CN211975552U - 集成式先导阀及使用该集成式先导阀的液压操动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种集成式先导阀及使用该集成式先导阀的液压操动机构，集成式先导阀包括阀体，阀体内设有至少两个先导阀单元，阀体上设有阀体进油口和阀体排油口，各先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，先导阀单元包括阀套，阀套具有连通阀体进油口与阀体排油口的阀套通道，阀体内还设有控制阀套通道通断的活动阀芯和对活动阀芯施力的弹性件，阀体上设有插装至阀套通道内顶开活动阀芯的阀杆，阀杆具有受力端，活动阀芯具有受弹性件作用力封堵阀套通道的封堵位、以及受阀杆顶推脱离封堵位以使阀套通道与阀体进油口和阀体排油口连通的连通位。阀体进油口和阀体排油口共用，节省了进油口、排油口的设置，简化了液压阀结构，减少了密封环节。

Description

集成式先导阀及使用该集成式先导阀的液压操动机构

技术领域

本实用新型涉及一种集成式先导阀及使用该集成式先导阀的液压操动机构。

背景技术

超高压、特高压断路器的操动机构一般选用液压操动机构，来自控制室的电控命令需通过液压机构中的先导阀转换为液压信号，再控制和驱动执行元件来操动断路器进行分、合闸动作。

授权公告号为CN205605521U的中国实用新型专利公开了一种先导阀，包括阀体，阀体内自上而下设置有阀塞（即上阀套）、阀芯（即下阀套）、阀球和阀球座（即球托），阀体内设置有进油通道和排油通道，下阀套内设置有连通进油通道和排油通道的阀套通道，球托和阀体之间设置有弹性件，阀塞内滑动密封装配有阀杆，阀杆与阀球顶压配合。

上述先导阀通常和电磁铁配套使用，当电磁铁得电时，电磁铁的动铁芯顶推阀杆使阀杆动作，实现先导阀的开启。实际使用时，由于电力系统对断路器的动作可靠性要求较高，一般要求断路器应设有两套相同而又独立的分闸电气控制回路，每一个分闸装置动作时或两个装置同时动作时,均应保证断路器的机械特性，对一些特殊用户，还要求设有两套独立的合闸电气控制回路，为此操动机构的分闸、合闸电磁铁以及分闸、合闸先导阀也都分别需要设置两个。

对于分闸先导阀来说，需要满足两个先导阀完全独立，一个电磁铁分别控制一个先导阀的动作，同时又要满足当一个先导阀动作时或两个先导阀同时动作时，均应保证断路器的机械特性，通常将两个先导阀分立设置，每个先导阀上都要连接管路并进行密封，这使得液压阀的结构比较复杂，密封环节较多。特别是对于分闸、合闸均要求设置两个先导阀的液压操动机构，其液压阀结构将更为复杂，密封环节更多。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集成式先导阀，以解决现有技术中液压阀的结构比较复杂的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种液压阀结构比较简单的液压操动机构。

为实现上述目的，本实用新型中的集成式先导阀采用如下技术方案：

集成式先导阀，包括阀体，阀体内间隔设置有至少两个先导阀单元，阀体上设有阀体进油口和阀体排油口，各先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，先导阀单元包括阀套，阀套具有连通阀体进油口与阀体排油口的阀套通道，阀体内还设有用于控制阀套通道通断的活动阀芯和用于对活动阀芯施加弹力的弹性件，阀体上设有插装至阀套通道内用于顶开活动阀芯的阀杆，阀杆具有受力端，活动阀芯具有受弹性件作用力封堵阀套通道的封堵位、以及受阀杆顶推脱离封堵位以使阀套通道与阀体进油口和阀体排油口连通的连通位。

上述集成式先导阀的技术方案的有益效果在于：首先，对于单个先导阀单元来说，当活动阀芯处于封堵位时，阀套通道被封堵，阀体进油口和阀体排油口是断开的，该先导阀单元处于关闭状态；当活动阀芯处于连通位时，阀体进油口和阀体排油口通过阀套通道连通，油液可以从阀体进油口进入，并从阀体排油口排出，也即该先导阀单元处于打开状态。因此，只需要对阀杆受力端施加外力，进而使阀杆顶推活动阀芯，即可控制单个先导阀单元的开启，进而，当油液通过阀体排油口排出后，可以进入下一级阀，驱动下一级阀动作，保证断路器的动作特性。

