先導式純水液壓溢流閥的製作方法

2023-06-04 22:08:41

專利名稱：先導式純水液壓溢流閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及以液壓控制技術為特徵的液壓元件，尤其涉及一種先導式純水液壓溢流閥。
背景技術：
純水液壓技術因其具有環保性和阻燃性的獨特優勢，正受到世界各國液壓界的廣泛重視，而純水液壓元件亦成為了研究的重點內容之一。溢流閥是液壓系統最為關鍵的閥類元件之一，針對適用於純水液壓系統的溢流閥的研究亦成為研究重點。
傳統的油壓溢流閥有兩種型式一種是由閥體、錐形或球形閥芯和調壓彈簧組成的直接作用式溢流閥，也稱直動式溢流閥，它的壓力控制精度低，常做先導閥使用；另一種是由先導閥和兩級或三級同心的主閥組成的先導式溢流閥，這種閥允許對壓力進行微小調節，壓力控制精度高。但是，由於先導閥的閥芯是錐形或球形的，無論是直動式還是先導式，由於其先導閥的可變節流口只有一個，而且開口度很小，流量增益高，噪音大，因而限制了其工作壓力不能太高，閥易撞壞，壽命短。在純水液壓系統中，由於水的密度大、粘度小，純水溢流閥的工作穩定性問題比油壓溢流閥更為嚴重，同時，在相同條件下純水溢流閥的洩漏量是油壓溢流閥的數十倍，使得現有油壓溢流閥的結構無法適用於水介質。
另外，由於水的汽化壓力高，使得水極易汽化和沸騰，因而在相同條件下，純水溢流閥遭受的氣蝕破壞程度要比油壓溢流閥強上百倍；與礦物油相比，水介質腐蝕性很強，腐蝕作用的破壞使得現有的油壓溢流閥材料都不適用於水介質。
因此，如何吸取傳統油壓溢流閥的設計經驗，克服水介質帶來的不利影響，提高溢流閥靜動態特性，成為純水溢流閥研究的關鍵所在。目前國際上研製的純水溢流閥結構主要還是沿用了傳統的油壓溢流閥結構，它在先導迴路只有一個固定液阻，在錐閥芯和閥座之間形成可變液阻，當溢流量增加時，先導閥和主閥開度都要增加，流量增大，進口壓力增大，因此存在較大的正穩態調壓偏差。而且，其抗氣蝕能力較差，對加工工藝的要求較高，加工成本較高。

發明內容
本實用新型的目的在於提供一種先導式純水液壓溢流閥，用於改善溢流閥的靜動態特性，實現無洩漏，同時減輕氣蝕、腐蝕等現象，適用於中高於水介質環境下。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是包括先導式純水液壓溢流閥由主閥和先導閥同軸配置組合而成；其中1)主閥包括主閥體，裝在主閥體孔中的主閥套，主閥芯裝在主閥套內，主閥芯小通孔中裝有主閥液阻，主閥芯大通孔中裝有主閥彈簧，主閥芯開啟時，主閥芯和主閥套之間形成兩個串連的可變節流閥口，主閥體上開有進水口和出水口，進水口的液流分為兩路，一路通過主閥芯中心孔、主閥液阻與主閥彈簧腔連通，另一路通過主閥芯與主閥套之間形成的流道與出水口連通，在主閥芯中心孔內開有徑向通孔；2)先導閥包括先導閥體，先導閥體中從左至右依次開有六個階梯狀孔，先導閥體從左至右的第一、二、三孔中裝有先導閥套，裝在先導閥套孔中的先導閥芯，第四孔中裝有先導閥液阻，主閥套的另一端與先導閥體中的第六孔相配合，主閥彈簧的另一端頂在先導閥體中的第五孔端面，先導閥體的第一孔中裝有先導閥端蓋，先導閥端蓋，內裝有調節杆，先導閥彈簧頂在先導閥芯和調節杆之間，主閥彈簧腔的液流經過先導閥體的第六孔、第五孔、先導閥液阻進入第三孔，然後經過先導閥套上的徑向通孔進入先導閥套上中心孔，當先導閥芯開啟時，先導閥芯和先導閥套之間形成一個可變節流閥口，先導閥套上中心孔內的液流經過可變節流口及先導閥套徑向通孔流入先導閥體第一孔內，先導閥彈簧腔內的液流通過先導閥套上的斜孔流入先導閥體第一孔內，先導閥體第一孔內液流通過先導閥體上的流道與主閥出水口連通；主閥芯和主閥套之間用O形密封圈密封，主閥套和主閥體之間分別用O形密封圈密封，主閥套和先導閥體的第六孔間用O形密封圈、密封；先導閥套和先導閥體之間用O形密封圈密封；先導閥端蓋和先導閥體之間用O形密封圈密封，調節杆和先導閥端蓋之間用O形密封圈密封。
