本实用新型属于高压断路器的液压操动机构技术领域，涉及一种高速两位三通液压阀。
背景技术：
高压输电系统中常用六氟化硫高压断路器来分合带负荷的输电线路。密封在六氟化硫气体中的触头，需要有一个高速运动的操动机构来控制触头的分合，液压传动方式响应十分快捷，无疑是操动机构的最佳选择。由于触头分合时速度极高，尤其是分闸操作时，操动机构必须在20ms左右将触头分开，因此流体在液压操动机构中的瞬时流速极大。
由于高压断路器工作不频繁，为降低能耗，平时不工作时，希望蓄能器中储存的压力油，尽量不要漏损。
为保证高压断路器安全，它的分闸状态或合闸状态必须稳定可靠，即使在失电、失压状态，操动机构仍能可靠保持分闸状态或合闸状态。
以上高速度、大流量、无泄漏、双稳态就是液压操动机构对控制阀的要求。
技术实现要素：
本实用新型针对上述问题，提供一种高速两位三通液压阀，该两位三通阀能满足断路器液压操动机构的各项工作要求。
按照本实用新型的技术方案：一种高速两位三通液压阀，其特征在于：包括相互配合连接的主阀体、先导阀体和集成在先导阀体上的高速无泄漏先导电磁阀；
所述主阀体内滑动配合设置中空结构的主阀芯，主阀芯的轴向一端与主阀体对应的轴向端部构成进油锥阀，主阀芯的轴向另一端与主阀体对应的轴向端部构成回油锥阀；
主阀体上设置进油口、回油口及工作油口，所述进油锥阀、回油锥阀将进油口或回油口与工作油口相连通。
所述主阀芯的轴向两端分别设置有外锥部，主阀体的轴向两端分别设置内锥部，主阀体轴向一端的内锥部与主阀芯轴向同一端的外锥部构成进油锥阀，主阀体轴向另一端的内锥部与主阀芯轴向同一端的外锥部构成回油锥阀。
所述主阀芯靠近进油口的一侧端部安装先导阀，主阀芯的工作油口与先导阀的控制油腔之间设置阻尼通油孔，所述先导阀阀芯延伸至先导阀体的内孔中，并与主阀芯相连，先导阀体上设置有控制油口，以连通先导阀体的控制油腔。
主阀体内壁设置有第一凸起、第二凸起，主阀芯的外表面设置有凸台，所述凸台置于第一凸起与第二凸起之间，凸台和凸起间形成第一油腔、第二油腔，第一油腔连通进油口，第二油腔连通回油口。
所述先导阀体上还设置有阻尼孔，所述阻尼孔连通工作油口和控制油口。
所述先导阀体的内孔设有安装槽，弹簧定位装置设置于所述安装槽中，先导阀的表面设置有一凹槽，凹槽与弹簧定位装置相配合，使得在失压状态下，先导阀仍能处于分闸或合闸位置，在靠近主阀芯的一侧设置密封圈，所述密封圈与先导阀体的内孔密封配合。
所述高速无泄漏电磁阀还包括分闸先导电磁阀、合闸先导电磁阀，所述分闸先导电磁阀、合闸先导电磁阀的回油口分别与先导阀控制油口相连通，分闸先导电磁阀的进油口连通回油口，合闸先导电磁阀的进油口连通进油口。
本实用新型的技术效果在于：本实用新型两位三通阀能完美满足断路器液压操动机构的各项工作要求，不工作时无泄漏，工作时能够保证高压断路器安全可靠分、合闸操作，分闸状态或合闸状态稳定可靠，即使在失电、失压状态，操动机构仍能可靠保持分闸状态或合闸状态。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理示意图。
图2为本实用新型合闸状态示意图。
图3为本实用新型分闸状态示意图。
图4为本实用新型工作状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
图1~4中，包括主阀芯1、通油孔1-1、凸台1-2、主阀体2、第一凸起2-1、第二凸起2-2、第一油腔2-3、第二油腔2-4、先导阀3、凹槽3-1、先导阀体4、阻尼孔5、弹簧定位装置6、分闸先导电磁阀7、油路8、合闸先导电磁阀9、单作用操动油缸10、蓄能器11、单向阀12、高压泵13等。
如图1~4所示，本实用新型是一种高速两位三通液压阀，包括相互配合连接的主阀体2、先导阀体4和和集成在先导阀体上的高速无泄漏先导电磁阀；