由于各个先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，因此即使所有先导阀单元同时动作，仍然可以供油液从阀体排油口排出，驱动下一级阀动作，从而实现了单个先导阀单元动作、以及多个先导阀单元同时动作时都能驱动下一级阀动作的目的。并且当某一个先导阀单元故障无法动作时，其他完好的先导阀单元仍可以控制下一级阀动作，保证了集成式先导阀的动作可靠性。

本实用新型中的各个先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，多个先导阀单元集成在一个阀体内，节省了进油口、进油管路、排油口以及排油管路的设置，大大简化了液压阀的结构布置，减少了密封环节。

进一步的，为了方便阀套的安装，方便阀套通道与阀体排油口的连通，阀套与阀体围成与阀套通道连通的环形流道，环形流道与阀体排油口连通。

进一步的，为了方便阀体的加工制造，阀体内连通阀体进油口与各阀套通道的进油通道为直通道，和/或阀体内连通阀体排油口与各阀套通道的排油通道为直通道。

进一步的，为了方便对阀杆的受力端施加外力，集成式先导阀还包括固定在阀体上的电磁铁，电磁铁的个数与先导阀单元的个数一一对应，电磁铁包括与阀杆的受力端顶推配合的动铁芯。

进一步的，为了方便活动阀芯的设置，活动阀芯包括球托和设置在球托上的阀球，阀球在活动阀芯处于封堵位时封堵阀套通道、在活动阀芯处于连通位时受阀杆顶推，所述弹性件设置在球托和阀体之间。

为实现上述目的，本实用新型中的液压操动机构采用如下技术方案：

液压操动机构，包括机构箱体和设置在机构箱体内的集成式先导阀，集成式先导阀包括阀体，阀体内间隔设置有至少两个先导阀单元，阀体上设有阀体进油口和阀体排油口，各先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，先导阀单元包括阀套，阀套具有连通阀体进油口与阀体排油口的阀套通道，阀体内还设有用于控制阀套通道通断的活动阀芯和用于对活动阀芯施加弹力的弹性件，阀体上设有插装至阀套通道内用于顶开活动阀芯的阀杆，阀杆具有受力端，活动阀芯具有受弹性件作用力封堵阀套通道的封堵位、以及受阀杆顶推脱离封堵位以使阀套通道与阀体进油口和阀体排油口连通的连通位。

上述液压操动机构的技术方案的有益效果在于：首先，对于单个先导阀单元来说，当活动阀芯处于封堵位时，阀套通道被封堵，阀体进油口和阀体排油口是断开的，该先导阀单元处于关闭状态；当活动阀芯处于连通位时，阀体进油口和阀体排油口通过阀套通道连通，油液可以从阀体进油口进入，并从阀体排油口排出，也即该先导阀单元处于打开状态。因此，只需要对阀杆受力端施加外力，进而使阀杆顶推活动阀芯，即可控制单个先导阀单元的开启，进而，当油液通过阀体排油口排出后，可以进入下一级阀，驱动下一级阀动作，保证断路器的动作特性。

由于各个先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，因此即使所有先导阀单元同时动作，仍然可以供油液从阀体排油口排出，驱动下一级阀动作，从而实现了单个先导阀单元动作、以及多个先导阀单元同时动作时都能驱动下一级阀动作的目的。并且当某一个先导阀单元故障无法动作时，其他完好的先导阀单元仍可以控制下一级阀动作，保证了集成式先导阀的动作可靠性，进而保证了液压操动机构的动作可靠性。

本实用新型中的各个先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，多个先导阀单元集成在一个阀体内，节省了进油口、进油管路、排油口以及排油管路的设置，大大简化了液压阀的结构布置，减少了密封环节。