主閥芯為具有有效抑制氣蝕、降低噪聲、減小振動的二級節流結構，並在主閥芯中心開有能影響主流束的高壓引流徑向通孔，在先導閥入口處增設可提高溢流閥定壓精度的先導閥液阻，主閥液阻與先導閥液阻串連，先導閥芯為能增加運動阻尼、提高溢流閥工作穩定性、使先導閥芯導向，保證開啟後不會傾側的帶阻尼活塞的三級錐閥結構。
本實用新型與背景技術相比，具有的有益效果是
1、主閥芯為二級節流結構和主閥套之間形成兩個串連的可變節流閥口，溢流閥在主閥中的壓降由兩個可變節流口承擔，從而提高了溢流閥工作壓力，這樣一來，為達到同樣的調壓要求，需要通過同樣的流量，開口度必須增加，由於開口度增加，流量增益減小，從而提高了溢流閥穩定性；另外，在中心開有高壓引流孔，利用高壓引流束影響主流束，可以有效抑制氣蝕、降低噪聲、減小振動；2、在先導閥入口處增設液阻，使得主閥液阻與先導液阻串連，不僅可以提高溢流閥定壓精度，而且可以避免細長孔液阻容易出現堵塞的問題；先導閥芯為帶阻尼活塞的錐閥結構，此活塞不僅能增加運動阻尼從而提高溢流閥的工作穩定性，還可以使先導閥芯導向，保證開啟後不會傾側；3、主閥芯和主閥套之間、主閥套和主閥體之間、主閥套和先導閥體之間、先導閥套和先導閥體之間、先導閥端蓋和先導閥體之間、調節杆和先導閥端蓋之間都用O形密封圈進行直接密封，有效解決了純水溢流閥洩漏嚴重的問題；4、特殊設計的主閥內流道和閥腔結構，有利於減輕氣蝕帶來的危害。為防止氣蝕，利用流場仿真對主閥內流道進行了優化設計，可使水流更加流暢，減輕了氣蝕及流體噪聲，閥的所有元件均了採用耐蝕不鏽材料，可保證閥具有較長的壽命；5、本實用新型構造簡單，動作靈活可靠，具有通用性好，易於標準化的特點，適用於中高壓工作條件。


圖1為本實用新型的結構原理示意圖。
圖11是主閥體，2是主閥套，3是O形密封圈，4是主閥液阻，5是主閥芯，6是O形密封圈，7是擋圈，8是O形密封圈，9是擋圈，10是O形密封圈，11是主閥彈簧，12是先導閥液阻，13是先導閥體，14是O形密封圈，15是擋圈，16是先導閥套，17是先導閥芯，18是先導閥端蓋，19是先導閥彈簧，20是彈簧墊，21是墊片，22是調節杆，23是螺帽，24是擋圈，25是O形密封圈，26是螺母，27是擋圈，28是O形密封圈，29是鋼堵，30是O形密封圈，31是O形密封圈，P口是進水口，O口是出水口，A是主閥，B是先導閥，a是流道，b是徑向通孔，c是中心孔，f是中心孔，g是流道，i是斜孔，m是徑向通孔，n是徑向通孔。
具體實施方式
先導式純水溢流閥由主閥A和先導閥B組合而成，在主閥體1孔中裝有主閥套2，具有二級節流和高壓引流結構的錐形主閥芯5位於主閥套2孔內，且由彈簧11壓緊，當主閥芯5開啟時，主閥芯5和主閥套2之間形成兩個串連的可變節流閥口，主閥體1下端開有進水口P和出水口O，通過進水口P的液流分為兩路，一路通過主閥芯中心孔c、主閥液阻4與主閥彈簧腔連通，另一路通過主閥芯5與主閥套2之間形成的流道a與出水口O連通，在主閥芯5中心孔c內開有徑向通孔b；在先導閥B入口處增設先導閥液阻12，使得主閥液阻4與先導閥液阻12串連，不僅可以提高溢流閥定壓精度，而且可以避免細長孔液阻容易出現堵塞的問題；先導閥體13中從左至右依次開有六個階梯狀孔，先導閥體13從左至右的第一、二、三孔中裝有先導閥套16，具有阻尼活塞的先導閥芯17位於先導閥套16孔中，此活