閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置的製作方法

2024-04-11 21:08:05

專利名稱：閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及液壓閥內部流場壓力分布測量裝置，尤其涉及閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置。
背景技術：
液壓滑閥結構是液壓閥的一種基本結構形式，有全周開口、非全周開口，從閥的功能上可以構成換向閥、方向節流閥、節流閥、流量控制閥等，操作控制方式有手動、比例、伺服等。非全周開口就是在閥芯凸肩對稱開設若干不同形狀、尺寸的節流槽，構成可調節閥口，以控制流量及流動方向，而這些節流槽的形狀及尺寸對閥的噪聲具有很大的影響。同時端面配流式的柱塞泵配流盤上的節流槽形狀大小也對泵的噪聲產生很大的影響。這些液壓元件上的節流槽對噪聲的影響機理一直是國內外研究、研製和設計生產中的熱點和難點問題。
對於液壓閥壓力分布測量，日本OSHIMA教授研製了著名的半切閥模型裝置，用於錐閥的壓力分布測量和錐閥的降噪研究，基於此測量裝置的重要論文連續地在國際上發表(1984～2003)。
節流槽的壓力分布是決定閥噪聲的主要原因，節流槽形狀、尺寸不同，其節流槽及回油腔內壓力分布也有顯著的特徵。本實用新型裝置針對上述節流槽對液壓閥噪聲的影響，採用試驗方法利用本實用新型裝置對節流槽的壓力分布進行測量，獲得不同節流槽及回油腔的壓力分布測量數據，為低噪聲液壓閥的設計、優化奠定可靠的基礎。同時，本試驗裝置及測量方法適用於端面配流式柱塞泵配流盤上節流槽的設計、優化，通過在閥芯上開設不同形式的節流槽，可以模擬柱塞泵配流盤上的節流槽(或阻尼槽)，進行壓力分布和噪聲測量。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置，利用閥套的轉動和移動，依次接通設置在閥套上的測壓小孔與壓力傳感器，對節流槽及回油腔的壓力分布進行測量。在一個閥芯凸肩上對稱開設多個不同結構形式及尺寸的節流槽，用閥套上的多組多排測壓小孔及閥體上安裝的多個壓力傳感器同時進行多點測壓。本裝置綜合利用液壓壓緊方法、薄壁腔受壓膨脹效應的方法、測壓孔的多排大間距排列以及高精度的間隙配合保證測壓小孔之間的密封問題，本實用新型裝置利用量塊或量塊組合調節閥口開度和閥套定位，測量裝置和方法具有高可靠性、測量準確、操作方便、易標準化等優點。
為了達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是1)閥芯與測量套緊固後裝入閥套孔中，測量套與閥套一端之間安裝閥口開度測量用量塊，閥套裝入閥體中，閥套與閥體端面之間裝有閥套定位用量塊，閥套大端面上的小孔組與閥體上的螺紋孔，用螺釘對閥套進行徑向定位，確定閥套上相應的三組測壓小孔組與閥體上三個通油小孔的接通，閥板上的螺釘壓緊機構將測量套、閥芯與閥套壓緊，閥體固定在閥板上，閥板孔內裝有背壓閥，閥板與油源的進、出油口相連接，壓力傳感器三通與高量程的壓力變送器和裝在第一壓力表開關上的低量程絕壓型壓力變送器連接，閥體兩端面分別裝有壓力變送器、高頻響壓力傳感器，閥板一端面上裝有第二壓力表開關；2)測量裝置中背壓閥一端經閥板上的通油孔與閥套內的回油腔相連通，背壓閥另一端經回油路上的背壓閥和濾油器與油箱接通；壓力變送器經閥體上的第二通油小孔及閥套上的第二測壓小孔組與閥套內回油腔相連通；高頻響壓力傳感器經閥體上的第三通油小孔及閥套上的第三測壓小孔組與閥套內回油腔相連通；壓力變送器及低量程絕壓型壓力傳感器經壓力傳感器三通、閥體上的第一通油小孔、閥套上的第一測壓小孔組與閥芯上的節流槽相連通；閥套中的進油腔經閥體中通油孔、閥板中油孔與油源高壓出口連接，閥板中進油孔與油源高壓出口間安裝有壓力傳感器。油源部分包括變量泵、高壓軟管、比例溢流閥、液壓濾波器、流量計、濾油器。