进一步的，为了方便阀套的安装，方便阀套通道与阀体排油口的连通，阀套与阀体围成与阀套通道连通的环形流道，环形流道与阀体排油口连通。

进一步的，为了方便阀体的加工制造，阀体内连通阀体进油口与各阀套通道的进油通道为直通道，和/或阀体内连通阀体排油口与各阀套通道的排油通道为直通道。

进一步的，为了方便对阀杆的受力端施加外力，集成式先导阀还包括固定在阀体上的电磁铁，电磁铁的个数与先导阀单元的个数一一对应，电磁铁包括与阀杆的受力端顶推配合的动铁芯。

进一步的，为了方便活动阀芯的设置，活动阀芯包括球托和设置在球托上的阀球，阀球在活动阀芯处于封堵位时封堵阀套通道、在活动阀芯处于连通位时受阀杆顶推，所述弹性件设置在球托和阀体之间。

附图说明

图1为本实用新型中集成式先导阀的主视剖切图；

图2为本实用新型中集成式先导阀的俯视图；

图3为图1的局部放大结构图。

图中：1.电磁铁；2.动铁芯；3.阀杆；4.上阀套；5.排油通道；6.下阀套；7.进油通道；8.球托；9.弹簧；10.阀球；11.阀体；12.螺钉；13.横向排油通道；14.环形流道；15.密封圈；16.耐磨环；17.横向进油通道；18.阀体排油口；19.阀体进油口；20.竖向通道。

具体实施方式

本实用新型中集成式先导阀的一个实施例如图1~图3所示，包括阀体11，阀体11上设有阀体进油口19和阀体排油口18，阀体11内间隔设置有两个先导阀单元，两个先导阀单元共用阀体进油口19和阀体排油口18。各先导阀单元均包括阀套，本实施例中的阀套由上阀套4和下阀套6组合而成，如图3所示，上阀套4的与下阀套6相对的端面上设置有凹槽，凹槽内由内向外依次安装有耐磨环16和密封圈15。

阀体11内设置有与阀体排油口18连通的排油通道5，排油通道5为直通道。下阀套6具有与排油通道5连通的横向排油通道13，两个先导阀单元的下阀套内的横向排油通道13通过排油通道5连通。下阀套6与阀体11围成与横向排油通道13连通的环形流道14，当然环形流道14通过排油通道5与阀体排油口18连通。设置环形流道14可以方便下阀套的安装，只要将其装入阀体中，无需调整位置，即可使横向排油通道13通过环形流道14与排油通道5连通。

下阀套6内还设置有竖向通道20，竖向通道20垂直于横向排油通道13且与之连通，竖向通道20和横向排油通道13构成了下阀套6内的阀套通道。阀体11内还设置有与阀体进油口19连通的进油通道7，阀套通道用于在先导阀单元打开时连通进油通道7和排油通道5。

下阀套6的下方设置有用于控制阀套通道通断的活动阀芯和用于对活动阀芯施加弹力的弹性件，本实施例中的活动阀芯包括球托8和设置在球托8上的阀球10，球托8内设置有与进油通道7连通的横向进油通道17，进油通道7也为直通道，两个先导阀单元的球托内横向进油通道通过进油通道7连通。

本实施例中的弹性件为弹簧9，弹簧9顶装在阀体11和球托8之间，先导阀单元处于关闭状态时，弹簧9处于预压缩状态，因此可以对球托8施加向上的反作用力，从而使阀球10封堵在竖向通道20的通道口上，也即阀套通道被封堵，对于该先导阀单元来说，进油通道7和排油通道5之间是断开的，此时活动阀芯处于封堵位。

上阀套4内装配有阀杆3，阀杆3与耐磨环16滑动密封配合，阀杆3自上而下包括圆柱段和圆锥段，其中圆柱段的上端伸出阀体11之外构成受力端，圆锥段插入竖向通道20内，且圆锥段和竖向通道之间具有供油液通过的间隔。圆锥段的下端与阀球10顶推配合，当对阀杆的受力端施加外力时，阀杆3向下移动顶推阀球10，使阀球10脱离竖向通道20的通道口，此时油液可以通过进油通道7、圆锥段和竖向通道20之间的间隔、横向排油通道13以及排油通道5排出，也即进油通道7和排油通道5通过阀套通道连通，先导阀单元处于打开状态，此时活动阀芯处于连通位。