塞不僅能增加運動阻尼從而提高溢流閥的工作穩定性，還可以使先導閥芯17導向，保證開啟後不會傾側，第四孔中裝有液阻12，主閥套2的另一端與先導閥體13中的第六孔相配合，主閥彈簧11的另一端頂在先導閥體13中的第五孔端面，先導閥體13的第一孔中裝有先導閥端蓋18，先導閥端蓋18，內裝有調節杆22，先導閥彈簧19頂在先導閥芯17和調節杆22之間，主閥彈簧腔的液流經過先導閥體1的第六孔、第五孔、先導液阻12進入第三孔，然後經過先導閥套16上的徑向通孔m進入先導閥套上中心孔f，當先導閥芯17開啟時，先導閥芯17和先導閥套16之間形成一個可變節流閥口，先導閥套上中心孔f內的液流經過可變節流口及先導閥套徑向通孔n流入先導閥體第一孔內，先導閥彈簧腔內的液流通過先導閥套16上的斜孔i流入先導閥體第一孔內，先導閥體第一孔內液流通過先導閥體上的流道g與主閥出水口O連通；先導閥彈簧19用於調定溢流閥壓力，主閥彈簧11用於將主閥芯5壓靠在主閥套2上，使得主閥口關閉；當主閥進水口P的壓力達到溢流閥調定壓力時，壓力水通過主閥芯中心孔、主閥液阻4、主閥彈簧腔、先導液阻12進入先導閥腔，克服先導閥彈簧19的彈簧力，使得先導閥芯17打開，溢流閥溢流，同時液流在主閥芯兩端形成壓差，主閥芯5打開，液流經過主閥芯5與主閥套2之間形成的異形流道到達主閥出水口O。
主閥芯5和主閥套2之間用O形密封圈8、擋圈9密封，主閥套2和主閥體1之間分別用O形密封圈3、擋圈和O形密封圈6、擋圈7密封，主閥套2和先導閥體13的第六孔間用O形密封圈10、擋圈密封；先導閥套16和先導閥體13之間用O形密封圈14、擋圈15密封；先導閥端蓋18和先導閥體13之間用O形密封圈28、擋圈27密封，調節杆22和先導閥端蓋18之間用O形密封圈25、擋圈24密封。
該閥的額定工作壓力為14MPa(最大工作壓力為21MPa)，額定流量為120L/min。
採用具有二級節流和高壓引流結構的錐形主閥芯、帶有阻尼活塞的先導錐閥芯，在先導閥入口處增設液阻，使得主閥液阻與先導液阻串連來提高溢流閥定壓精度，可靠的密封形式以及特殊處理的不鏽材料組合是本閥的特點。本閥採用內六角螺釘連接主閥體1與先導閥體13，主閥芯5裝在主閥體1內，主閥套2裝在主閥體1中心，主閥彈簧11將主閥芯5壓靠在主閥套2上。主閥體1下端開有進水口P和出水口O，兩者通過主閥芯5與主閥套2形成的異形流道相互連通，進出水口採用板式連接，O形密封圈31用於板式連接時密封進出水口。主閥芯5與主閥套2之間靠O形密封圈8加擋圈9密封，這種採用密封件進行直接密封的形式在高壓水介質條件下密封性能良好。主閥芯5和主閥套2之間形成兩個串連的可變節流閥口，使得閥口壓差由兩個節流口共同承擔，對主閥芯5和主閥套2之間的異形流道進行優化設計，使得水流更加流暢，可大大降低氣蝕發生的可能，在主閥芯5中心開有高壓引流孔，利用高壓引流束影響主流束，可以有效抑制氣蝕、降低噪聲、減小振動。所研製的先導式純水溢流閥依靠先飛彈簧19進行調壓，旋動螺帽23由螺母26進行限位，螺帽23壓迫調節杆22運動，調節杆22與彈簧墊20、墊片21相連壓縮先飛彈簧19，調節系統壓力改變。先導閥B入口處設置先導液阻12，液流通過先導液阻12、先導閥芯17與先導閥套16形成的可變節流口到達先導閥出口，在先導閥出口處用O形密封圈30進行密封，先導閥出口與主閥出口相通，屬於內控內洩式，在先導閥B上開有外洩口，通常情況下用堵頭29封堵。
