專利名稱：流量精確控制的純水液壓節(jié)流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及流量控制閥，尤其涉及一種流量精確控制的純水液壓節(jié)流閥。
背景技術(shù)：
純水液壓技術(shù)直接以過濾后的自然水代替礦物油作為液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)，不含任何添加劑，具有來源廣泛、環(huán)境友好、清潔安全的獨特優(yōu)勢。純水液壓技術(shù)的應(yīng)用展現(xiàn)出的技術(shù)優(yōu)勢有利于可持續(xù)性發(fā)展，實施綠色制造，特別是應(yīng)用在有衛(wèi)生、環(huán)保和消防要求的產(chǎn)業(yè)部門和技術(shù)領(lǐng)域。美國、日本、英國、芬蘭、德國和丹麥等自20世紀70年代或80年代初開始研制，現(xiàn)已進入實用推廣階段。我國自20世紀90年代開始純水液壓傳動技術(shù)方面的研究工作，各類純水液壓元件的研制現(xiàn)還處于起步階段。
純水液壓節(jié)流閥是純水液壓系統(tǒng)中重要的控制元件，主要用作純水液壓系統(tǒng)中的流量調(diào)節(jié)等。與礦物油相比，水介質(zhì)具有腐蝕性強、粘度低、汽化壓力高等特點，使得純水液壓節(jié)流閥面臨氣蝕、腐蝕作用的破壞以及高壓下密封困難等諸多技術(shù)難題。由于水的粘度很低，常溫下其運動粘度只有典型液壓油的1/40～1/30，因而在壓差和流量相同的條件下，純水液壓節(jié)流閥的閥口開度要比等型號和規(guī)格的油壓節(jié)流閥小很多，在小流量(小開度)時更容易導(dǎo)致阻塞。為避免發(fā)生阻塞現(xiàn)象，純水液壓節(jié)流閥應(yīng)依據(jù)工作條件設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)形式、選擇合理的閥芯/閥套組合材料?，F(xiàn)有的油壓節(jié)流閥無論其結(jié)構(gòu)及材料都不適合水介質(zhì)的特性。目前國際上研制的水壓節(jié)流閥主要有2種形式第一種是采用兩級平板式節(jié)流閥口形式。如日本研制的水壓平板式節(jié)流閥等。該類閥過流能力強，抗氣蝕性能好，閥芯質(zhì)量輕，閉死容積小，滯后影響小，并且響應(yīng)頻率高。但其密封靠閥芯和閥座之間形成的環(huán)形面積，由于密封的面積較大，要達到實現(xiàn)完全密封所需的比壓就需要很大的作用力。另外對閥芯和閥座的材料選擇要求很高。
第二種是采用了多級錐閥式節(jié)流閥口形式。如芬蘭以及我國華中科技大學(xué)研制的水壓節(jié)流閥等。該類閥通過在節(jié)流部位設(shè)計多個節(jié)流口，用多個節(jié)流口串聯(lián)共同分擔節(jié)流口兩端的壓差，能夠較好地減小閥口的氣蝕破壞。但這種節(jié)流口形式節(jié)流流道長，在小流量時形成了較長的縫隙狀流道，雜質(zhì)容易阻塞節(jié)流口，從而不能得到較小的最小調(diào)節(jié)流量。且這種多級錐閥式節(jié)流口形式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工難度較大，精度難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種流量精確控制的純水液壓節(jié)流閥，采用能實現(xiàn)微量調(diào)節(jié)的軸向三角槽式的節(jié)流閥口形式，適用于中高壓水介質(zhì)環(huán)境下。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在閥體中心裝有閥套，閥體下端和一側(cè)面分別開有進水口和出水口，閥體下端進水口經(jīng)閥套下端孔和一側(cè)面孔，與閥體一側(cè)面出水口連通；閥體上裝有法蘭，節(jié)流閥芯裝在閥體、法蘭內(nèi)，節(jié)流閥芯下端開有軸向三角通槽的節(jié)流閥口并與閥套配合，節(jié)流閥芯中部軸內(nèi)開有斜向的壓力平衡孔并與法蘭孔配合，法蘭外的節(jié)流閥芯上裝有調(diào)節(jié)手輪，法蘭上端裝有壓緊螺母，壓緊螺母上設(shè)有緊定螺釘。
