專利名稱：先導(dǎo)式純水溢流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以液壓控制技術(shù)為特征的液壓元件，尤其涉及一種先導(dǎo)式純水溢流閥。
背景技術(shù)：
純水液壓技術(shù)因其具有環(huán)保性和阻燃性的獨特優(yōu)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(nèi)容之一。溢流閥是液壓系統(tǒng)最為關(guān)鍵的閥類元件之一，針對適用于純水液壓系統(tǒng)的溢流閥的研究亦成為研究重點。
傳統(tǒng)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(diào)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(dǎo)閥使用；另一種是由先導(dǎo)閥和兩級或三級同心的主閥組成的先導(dǎo)式溢流閥，這種閥允許對壓力進行微小調(diào)節(jié)，壓力控制精度高。但是，由于先導(dǎo)閥的閥芯是錐形或球形的，無論是直動式還是先導(dǎo)式，由于其先導(dǎo)閥的可變節(jié)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(tǒng)中，由于水的密度大、粘度小，純水溢流閥的工作穩(wěn)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泄漏量是油壓溢流閥的數(shù)十倍，使得現(xiàn)有油壓溢流閥的結(jié)構(gòu)無法適用于水介質(zhì)。
另外，由于水的汽化壓力高，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(zhì)腐蝕性很強，腐蝕作用的破壞使得現(xiàn)有的油壓溢流閥材料都不適用于水介質(zhì)。
因此，如何吸取傳統(tǒng)油壓溢流閥的設(shè)計經(jīng)驗，克服水介質(zhì)帶來的不利影響，提高溢流閥靜動態(tài)特性，成為純水溢流閥研究的關(guān)鍵所在。目前國際上研制的純水溢流閥結(jié)構(gòu)主要還是沿用了傳統(tǒng)的油壓溢流閥結(jié)構(gòu)，它在先導(dǎo)回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(dǎo)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(wěn)態(tài)調(diào)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種先導(dǎo)式純水溢流閥，用于改善溢流閥的靜動態(tài)特性，實現(xiàn)無泄漏，同時減輕氣蝕、腐蝕等現(xiàn)象，適用于中高于水介質(zhì)環(huán)境下。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括先導(dǎo)式純水溢流閥由主閥和先導(dǎo)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(nèi)，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(jié)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(nèi)開有徑向通孔；2)先導(dǎo)閥包括先導(dǎo)閥體，先導(dǎo)閥體中從左至右依次開有六個階梯狀孔，先導(dǎo)閥體從左至右的第一、二、三孔中裝有先導(dǎo)閥套，裝在先導(dǎo)閥套孔中的先導(dǎo)閥芯，第四孔中裝有先導(dǎo)閥液阻，主閥套的另一端與先導(dǎo)閥體中的第六孔相配合，主閥彈簧的另一端頂在先導(dǎo)閥體中的第五孔端面，先導(dǎo)閥體的第一孔中裝有先導(dǎo)閥端蓋，先導(dǎo)閥端蓋，內(nèi)裝有調(diào)節(jié)桿，先導(dǎo)閥彈簧頂在先導(dǎo)閥芯和調(diào)節(jié)桿之間，主閥彈簧腔的液流經(jīng)過先導(dǎo)閥體的第六孔、第五孔、先導(dǎo)閥液阻進入第三孔，然后經(jīng)過先導(dǎo)閥套上的徑向通孔進入先導(dǎo)閥套上中心孔，當先導(dǎo)閥芯開啟時，先導(dǎo)閥芯和先導(dǎo)閥套之間形成一個可變節(jié)流閥口，先導(dǎo)閥套上中心孔內(nèi)的液流經(jīng)過可變節(jié)流口及先導(dǎo)閥套徑向通孔流入先導(dǎo)閥體第一孔內(nèi)，先導(dǎo)閥彈簧腔內(nèi)的液流通過先導(dǎo)閥套上的斜孔流入先導(dǎo)閥體第一孔內(nèi)，先導(dǎo)閥體第一孔