本實用新型與背景技術相比，具有的有益的效果是本測量裝置由系列量塊組合及塞尺確定閥口開度、確定閥套測壓孔與閥體引油小孔的接通，進行壓力測量。適用於滑閥結構形式的液壓控制元件以及液壓柱塞泵的配流盤節流槽結構的研製和優化等，本試驗測量裝置具有結構簡單、測量準確方便、易標準化等優點，尤其適合低噪聲液壓閥的結構優化研究及研製。
本實用新型對非全周開口滑閥進行了壓力分布測量試驗研究，與計算流體力學(CFD)結果比較可知，本裝置及測量方法具有很高的測量精度，對於液壓滑閥結構、柱塞泵的降噪研究和生產具有很大的實際意義。


圖1是本實用新型測量裝置結構示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是圖1的B局部放大圖；
圖4是圖3的閥套局部俯視圖；圖5是圖2的C局部放大圖；圖6是圖5的閥套局部右視圖；圖7是圖5的閥套局部左視圖；圖8是閥套的主視圖；圖9是閥套大端面側視圖；圖10是測量系統油路簡圖。
圖中1.閥體，2.閥套，3.閥芯，4.測量套，5.閥口開度測量用量塊，6.閥套定位用量塊，7.背壓閥，8.閥板，9.壓力傳感器三通，10.壓力表開關，11.壓力表開關，12.壓力變送器，13.低量程絕壓型壓力變送器，14.壓力變送器，15.高頻響壓力傳感器，16.高精度壓力表、17.壓力傳感器，18.變量泵，19.高壓軟管，20.比例溢流閥，21.液壓濾波器，22.流量計，23.濾油器，24.濾油器，25.回油路上的背壓閥。
具體實施方式
如圖1～圖10所示，本實用新型包括1)閥芯3與測量套4緊固後裝入閥套2孔中，測量套4與閥套2一端之間安裝閥口開度測量用量塊5，閥套2裝入閥體1中，閥套2與閥體1端面之間裝有閥套定位用量塊6，閥套2大端面上的小孔組2d與閥體1上的螺紋孔，用螺釘對閥套2進行徑向定位，確定閥套2上相應的三組測壓小孔組2a、2b、2c與閥體1上三個通油小孔1a、1b、1c的接通，閥板8上的螺釘壓緊機構將測量套4、閥芯3與閥套2壓緊，閥體1固定在閥板8上，閥板8孔內裝有背壓閥7，閥板8與油源的進、出油口相連接，壓力傳感器三通9與高量程的壓力變送器12和裝在第一壓力表開關10上的低量程絕壓型壓力變送器13連接，閥體1兩端面分別裝有壓力變送器14、高頻響壓力傳感器15，閥板8一端面上裝有第二壓力表開關11。
2)測量裝置中背壓閥7一端經閥板8上的通油孔與閥套2內的回油腔相連通，背壓閥7另一端經回油路上的背壓閥25和濾油器24與油箱接通；壓力變送器14經閥體1上的第二通油小孔1b及閥套2上的第二測壓小孔組2b與閥套2內回油腔相連通；高頻響壓力傳感器15經閥體1上的第三通油小孔1c及閥套2上的第三測壓小孔組2c與閥套2內回油腔相連通；壓力變送器12及低量程絕壓型壓力傳感器13經壓力傳感器三通9、閥體1上的第一通油小孔1a、閥套2上的第一測壓小孔組2a與閥芯3上的節流槽相連通；閥套2中的進油腔經閥體1中通油孔、閥板8中油孔與油源高壓出口連接，閥板8中進油孔與油源高壓出口間安裝有壓力傳感器17。油源部分包括變量泵18、高壓軟管19、比例溢流閥20、液壓濾波器21、流量計22、濾油器23。
閥套2上的回油腔開設小孔組2b、2c，進油和回油之間的密封區段開有小孔組2a。
閥套2上的小孔呈多排、等間距排列，閥套2的大端面設有與小孔組2a、2b、2c排數相對應的定位小孔組2d。
閥體1上設有三個引油小孔1a、1b、1c及壓力傳感器接口，引油小孔1a、1b、1c與閥套2上的多排小孔組2a、2b、2c位置相對應。