法蘭與閥體之間均加O型密封圈和擋圈密封，法蘭與節(jié)流閥芯之間加U型密封骨架和擋圈密封，閥體與閥套之間加O型密封圈和擋圈密封。
本實用新型與背景技術(shù)相比，具有的有益的效果是1、采用能夠?qū)崿F(xiàn)微量調(diào)節(jié)的軸向三角通槽式節(jié)流閥口形式。這種節(jié)流口形式在小開口時主要靠軸向三角通槽過流，此時雜質(zhì)不容易阻塞節(jié)流口，容易實現(xiàn)微量調(diào)節(jié)，且三角槽在閥芯端部貫通布置，液壓徑向力得到了平衡，能夠用于中高壓工作條件。
2、在節(jié)流閥芯中部軸內(nèi)開有斜向的壓力平衡孔，這不僅能夠保證閥芯在低壓下工作可靠，而且在高壓條件下工作時調(diào)節(jié)力小，調(diào)節(jié)容易，也能保證孔徑不至于過大而使水流通過壓力平衡孔出流。
3、為解決純水液壓控制閥中泄漏現(xiàn)象嚴重的問題，在結(jié)構(gòu)上采用增加閥套的錐閥結(jié)構(gòu)形式，變間接密封為直接密封，依靠節(jié)流閥芯與閥套之間的錐面密封，可實現(xiàn)零泄漏。
4、特殊設(shè)計的閥口截面幾何形狀、閥腔結(jié)構(gòu)和采用表面經(jīng)過特殊處理的耐蝕不銹材料組合，能夠較好地防腐蝕、氣蝕以及沖蝕破壞。另外通過流場仿真計算優(yōu)化設(shè)計了閥口回油腔的面積大小，使水流流暢有利于減小水流通過回油腔時產(chǎn)生的流體噪聲。
5、法蘭與閥體之間均采用O型密封圈加擋圈形式密封，法蘭與節(jié)流閥芯之間采用U型密封骨架加擋圈形式密封，閥體與閥套之間采用O型密封圈加擋圈形式密封，這種密封形式在高壓水介質(zhì)條件下密封性能可靠。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為本實用新型的閥芯結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖中1是法蘭、2是緊定螺釘、3是U型密封骨架、4是擋圈、5是節(jié)流閥芯、6是襯套、7是調(diào)節(jié)手輪，8是夾緊環(huán)、9是壓緊螺母、10是內(nèi)六角螺釘、11是O型密封圈、12是擋圈、13是墊片、14是閥體、15是閥套、16是O型密封圈、17是擋圈，A口是進水口、B口是出水口，C是壓力平衡孔，D是軸向三角通槽式節(jié)流閥口，E是軸向三角通槽。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型在閥體14中心裝有閥套15，閥體14下端和一側(cè)面分別開有進水口A和出水口B，閥體14下端進水口A經(jīng)閥套15下端孔和一側(cè)面孔，與閥體14一側(cè)面出水口B連通；閥體14上裝有法蘭1，節(jié)流閥芯5裝在閥體14、法蘭1內(nèi)，節(jié)流閥芯5下端開有軸向三角通槽E的節(jié)流閥口并與閥套15配合，節(jié)流閥芯5中部軸內(nèi)開有斜向的壓力平衡孔C并與法蘭1孔配合，法蘭1外的節(jié)流閥芯5上裝有調(diào)節(jié)手輪7；法蘭1上端裝有壓緊螺母9，壓緊螺母9上設(shè)有緊定螺釘2。
法蘭1與閥體14之間均加O型密封圈16和擋圈17密封，法蘭1與節(jié)流閥芯5之間加U型密封骨架3和擋圈4密封，閥體14與閥套15之間加O型密封圈11和擋圈12密封。
該閥的工作壓力為14MPa(最大工作壓力為21MPa)，額定工作流量為120L/min，采用能夠?qū)崿F(xiàn)微量調(diào)節(jié)的軸向三角通槽式的節(jié)流閥口D形式、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。本閥結(jié)構(gòu)采用內(nèi)六角螺釘10連接閥體14與法蘭1，節(jié)流閥芯5裝在閥體14、法蘭1內(nèi)，閥套15裝在閥體14的中心。閥體14下端和側(cè)面分別開有進水口A和出水口B，兩者通過閥套15相互連通，進出水口采用管式連接。