內(nèi)液流通過先導(dǎo)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(dǎo)閥體的第六孔間用O形密封圈、密封；先導(dǎo)閥套和先導(dǎo)閥體之間用O形密封圈密封；先導(dǎo)閥端蓋和先導(dǎo)閥體之間用O形密封圈密封，調(diào)節(jié)桿和先導(dǎo)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(jié)流結(jié)構(gòu)，并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(dǎo)閥入口處增設(shè)可提高溢流閥定壓精度的先導(dǎo)閥液阻，主閥液阻與先導(dǎo)閥液阻串連，先導(dǎo)閥芯為能增加運動阻尼、提高溢流閥工作穩(wěn)定性、使先導(dǎo)閥芯導(dǎo)向，保證開啟后不會傾側(cè)的帶阻尼活塞的三級錐閥結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是1、主閥芯為二級節(jié)流結(jié)構(gòu)和主閥套之間形成兩個串連的可變節(jié)流閥口，溢流閥在主閥中的壓降由兩個可變節(jié)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(diào)壓要求，需要通過同樣的流量，開口度必須增加，由于開口度增加，流量增益減小，從而提高了溢流閥穩(wěn)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(dǎo)閥入口處增設(shè)液阻，使得主閥液阻與先導(dǎo)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(xiàn)堵塞的問題；先導(dǎo)閥芯為帶阻尼活塞的錐閥結(jié)構(gòu)，此活塞不僅能增加運動阻尼從而提高溢流閥的工作穩(wěn)定性，還可以使先導(dǎo)閥芯導(dǎo)向，保證開啟后不會傾側(cè)；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(dǎo)閥體之間、先導(dǎo)閥套和先導(dǎo)閥體之間、先導(dǎo)閥端蓋和先導(dǎo)閥體之間、調(diào)節(jié)桿和先導(dǎo)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泄漏嚴重的問題；4、特殊設(shè)計的主閥內(nèi)流道和閥腔結(jié)構(gòu)，有利于減輕氣蝕帶來的危害。為防止氣蝕，利用流場仿真對主閥內(nèi)流道進行了優(yōu)化設(shè)計，可使水流更加流暢，減輕了氣蝕及流體噪聲，閥的所有元件均了采用耐蝕不銹材料，可保證閥具有較長的壽命；5、本發(fā)明構(gòu)造簡單，動作靈活可靠，具有通用性好，易于標準化的特點，適用于中高壓工作條件。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)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(dǎo)閥液阻，13是先導(dǎo)閥體，14是O形密封圈，15是擋圈，16是先導(dǎo)閥套，17是先導(dǎo)閥芯，18是先導(dǎo)閥端蓋，19是先導(dǎo)閥彈簧，20是彈簧墊，21是墊片，22是調(diào)節(jié)桿，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(dǎo)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。
具體實施例方式
先導(dǎo)式純水溢流閥由主閥A和先導(dǎo)閥B組合而成，在主閥體1孔中裝有主閥套2，具有二級節(jié)流和高壓引流結(jié)構(gòu)的錐形主閥芯5位于主閥套2孔內(nèi)，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(jié)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(nèi)開有徑向通孔b；在先導(dǎo)閥B入口處增設(shè)先導(dǎo)閥液阻12，使得主閥液阻4與先導(dǎo)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(xiàn)堵塞的問題；先導(dǎo)閥體13中從左至右依次開有六個階梯狀孔，先導(dǎo)閥體13從左至右的第一、二、三孔中裝有先導(dǎo)閥套16，具有阻尼活塞的先導(dǎo)閥芯17位于先導(dǎo)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