径。凹窝333既可以保证有效密封，还可以防止常开切换阀复位时，凹窝333被吸入静态阀2的径向气孔24内，从而被卡主，导致常开切换阀不能正常复位，氮气弹簧不能正常工作。因为阀芯堵头33是弹性材料，容易变形，切换阀关闭状态可能会受高压气体的影响，阀芯堵头33凸出的头部钻入静态阀的径向气孔24内被卡住，不能随着动态阀3的回弹而恢复到常态，从而影响常开切换阀的正常工作，导致产品报废。阀芯堵头33的材料选择和凹窝333的结构设计，是保证该常开切换阀密封性能、可靠性和使用寿命的关键。52.所述阀芯推杆32的一端设置在芯体31的空腔内并与阀芯堵头33连接，阀芯推杆32的另一端伸出芯体31的空腔。所述阀芯推杆32为阶梯状，包括杆部321、尾部322，所述杆部321的外径小于尾部322的外径，所述杆部321的端头为球形，以便减小此接触面所收到的外部推力，从而减少运动产生的不利影响。尾部322外径大，可以保证其端面与阀芯堵头33贴合时有足够大的接触面积。53.所述动态阀3还包括依次套设在杆部321上的阀芯支撑环34、动密封圈35，所述动密封圈35靠近杆部321的端头。阀芯支撑环34是阀芯推杆32的支撑和导向限位零件，保证阀芯推杆32在运动过程中的精确度。动密封圈35是阀芯推杆32的密封零件，保证阀芯推杆32在运动过程中的压力气体不会泄漏。54.如图9、图10所示，所述静态阀2为钢材，由静芯部21、安装部22组成的阶梯轴，静芯部21的外径小于安装部22的外径，静芯部21、安装部22一体成型，安装部22与切换阀缸体1通过螺纹固定连接，静态阀2在整个切换过程中始终保持不动，所述静芯部21的外侧套设静密封圈27，保证切换阀在运动过程中的压力气体不会泄漏。55.所述静芯部21的侧面设有凹槽23，所述凹槽23的侧壁开设通气孔26，可以保证切换阀常开状态下气体不受堵头等阻碍，能够流动畅通，所述通气孔26的轴线与横向气孔25的轴线垂直；所述静芯部21中间沿切换阀径向开设与凹槽23连通的径向气孔24，所述安装部22与切换阀缸体1的内侧壁连接，所述安装部22沿切换阀横向开设横向气孔25，所述横向气孔25中部与径向气孔24连通，所述横向气孔25端部与出气孔12连通。所述静芯部21的凹槽23底面还可以设置环状凸起，与阀芯堵头33形成凹凸配合，可以更好地起到密封效果。56.所述静态阀2外侧壁与切换阀缸体1的空腔之间还安装有用于限位的防松挡圈，限制静态阀2的位置，并防止其脱落。57.常开切换阀的工作过程：58.外力推动阀芯推杆32移动，芯体31在阀芯推杆32的带动下克服复位弹簧4的弹力，使动芯部312运动至静态阀2的凹槽23内，形成凹凸配合密封；同时，阀芯推杆32推动阀芯堵头33，使其密封部332伸出芯体31的动芯部312，密封部332侧面的凹窝333将静态阀2的径向气孔24密封住，因阀芯堵头33为弹性材料，具有较好的密封性能，从而实现切换阀缸体1内的气体通道关闭，使常开切换阀处于关闭状态，如图4所示。59.外力撤销后，阀芯推杆32回位，芯体31在复位弹簧4的作用下被推回，动芯部312与凹槽23分离，阀芯堵头33的凹窝333与径向气孔24松开，使常开切换阀恢复至打开状态，因阀芯堵头33的端部设置凹窝333，可以有效防止阀芯堵头33在高压气体作用下吸入径向气孔24内，从而导致动态阀3不能正常恢复。常开切换阀的打开状态，如图3所示。60.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。









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