墊片13用于管式連接時密封進出水口。法蘭1與節(jié)流閥芯5之間采用U型密封骨架3加擋圈4密封，U型密封骨架3由襯套6定位，襯套6通過夾緊環(huán)8由壓緊螺母9壓緊固定。法蘭1與閥體14之間采用間隙配合，兩者之間通過O型密封圈16加擋圈17密封；閥套15與閥體14之間也采用間隙配合，兩者之間采用O型密封圈11加擋圈12密封，這種配合密封在高壓水介質(zhì)條件下密封性能良好。在閥體14和節(jié)流閥芯5之間增設(shè)有閥套15，通過變間接密封為直接密封，依靠節(jié)流閥芯5與閥套15之間的錐面密封，可以減小配合公差，實現(xiàn)零泄漏。靜止條件時，鎖緊壓緊螺母9上的緊定螺釘2，可以鎖定節(jié)流閥芯；工作條件時，先松開壓緊螺母9上的緊定螺釘2，將調(diào)節(jié)手輪7套在節(jié)流閥芯5上端的外六角上，節(jié)流閥芯5的下端設(shè)有螺紋，通過旋轉(zhuǎn)節(jié)流閥芯5軸向移動改變節(jié)流口開口量的大小，從而改變通過節(jié)流閥的流量大小。節(jié)流閥芯5中部軸內(nèi)開有斜向的壓力平衡孔C，可保證在高壓工作條件時節(jié)流閥芯調(diào)節(jié)可靠。閥口采用能夠?qū)崿F(xiàn)微量調(diào)節(jié)的軸向三角通槽式節(jié)流閥口D形式，在閥口開度較小時主要靠軸向三角通槽E過流，此時雜質(zhì)不容易阻塞節(jié)流口，能實現(xiàn)微量調(diào)節(jié)；在閥口開度較大時，通過節(jié)流閥口過流。
權(quán)利要求1.一種流量精確控制的純水液壓節(jié)流閥，其特征在于包括在閥體(14)中心裝有閥套(15)，閥體(14)下端和一側(cè)面分別開有進水口(A)和出水口(B)，閥體(14)下端進水口(A)經(jīng)閥套(15)下端孔和一側(cè)面孔，與閥體(14)一側(cè)面出水口(B)連通；閥體(14)上裝有法蘭(1)，節(jié)流閥芯(5)裝在閥體(14)、法蘭(1)內(nèi)，節(jié)流閥芯(5)下端開有軸向三角通槽(E)的節(jié)流閥口并與閥套(15)配合，節(jié)流閥芯(5)中部軸內(nèi)開有斜向的壓力平衡孔(C)并與法蘭(1)孔配合，法蘭(1)外的節(jié)流閥芯(5)上裝有調(diào)節(jié)手輪(7)；法蘭(1)上端裝有壓緊螺母(9)，壓緊螺母(9)上設(shè)有緊定螺釘(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流量精確控制的純水液壓節(jié)流閥，其特征在于法蘭(1)與閥體(14)之間均加O型密封圈(16)和擋圈(17)密封，法蘭(1)與節(jié)流閥芯(5)之間加U型密封骨架(3)和擋圈(4)密封，閥體(14)與閥套(15)之間加O型密封圈(11)和擋圈(12)密封。
專利摘要本實用新型公開了一種流量精確控制的純水液壓節(jié)流閥。它在閥體中心裝有閥套，閥體下端和一側(cè)面分別開有進水口和出水口，閥體下端進水口經(jīng)閥套下端孔和一側(cè)面孔，與閥體一側(cè)面出水口連通；閥體上裝有法蘭，節(jié)流閥芯裝在閥體、法蘭內(nèi)，節(jié)流閥芯下端開有軸向三角通槽的節(jié)流閥口并與閥套配合，節(jié)流閥芯中部軸內(nèi)開有斜向的壓力平衡孔并與法蘭孔配合，法蘭外的節(jié)流閥芯上裝有調(diào)節(jié)手輪，法蘭上端裝有壓緊螺母，壓緊螺母上設(shè)有緊定螺釘。本實用新型采用軸向三角通槽式的節(jié)流閥口形式，可實現(xiàn)微量調(diào)節(jié)；結(jié)構(gòu)上采用增加閥套的錐閥結(jié)構(gòu)形式，可實現(xiàn)零泄漏；采用O型密封圈加擋圈和U型密封骨架加擋圈的密封形式，密封安全可靠，適合在中高壓水介質(zhì)環(huán)境下工作。
文檔編號F15B21/02GK2700621SQ200420022460
公開日2005年5月18日 申請日期2004年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者周華, 楊華勇, 謝偉, 弓永軍 申請人:浙江大學(xué)