(wěn)定性，還可以使先導(dǎo)閥芯17導(dǎo)向，保證開啟后不會傾側(cè)，第四孔中裝有液阻12，主閥套2的另一端與先導(dǎo)閥體13中的第六孔相配合，主閥彈簧11的另一端頂在先導(dǎo)閥體13中的第五孔端面，先導(dǎo)閥體13的第一孔中裝有先導(dǎo)閥端蓋18，先導(dǎo)閥端蓋18，內(nèi)裝有調(diào)節(jié)桿22，先導(dǎo)閥彈簧19頂在先導(dǎo)閥芯17和調(diào)節(jié)桿22之間，主閥彈簧腔的液流經(jīng)過先導(dǎo)閥體1的第六孔、第五孔、先導(dǎo)液阻12進入第三孔，然后經(jīng)過先導(dǎo)閥套16上的徑向通孔m進入先導(dǎo)閥套上中心孔f，當先導(dǎo)閥芯17開啟時，先導(dǎo)閥芯17和先導(dǎo)閥套16之間形成一個可變節(jié)流閥口，先導(dǎo)閥套上中心孔f內(nèi)的液流經(jīng)過可變節(jié)流口及先導(dǎo)閥套徑向通孔n流入先導(dǎo)閥體第一孔內(nèi)，先導(dǎo)閥彈簧腔內(nèi)的液流通過先導(dǎo)閥套16上的斜孔i流入先導(dǎo)閥體第一孔內(nèi)，先導(dǎo)閥體第一孔內(nèi)液流通過先導(dǎo)閥體上的流道g與主閥出水口O連通；先導(dǎo)閥彈簧19用于調(diào)定溢流閥壓力，主閥彈簧11用于將主閥芯5壓靠在主閥套2上，使得主閥口關(guān)閉；當主閥進水口P的壓力達到溢流閥調(diào)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(dǎo)液阻12進入先導(dǎo)閥腔，克服先導(dǎo)閥彈簧19的彈簧力，使得先導(dǎo)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(jīng)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(dǎo)閥體13的第六孔間用O形密封圈10、擋圈密封；先導(dǎo)閥套16和先導(dǎo)閥體13之間用O形密封圈14、擋圈15密封；先導(dǎo)閥端蓋18和先導(dǎo)閥體13之間用O形密封圈28、擋圈27密封，調(diào)節(jié)桿22和先導(dǎo)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。
采用具有二級節(jié)流和高壓引流結(jié)構(gòu)的錐形主閥芯、帶有阻尼活塞的先導(dǎo)錐閥芯，在先導(dǎo)閥入口處增設(shè)液阻，使得主閥液阻與先導(dǎo)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銹材料組合是本閥的特點。本閥采用內(nèi)六角螺釘連接主閥體1與先導(dǎo)閥體13，主閥芯5裝在主閥體1內(nèi)，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，進出水口采用板式連接，O形密封圈31用于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，這種采用密封件進行直接密封的形式在高壓水介質(zhì)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(jié)流閥口，使得閥口壓差由兩個節(jié)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(yōu)化設(shè)計，使得水流更加流暢，可大大降低氣蝕發(fā)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。所研制的先導(dǎo)式純水溢流閥依靠先導(dǎo)彈簧19進行調(diào)壓，旋動螺帽23由螺母26進行限位，螺帽23壓迫調(diào)節(jié)桿22運動，調(diào)節(jié)桿22與彈簧墊20、墊片21相連壓縮先導(dǎo)彈簧19，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力改變。先導(dǎo)閥B入口處設(shè)置先導(dǎo)液阻12，液流通過先導(dǎo)液阻12、先導(dǎo)閥芯17與先導(dǎo)閥套16形成的可變節(jié)流口到達先導(dǎo)閥出口，在先導(dǎo)閥出口處用O形密封圈30進行密封，先導(dǎo)閥出口與主閥出口相通，屬于內(nèi)控內(nèi)泄式，在先導(dǎo)閥B上開有外泄口，通常情況下用堵頭29封堵。
權(quán)利要求