集成式先导阀还包括通过螺钉12固定在阀体11上的电磁铁1，如图2所示，电磁铁1的个数与先导阀单元的个数一一对应，电磁铁1包括与阀杆3的受力端顶推配合的动铁芯2，通过电磁铁的设置可以方便对阀杆的受力端施力，从而方便控制先导阀单元的开启。

本实用新型中集成式先导阀的工作原理是：

使用时，当需要某一个先导阀单元开启时，控制其对应的电磁铁1得电，即可使动铁芯2动作顶压阀杆3，从而使活动阀芯处于连通位，进油通道7和排油通道5通过阀套通道连通，进而，当油液通过阀体排油口18排出后，可以进入下一级阀，驱动下一级阀动作，保证断路器的动作特性。动作命令结束后，电磁铁1断电，动铁芯2缩回，阀球10在弹簧9的反作用力下向上运动，重新回到封堵状态。

由于先导阀单元在关闭状态时，球托8上的横向进油通道17和进油通道7连通，下阀套6上的横向排油通道13和排油通道5连通，所以即使距离阀体进油口19和阀体排油口18最近的那个先导阀单元不开启，也不会影响其他先导阀单元的开启，所以各个先导阀单元之间可以完全独立工作。当然，也可以同时工作，从而实现了单个先导阀单元动作、以及多个先导阀单元同时动作时都能驱动下一级阀动作的目的。并且当某一个先导阀单元故障或者是电磁铁故障而无法动作时，其他完好的先导阀单元仍可以控制下一级阀动作，保证了集成式先导阀的动作可靠性。

本实用新型中的各个先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，多个先导阀单元集成在一个阀体内，节省了进油口、进油管路、排油口以及排油管路的设置，大大简化了液压阀的结构布置，减少了密封环节。

需要说明的是，本实施例中集成式先导阀的阀杆上下布置仅是集成式先导阀的一种使用方式，其他实施例中根据使用需求可以任意变化，比如：集成式先导阀的阀杆可以倾斜，或者电磁铁设置在阀体下侧；也就是说，集成式先导阀的结构的正常工作并不受限于某种使用状态。

本实用新型中的集成式先导阀可以使用在需要采用两个分闸先导阀和一个合闸先导阀的液压操动机构，此时集成式先导阀只有一个，即为集成式分闸先导阀。当然，也可以使用在分别需要采用两个分闸先导阀和两个合闸先导阀的液压操动机构，此时集成式先导阀有两个，一个为集成式分闸先导阀，另一个为集成式合闸先导阀，通用性比较好。

在集成式先导阀的其他实施例中，弹性件也可以是橡胶。

在集成式先导阀的其他实施例中，活动阀芯可以不是球托和阀球的形式，例如活动阀芯可以仅由一个阀球构成，阀球直接支撑固定于弹性件上，或者活动阀芯是一个柱状体，柱状体的端面封堵阀套通道。

在集成式先导阀的其他实施例中，集成式先导阀也可以不包括电磁铁，例如可以设置液压缸或气缸，利用液压缸或气缸的推杆来对阀杆的受力端施力，或者是不设置施力机构，而是通过手动操作来对阀杆的受力端施力。

在集成式先导阀的其他实施例中，可以仅将进油通道设置为直通道，或者仅将排油通道设置为直通道，另一个通道是弯曲的。

在集成式先导阀的其他实施例中，阀体内连通阀体进油口与各阀套通道的进油通道、以及连通阀体排油口与各阀套通道的排油通道，可以均不是直通道，例如都是弯曲的，或者都是F型通道。

在集成式先导阀的其他实施例中，各先导阀单元的阀套通道之间也可以不连通，例如各先导阀单元的阀套通道均通过独立的进油通道和排油通道分别与阀体进油口和阀体排油口连通，此时阀体上的阀体进油口和阀体排油口仍然各只有一个，各先导阀单元仍共用阀体进油口和阀体排油口，此时也可以实现单独一个先导阀单元、以及各先导阀单元同时动作。