所述主阀体2内滑动配合设置中空结构的主阀芯1，主阀芯1的轴向一端与主阀体2对应的轴向端部构成进油锥阀，主阀芯1的轴向另一端与主阀体2对应的轴向端部构成回油锥阀；
主阀体2上设置进油口p、回油口t及工作油口a，所述进油锥阀、回油锥阀将进油口p或回油口t与工作油口a相连通。
主阀芯1的轴向两端分别设置有外锥部，主阀体2的轴向两端分别设置内锥部，主阀体2轴向一端的内锥部与主阀芯1轴向同一端的外锥部构成进油锥阀，主阀体2轴向另一端的内锥部与主阀芯1轴向同一端的外锥部构成回油锥阀。
主阀芯1靠近进油口p的一侧端部安装先导阀3，主阀芯1的工作油口a与先导阀3的控制油腔之间设置阻尼通油孔1-1，所述先导阀3阀芯延伸至先导阀体4的内孔中，并与主阀芯1相连，先导阀体4上设置有控制油口c，以连通先导阀体4的控制油腔。
主阀体2内壁设置有第一凸起2-1、第二凸起2-2，主阀芯1的外表面设置有凸台1-2，所述凸台1-2置于第一凸起2-1与第二凸起2-2之间，凸台和凸起间形成第一油腔2-3、第二油腔2-4，第一油腔2-3连通进油口p，第二油腔2-4连通回油口t。
先导阀体4上还设置有阻尼孔5，所述阻尼孔5连通工作油口a、控制油口c。
先导阀体4的内孔设有安装槽，弹簧定位装置6设置于所述安装槽中，先导阀3的表面设置有一凹槽3-3，凹槽3-3与弹簧定位装置6相配合，在失压状态下，使先导阀3仍能处于分闸或合闸位置，在靠近主阀芯1的一侧设置密封圈，所述密封圈与先导阀体4的内孔密封配合。
高速无泄漏电磁阀还包括分闸先导电磁阀7、合闸先导电磁阀9，所述分闸先导电磁阀7、合闸先导电磁阀9的回油口分别与控制油口c相连通，分闸先导电磁阀7的进油口连通回油口t，合闸先导电磁阀9的进油口连通进油口p。
本实用新型产品的工作原理如下：该三通阀有一个进油口p、一个回油口t、一个工作油口a和一个控制油口c，如图1所示，在阀体2中有一个中空的主阀芯1，中空的主阀芯1两端均为无泄漏锥阀结构，阀芯1的中部有一个凸台1-2，凸台1-2的受压面积为a1，连接进油口p，主阀芯一直受到向先导阀3方向的力。先导阀3的控制油腔受压面积a2，其中a2=2a1。先导阀3不受力时，主阀芯1向先导阀方向运动，关闭进油口p与工作油口a的通路，使工作油口a与回油口t沟通。先导阀3受力时，先导阀3克服主阀芯1所受作用力，推动主阀芯1向反方向运动，使进油口p与工作油口a的沟通，关闭工作油口a与回油口t通路；
在主阀1上连有一个先导阀3，先导阀3在先导阀体4内滑动，集成在先导阀3上的分闸先导电磁阀7、油路8、合闸先导电磁阀9组成外部控制油路。
合闸状态如图2所示：当合闸先导电磁阀7通电时，控制油口c接通进油口p，先导阀3的推力克服主阀芯1的推力，连同主阀芯1向合闸方向运动，关闭工作油口a与回油口t的通路，压力油经进油口p、中空的主阀芯1与工作油口a连通。
分闸状态如图3所示：当分闸先导电磁阀7通电时，控制油口c接通回油口t，在主阀1的作用力下，主阀1连同先导阀3一起向分闸方向运动，接通工作油口a与回油口t，关闭进油口p与工作油口a通路。
在合闸状态下阻尼孔5将工作油口a的油压连通至先导阀体4的控制油腔，形成正反馈，即使控制油口c口的合闸先导电磁阀9失电，控制油压消失，只要控制油口c口仍处于关闭状态，主阀芯1的位置就不会发生移动，处于一个稳定合闸状态，同理在主阀芯1处于分闸状态，依靠阻尼孔5也能保持稳定的分闸状态。
在先导阀上还装有一个机械弹簧定位装置6，即使外部油压p完全中断，依靠弹簧定位装置6，阀芯位置也不会改变，只有控制油口c的油压脉冲才能改变阀芯的状态。机械弹簧定位装置6采用圆柱螺旋弹簧，设置于先导阀体4的槽中。