1.一種先導(dǎo)式純水溢流閥，其特征在于包括先導(dǎo)式純水溢流閥由主閥(A)和先導(dǎo)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(nèi)，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(jié)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(nèi)開有徑向通孔(b)；2)先導(dǎo)閥(B)包括先導(dǎo)閥體(13)，先導(dǎo)閥體(13)中從左至右依次開有六個階梯狀孔，先導(dǎo)閥體(13)從左至右的第一、二、三孔中裝有先導(dǎo)閥套(16)，裝在先導(dǎo)閥套(16)孔中的先導(dǎo)閥芯(17)，第四孔中裝有先導(dǎo)閥液阻(12)，主閥套(2)的另一端與先導(dǎo)閥體(13)中的第六孔相配合，主閥彈簧(11)的另一端頂在先導(dǎo)閥體(13)中的第五孔端面，先導(dǎo)閥體(13)的第一孔中裝有先導(dǎo)閥端蓋(18)，先導(dǎo)閥端蓋(18)，內(nèi)裝有調(diào)節(jié)桿(22)，先導(dǎo)閥彈簧(19)頂在先導(dǎo)閥芯(17)和調(diào)節(jié)桿(22)之間，主閥彈簧腔的液流經(jīng)過先導(dǎo)閥體(1)的第六孔、第五孔、先導(dǎo)閥液阻(12)進入第三孔，然后經(jīng)過先導(dǎo)閥套(16)上的徑向通孔(m)進入先導(dǎo)閥套(16)上中心孔(f)，當先導(dǎo)閥芯(17)開啟時，先導(dǎo)閥芯(17)和先導(dǎo)閥套(16)之間形成一個可變節(jié)流閥口，先導(dǎo)閥套(16)上中心孔(f)內(nèi)的液流經(jīng)過可變節(jié)流口及先導(dǎo)閥套(16)徑向通孔(n)流入先導(dǎo)閥體第一孔內(nèi)，先導(dǎo)閥彈簧腔內(nèi)的液流通過先導(dǎo)閥套(16)上的斜孔(i)流入先導(dǎo)閥體第一孔內(nèi)，先導(dǎo)閥體(13)第一孔內(nèi)液流通過先導(dǎo)閥體上的流道(g)與主閥出水口(O)連通；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種先導(dǎo)式純水溢流閥，其特征在于主閥芯(5)為具有有效抑制氣蝕、降低噪聲、減小振動的二級節(jié)流結(jié)構(gòu)，并在主閥芯(5)中心開有能影響主流束的高壓引流徑向通孔(b)，在先導(dǎo)閥(B)入口處增設(shè)可提高溢流閥定壓精度的先導(dǎo)閥液阻(12)，主閥液阻(4)與先導(dǎo)閥液阻(12)串連，先導(dǎo)閥芯(17)為能增加運動阻尼、提高溢流閥工作穩(wěn)定性、使先導(dǎo)閥芯(17)導(dǎo)向，保證開啟后不會傾側(cè)的帶阻尼活塞的三級錐閥結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種先導(dǎo)式純水溢流閥，其特征在于主閥芯(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(dǎo)閥體(13)的第六孔間用O形密封圈(10)密封；先導(dǎo)閥套(16)和先導(dǎo)閥體(13)之間用O形密封圈(14)密封；先導(dǎo)閥端蓋(18)和先導(dǎo)閥體(13)之間用O形密封圈(28)密封，調(diào)節(jié)桿(22)和先導(dǎo)閥端蓋(18)之間用O形密封圈(25)密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種先導(dǎo)式純水溢流閥。在主閥中裝有主閥套，主閥芯位于主閥套內(nèi)，由彈簧壓緊；主閥體下端開有進、出水口，兩者在閥體內(nèi)通過主閥內(nèi)流道連通；主閥芯為帶高壓引流孔的二級節(jié)流錐閥結(jié)構(gòu)，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(nèi)設(shè)置了固定液阻，增加溢流閥工作的穩(wěn)定性；先導(dǎo)閥芯為帶有阻尼活塞的錐閥結(jié)構(gòu)，不僅能增加運動阻尼從而提高溢流閥的工作穩(wěn)定性，還可使先導(dǎo)閥芯導(dǎo)向，保證開啟后不會傾側(cè)，在先導(dǎo)級入口處設(shè)置了固定液阻，提高溢流閥定壓精度。本發(fā)明通過閥芯與閥套、閥套與閥體間密封，及具有異形流道的錐閥結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)零泄漏；增設(shè)閥口阻尼器，改善溢流閥動靜態(tài)性能；該閥還具有通用性好。
文檔編號F15B13/00GK1587719SQ20041005355
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月4日
發(fā)明者楊華勇, 弓永軍, 周華 申請人:浙江大學(xué)