通過閥套2端面上的定位小孔2d和閥套定位用量塊6確定閥套上測壓小孔2a、2b、2c分別與閥體1上的引油小孔1a、1b、1c及壓力傳感器接通。
通過閥口開度測量用量塊5確定閥套2與閥芯3之間的閥口開度。
閥套2採用液壓力壓緊，保證進、出油腔之間測壓小孔組2a的小孔之間的密封。
閥套2的回油腔壁厚較薄，採用液壓壓力使閥套有一定膨脹效應壓緊閥體，保證測壓小孔組2b、2c的小孔之間的密封。
閥芯3與測量套4用螺釘連接緊固，裝入閥套2內孔中。測量套4與閥套2一端之間安裝閥口開度測量用量塊5，不同厚度的閥口開度測量用量塊5組合確定了閥口開度大小。閥套2裝入閥體1中，閥套2與閥體1端面之間裝有閥套定位用量塊6，閥套定位用量塊6對閥套進行軸向定位，同時閥套2大端面上的小孔與閥體上的螺紋孔通過螺釘連接，對閥套進行徑向定位，通過對閥套2軸向及徑向定位，從而確定閥套2上相應地測壓小孔與閥體1上通油小孔的接通。閥板8上的螺釘壓緊機構使測量套4、閥芯3與閥套2壓緊，克服液壓閥上的液動力。閥體1固定在閥板8上，閥板8與油源的進、出油口相連接。油源與測量裝置(或稱試驗段)要用房間隔離，減小測量裝置部分的本底噪聲。壓力傳感器三通9連接了高量程的壓力變送器12和低量程絕壓型壓力變送器13，當壓力很低時，打開壓力表開關10，用低量程絕壓型壓力變送器13測壓，壓力變送器12始終工作，壓力較高時關閉壓力表開關10保護低量程絕壓型壓力變送器13。這樣高低壓分段測量可以提高測壓精度。高精度壓力表16採用0.4級以上精度的精密壓力表，調節背壓閥7時，對閥腔背壓進行精確測量顯示。高頻響壓力傳感器15獲取閥腔內的高頻壓力波動信號。所有壓力傳感器、流量計輸出與計算機數據採集系統連接。
上述閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置操作過程如下將測量裝置安裝於油路中，見圖10所示。高壓油源由變量泵18供油，比例溢流閥20控制泵出口及測量裝置進油口的壓力，流量計22檢測進入測量裝置的流量。高壓軟管19和液壓濾波器21用於減小壓力波動。壓力油進入測量裝置的進油腔，流經節流槽至回油腔，經背壓閥7、回油路上的背壓閥25、濾油器24回油箱。測量前要對測量裝置上的所有傳感器進行標定，標定時關閉背壓閥7，通過調節比例溢流閥20，逐漸升高泵出口壓力，記錄所有壓力傳感器及壓力表的值，得出所有傳感器的標定曲線。
先用相應厚度的閥口開度測量用量塊5和角尺等量具確定閥口開度和節流槽放置方位，然後通過閥套2相對於閥體1的平移和轉動逐點測量節流槽及回油腔各個點的壓力值，閥套2相對於閥體1的平移用閥套定位用量塊6確定，閥套2的轉動角度用閥套2大端面上相應的定位孔2d與閥體1上的螺紋孔對中用螺釘鎖定。閥口開度、節流槽放置方位和閥套位置確定後，啟動油源，調節比例溢流閥20，確定測量裝置進口壓力，調節背壓閥7調定閥腔回油背壓。啟動計算機數據採集系統，記錄壓力傳感器的測量數據，一個測壓位置的測量完成。重複以上步奏直到測量完所有的測壓位置。
權利要求1.閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置，其特徵在於包括1)閥芯(3)與測量套(4)緊固後裝入閥套(2)孔中，測量套(4)與閥套(2)一端之間安裝閥口開度測量用量塊(5)，閥套(2)裝入閥體(1)中，閥套(2)與閥體(1)端面之間裝有閥套定位用量塊(6)，閥套(2)大端面上的小孔組(2d)與閥體(1)上的螺紋孔，用螺釘對閥套(2)進行徑向定位，確定閥套(2)上相應的三組測壓小孔組(2a、2b、2c)與閥體(1)上三個通油小孔(1a、1b、1c)的接通，閥板(8)上的螺釘壓緊機構將測量套(4)、閥芯(3)與閥套(2)壓緊，閥體(1)固定在閥板(8)上，閥板(8)孔內裝有背壓閥(7)，閥板(8)與油源的進、出油口相連接，壓