本实用新型产品在液压操动机构中的具体使用方案如图4所示，工作油口a口连接操动机构的单作用操动油缸10，单作用操动油缸10的活塞杆与高压开关的电器触头相连。一个高压油泵将油液输入蓄能器11，蓄能器11内储存的高压液压油，足够使操动机构的单作用油缸往复动作一次以上，当控制阀静止时，因为锥阀的密封面无泄漏，蓄能器储存的高压液压油不发生损耗，当外部指令控制先导阀启闭时，蓄能器内储存的高压油迅速冲入油缸，使电器触头高速分合。
当合闸先导电磁阀9接通时，蓄能器储存的压力油通过合闸先导电磁阀9进入先导阀体4，推动先导阀3、主阀芯1进入合闸状态，蓄能器内储存的高压油经中空主阀芯1，迅速冲入操动油缸，推动油缸活塞杆快速伸出，使活塞杆相连接的电器触头合上。由于先导阀体4内的阻尼孔5，将控制油口c与工作油口a口联通，即使合闸先导电磁阀9失电，操动油缸仍能可靠保持在合闸状态。
合闸状态下的操动机构，只要分闸先导电磁阀7接通，先导阀体4内的油压，便会通过分闸先导电磁阀7卸入油箱，先导阀芯3被主阀芯1推向分闸回油状态，使工作油口a口与回油口t口相通，操动油缸无杆腔内的油液急速排入油箱，使活塞杆极速缩回，实现电器触头的高速分断。由于先导阀体4内的阻尼孔5将控制油口c与工作油口a联通，即使分闸先导电磁阀7失电，单作用操动油缸10仍能可靠保持在分闸状态。
1.一种高速两位三通液压阀，其特征在于：包括相互配合连接的主阀体（2）、先导阀体（4）和集成在先导阀体上的高速无泄漏先导电磁阀；
所述主阀体（2）内滑动配合设置中空结构的主阀芯（1），主阀芯（1）的轴向一端与主阀体（2）对应的轴向端部构成进油锥阀，主阀芯（1）的轴向另一端与主阀体（2）对应的轴向端部构成回油锥阀；
主阀体（2）上设置进油口（p）、回油口（t）及工作油口（a），所述进油锥阀、回油锥阀将进油口（p）或回油口（t）与工作油口（a）相连通。
2.如权利要求1所述的高速两位三通液压阀，其特征在于：所述主阀芯（1）的轴向两端分别设置有外锥部，主阀体（2）的轴向两端分别设置内锥部，主阀体（2）轴向一端的内锥部与主阀芯（1）轴向同一端的外锥部构成进油锥阀，主阀体（2）轴向另一端的内锥部与主阀芯（1）轴向同一端的外锥部构成回油锥阀。
3.如权利要求1所述的高速两位三通液压阀，其特征在于：所述主阀芯（1）靠近进油口（p）的一侧端部安装先导阀（3），主阀芯（1）的工作油口a与先导阀（3）的控制油腔之间设置阻尼通油孔（1-1），所述先导阀（3）阀芯延伸至先导阀体（4）的内孔中，并与主阀芯（1）相连，先导阀体（4）上设置有控制油口（c），以连通先导阀体（4）的控制油腔。
4.如权利要求1所述的高速两位三通液压阀，其特征在于：主阀体（2）内壁设置有第一凸起（2-1）、第二凸起（2-2），主阀芯（1）的外
表面设置有凸台（1-2），所述凸台（1-2）置于第一凸起（2-1）与第二凸起（2-2）之间，凸台和凸起间形成第一油腔（2-3）、第二油腔（2-4），第一油腔（2-3）连通进油口（p），第二油腔（2-4）连通回油口（t）。
5.如权利要求1所述的高速两位三通液压阀，其特征在于：所述先导阀体（4）上还设置有阻尼孔（5），所述阻尼孔（5）连通工作油口（a）、控制油口（c）。
6.如权利要求1所述的高速两位三通液压阀，其特征在于：所述先导阀体（4）的内孔设有安装槽，弹簧定位装置（6）设置于所述安装槽中，先导阀（3）的表面设置有一凹槽（3-3），凹槽（3-3）与弹簧定位装置（6）相配合，在失压状态下，先导阀（3）仍能处于分闸或合闸位置，在靠近主阀芯（1）的一侧设置密封圈，所述密封圈与先导阀体（4）的内孔密封配合。
7.如权利要求1所述的高速两位三通液压阀，其特征在于：所述高速无泄漏电磁阀包括分闸先导电磁阀（7）、合闸先导电磁阀（9），所述分闸先导电磁阀（7）、合闸先导电磁阀（9）的回油口分别与控制油口（c）相连通，分闸先导电磁阀（7）的进油口连通回油口（t），合闸先导电磁阀（9）的进油口连通进油口（p）。
技术总结