權利要求1.一種先導式純水液壓溢流閥，其特徵在於包括先導式純水溢流閥由主閥(A)和先導閥(B)同軸配置組合而成；其中1)主閥(A)包括主閥體(1)，裝在主閥體(1)孔中的主閥套(2)，主閥芯(5)裝在主閥套(2)內，主閥芯(5)小通孔中裝有主閥液阻(4)，主閥芯(5)大通孔中裝有主閥彈簧(11)，主閥芯(5)開啟時，主閥芯(5)和主閥套(2)之間形成兩個串連的可變節流閥口，主閥體(1)上開有進水口(P)和出水口(O)，進水口(P)的液流分為兩路，一路通過主閥芯中心孔(c)、主閥液阻(4)與主閥彈簧腔連通，另一路通過主閥芯(5)與主閥套(2)之間形成的流道(a)與出水口(O)連通，在主閥芯(5)中心孔(c)內開有徑向通孔(b)；2)先導閥(B)包括先導閥體(13)，先導閥體(13)中從左至右依次開有六個階梯狀孔，先導閥體(13)從左至右的第一、二、三孔中裝有先導閥套(16)，裝在先導閥套(16)孔中的先導閥芯(17)，第四孔中裝有先導閥液阻(12)，主閥套(2)的另一端與先導閥體(13)中的第六孔相配合，主閥彈簧(11)的另一端頂在先導閥體(13)中的第五孔端面，先導閥體(13)的第一孔中裝有先導閥端蓋(18)，先導閥端蓋(18)，內裝有調節杆(22)，先導閥彈簧(19)頂在先導閥芯(17)和調節杆(22)之間，主閥彈簧腔的液流經過先導閥體(1)的第六孔、第五孔、先導閥液阻(12)進入第三孔，然後經過先導閥套(16)上的徑向通孔(m)進入先導閥套(16)上中心孔(f)，當先導閥芯(17)開啟時，先導閥芯(17)和先導閥套(16)之間形成一個可變節流閥口，先導閥套(16)上中心孔(f)內的液流經過可變節流口及先導閥套(16)徑向通孔(n)流入先導閥體第一孔內，先導閥彈簧腔內的液流通過先導閥套(16)上的斜孔(i)流入先導閥體第一孔內，先導閥體(13)第一孔內液流通過先導閥體上的流道(g)與主閥出水口(O)連通。
2.根據權利要求1所述的一種先導式純水液壓溢流閥，其特徵在於主閥芯(5)為具有有效抑制氣蝕、降低噪聲、減小振動的二級節流結構，並在主閥芯(5)中心開有能影響主流束的高壓引流徑向通孔(b)，在先導閥(B)入口處增設可提高溢流閥定壓精度的先導閥液阻(12)，主閥液阻(4)與先導閥液阻(12)串連，先導閥芯(17)為能增加運動阻尼、提高溢流閥工作穩定性、使先導閥芯(17)導向，保證開啟後不會傾側的帶阻尼活塞的三級錐閥結構。
3.根據權利要求1所述的一種先導式純水液壓溢流閥，其特徵在於主閥芯(5)和主閥套(2)之間用O形密封圈(8)密封，主閥套(2)和主閥體(1)之間分別用O形密封圈(3)和O形密封圈(6)密封，主閥套(2)和先導閥體(13)的第六孔間用O形密封圈(10)密封；先導閥套(16)和先導閥體(13)之間用O形密封圈(14)密封；先導閥端蓋(18)和先導閥體(13)之間用O形密封圈(28)密封，調節杆(22)和先導閥端蓋(18)之間用O形密封圈(25)密封。
專利摘要本實用新型公開了一種先導式純水液壓溢流閥。在主閥中裝有主閥套，主閥芯位於主閥套內，由彈簧壓緊；主閥體下端開有進、出水口，兩者在閥體內通過主閥內流道連通；主閥芯為帶高壓引流孔的二級節流錐閥結構，利用高壓引流束影響主流束有效抑制氣蝕，降低噪聲，減小振動，在主閥芯內設置了固定液阻，增加溢流閥工作的穩定性；先導閥芯為帶有阻尼活塞的錐閥結構，不僅能增加運動阻尼從而提高溢流閥的工作穩定性，還可使先導閥芯導向，保證開啟後不會傾側，在先導級入口處設置了固定液阻，提高溢流閥定壓精度。本實用新型通過閥芯與閥套、閥套與閥體間密封，及具有異形流道的錐閥結構，實現零洩漏；增設閥口阻尼器，改善溢流閥動靜態性能；該閥通用性好。
文檔編號F15B13/00GK2729386SQ200420081520
公開日2005年9月28日 申請日期2004年8月4日 優先權日2004年8月4日
發明者楊華勇, 弓永軍, 周華 申請人:浙江大學