力傳感器三通(9)與高量程的壓力變送器(12)和裝在第一壓力表開關(10)上的低量程絕壓型壓力變送器(13)連接，閥體(1)兩端面分別裝有壓力變送器(14)、高頻響壓力傳感器(15)，閥板(8)一端面上裝有第二壓力表開關(11)；2)測量裝置中背壓閥(7)一端經閥板(8)上的通油孔與閥套(2)內的回油腔相連通，背壓閥(7)另一端經回油路上的背壓閥(25)和濾油器(24)與油箱接通；壓力變送器(14)經閥體(1)上的第二通油小孔(1b)及閥套(2)上的第二測壓小孔組(2b)與閥套(2)內回油腔相連通；高頻響壓力傳感器(15)經閥體(1)上的第三通油小孔(1c)及閥套(2)上的第三測壓小孔組(2c)與閥套(2)內回油腔相連通；壓力變送器(12)及低量程絕壓型壓力傳感器(13)經壓力傳感器三通(9)、閥體(1)上的第一通油小孔(1a)、閥套(2)上的第一測壓小孔組(2a)與閥芯(3)上的節流槽相連通；閥套(2)中的進油腔經閥體(1)中通油孔、閥板(8)中油孔與油源高壓出口連接，閥板(8)中進油孔與油源高壓出口間安裝有壓力傳感器(17)；油源部分包括變量泵(18)、高壓軟管(19)、比例溢流閥(20)、液壓濾波器(21)、流量計(22)、濾油器(23)。
2.根據權利要求1所述的閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置，其特徵在於閥套(2)上的回油腔開設小孔組(2b、2c)、進油和回油之間的密封區段開有小孔組(2a)。
3.根據權利要求1所述的閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置，其特徵在於閥套(2)上的小孔呈多排、等間距排列，閥套(2)的大端面設有與小孔組(2a、2b、2c)排數相對應的定位小孔組(2d)。
4.根據權利要求1所述的閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置，其特徵在於閥體(1)上設有三個引油小孔(1a、1b、1c)及壓力傳感器接口，引油小孔(1a、1b、1c)與閥套(2)上的多排小孔組(2a、2b、2c)位置相對應。
5.根據權利要求1所述的閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置，其特徵在於通過閥套(2)端面上的定位小孔(2d)和閥套定位用量塊(6)確定閥套上測壓小孔(2a、2b、2c)分別與閥體(1)上的引油小孔(1a、1b、1c)及壓力傳感器接通。
6.根據權利要求1所述的閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置，其特徵在於通過閥口開度測量用量塊(5)確定閥套(2)與閥芯(3)之間的閥口開度。
專利摘要本實用新型公開了一種閥套移動式液壓閥壓力分布及噪聲測量裝置。本測量裝置由閥體、閥套、閥芯、閥板、背壓閥、測量閥口開度用量塊、閥套定位用量塊等組成，閥套多處開設有測壓小孔，通過閥套的移動和轉動，依次接通壓力傳感器，可以對液壓滑閥結構形式的閥內流場的壓力分布、閥噪聲進行測量和研究。滑閥結構包括了全周開口、非全周開口、滑閥緩衝開口結構、滑閥式節流閥結構等，在實際液壓閥中應用非常廣泛。針對此類閥的噪聲控制、閥口及流道結構優化等研發，提供可靠的試驗測量裝置及平臺，還可在本裝置上進行柱塞泵配流盤節流槽的優化研究及研製。本實用新型具有結構簡單、測量準確方便、易標準化等優點，尤其適合低噪聲液壓閥的結構優化研究及研製。
文檔編號F15B13/02GK2630548SQ03256230
公開日2004年8月4日 申請日期2003年7月30日 優先權日2003年7月30日
發明者傅新, 冀宏, 楊華勇 申請人:浙江大學