在集成式先导阀的其他实施例中，阀套可以不是组合件，而是由一个部件构成。

在集成式先导阀的其他实施例中，阀套与阀体之间也可以不设置环形流道，阀套内的阀套通道直接与阀体排油口连通。

在集成式先导阀的其他实施例中，活动阀芯的封堵位置也可以改变，不一定要封堵在阀套通道的与进油通道连通的连通口上，例如活动阀芯可以封堵在阀套通道的与排油通道连通的连通口或者通道内，只要能够实现阀套通道的封堵，使阀体进油口和阀体排油口无法连通即可，当然，届时先导阀单元的相应结构需要适应性的改变。

本实用新型中液压操动机构的实施例为：液压操动机构包括机构箱体和设置在机构箱体内的集成式先导阀，其中集成式先导阀与上述实施例中所述的集成式先导阀结构相同，在此不再重复赘述。

Claims (10)

1.集成式先导阀，其特征在于：包括阀体，阀体内间隔设置有至少两个先导阀单元，阀体上设有阀体进油口和阀体排油口，各先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，先导阀单元包括阀套，阀套具有连通阀体进油口与阀体排油口的阀套通道，阀体内还设有用于控制阀套通道通断的活动阀芯和用于对活动阀芯施加弹力的弹性件，阀体上设有插装至阀套通道内用于顶开活动阀芯的阀杆，阀杆具有受力端，活动阀芯具有受弹性件作用力封堵阀套通道的封堵位、以及受阀杆顶推脱离封堵位以使阀套通道与阀体进油口和阀体排油口连通的连通位。

2.根据权利要求1所述的集成式先导阀，其特征在于：阀套与阀体围成与阀套通道连通的环形流道，环形流道与阀体排油口连通。

3.根据权利要求1或2所述的集成式先导阀，其特征在于：阀体内连通阀体进油口与各阀套通道的进油通道为直通道，和/或阀体内连通阀体排油口与各阀套通道的排油通道为直通道。

4.根据权利要求1或2所述的集成式先导阀，其特征在于：集成式先导阀还包括固定在阀体上的电磁铁，电磁铁的个数与先导阀单元的个数一一对应，电磁铁包括与阀杆的受力端顶推配合的动铁芯。

5.根据权利要求1或2所述的集成式先导阀，其特征在于：活动阀芯包括球托和设置在球托上的阀球，阀球在活动阀芯处于封堵位时封堵阀套通道、在活动阀芯处于连通位时受阀杆顶推，所述弹性件设置在球托和阀体之间。

6.液压操动机构，包括机构箱体和设置在机构箱体内的集成式先导阀，其特征在于：集成式先导阀包括阀体，阀体内间隔设置有至少两个先导阀单元，阀体上设有阀体进油口和阀体排油口，各先导阀单元共用阀体进油口和阀体排油口，先导阀单元包括阀套，阀套具有连通阀体进油口与阀体排油口的阀套通道，阀体内还设有用于控制阀套通道通断的活动阀芯和用于对活动阀芯施加弹力的弹性件，阀体上设有插装至阀套通道内用于顶开活动阀芯的阀杆，阀杆具有受力端，活动阀芯具有受弹性件作用力封堵阀套通道的封堵位、以及受阀杆顶推脱离封堵位以使阀套通道与阀体进油口和阀体排油口连通的连通位。

7.根据权利要求6所述的液压操动机构，其特征在于：阀套与阀体围成与阀套通道连通的环形流道，环形流道与阀体排油口连通。

8.根据权利要求6或7所述的液压操动机构，其特征在于：阀体内连通阀体进油口与各阀套通道的进油通道为直通道，和/或阀体内连通阀体排油口与各阀套通道的排油通道为直通道。

9.根据权利要求6或7所述的液压操动机构，其特征在于：集成式先导阀还包括固定在阀体上的电磁铁，电磁铁的个数与先导阀单元的个数一一对应，电磁铁包括与阀杆的受力端顶推配合的动铁芯。

10.根据权利要求6或7所述的液压操动机构，其特征在于：活动阀芯包括球托和设置在球托上的阀球，阀球在活动阀芯处于封堵位时封堵阀套通道、在活动阀芯处于连通位时受阀杆顶推，所述弹性件设置在球托和阀体之间。

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