CN101000113A

CN101000113A - 中高压先导式水压减压阀

Info

Publication number: CN101000113A
Application number: CN 200610125219
Authority: CN
Inventors: 刘银水; 杨友胜; 吴珊; 贺小峰; 李壮云
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: CN101000113B

Abstract

中高压先导式水压减压阀，属于液压传动元件，克服现有油压先导式减压阀应用于水介质时存在的泄漏量大、腐蚀和气蚀严重等问题。本发明由主阀和先导阀连接组成，先导阀体内依次装有先导阀座、先导阀芯、先导阀弹簧和调节杆；主阀阀体上开有进水口和出水口，阀体内装有阀套，阀套内装有主阀芯；其特征在于：(1)当先导阀芯与先导阀座配合时，在节流口部位有两个锐边形节流口同时起节流作用；(2)先导阀座的阀座孔内设置先导阀阻尼螺塞；(3)主阀芯中轴开有连通孔，连通孔中设置主阀阻尼螺塞。该阀在不显著提高加工精度的条件下减小阀的泄漏，提高耐气蚀及抗污染能力，改善稳定性，能以海淡水等低粘度流体作为工作介质。

Description

中高压先导式水压减压阀

技术领域

本发明属于液压传动元件，具体涉及一种中高压先导式水压减压阀，应用在以海、淡水等低粘度流体作介质的液压传动系统中。

背景技术

直接以海、淡水作为工作介质的水液压传动技术具有环保、难燃、成本低廉等突出优点。然而，由于水的腐蚀性强、密度大、粘度小、汽化压力高，因此，将传统的油压减压阀直接以水作为工作介质存在泄漏量大、气蚀和拉丝侵蚀严重、稳定性差等问题。如果用在江河海洋等污染环境，水中的泥沙还将对阀芯和阀座产生严重的冲蚀和刮削作用，同时泥沙进入阀芯和阀套之间还会引起阀芯的卡阻。

现有以矿物油作为工作介质的DR型减压阀主要由先导阀和主阀等构成。该阀的主阀采用滑阀式结构，材料的抗腐蚀和气蚀能力差。如将该减压阀直接以水为工作介质，则存在泄漏量大、腐蚀和气蚀严重等问题，从而使得该阀很快失效或者根本不能使用。同时，阀芯和阀套之间的密封主要靠缩小其间隙来保证，因此对介质的过滤精度要求很高，对于海洋污染环境或水中含有泥沙的情况，阀芯容易被卡死而引起阀的失效。另外，由于以水作工作介质时的水锤现象严重，如将该阀直接以水为工作介质，还存在稳定性差的问题。

发明内容

本发明提出一种中高压先导式水压减压阀，针对水介质的低粘度、气蚀拉丝和压力冲击严重等情况，从结构型式和材料选择方面提出相应的解决措施，克服现有先导式减压阀存在的泄漏量大、腐蚀和气蚀严重等问题。

本发明提出一种中高压先导式水压减压阀，由主阀和先导阀连接组成，先导阀为锥阀，先导阀体内依次装有先导阀座、先导阀芯、先导阀弹簧和调节杆；先导阀座轴向开有阀座孔，与先导阀芯构成先导阀节流口；主阀为滑阀，阀体上开有进水口和出水口，阀体内装有阀套，阀套上开有孔道分别连通阀体进水口和出水口，阀套靠近阀体出水口的端部开有小孔；阀套内装有主阀芯，主阀芯和阀套配对形成摩擦副，并构成主阀节流口；其特征在于：(1)先导阀座的端部开有沉割槽，其直径大于阀座孔直径，当先导阀芯与先导阀座配合时，在节流口部位有两个锐边形节流口同时起节流作用；(2)先导阀座的阀座孔内设置先导阀阻尼螺塞；(3)主阀芯中轴开有连通孔，连通孔中设置主阀阻尼螺塞。

所述的中高压先导式水压减压阀，其特征在于：主阀芯两端分别加装组合密封圈。

本发明在先导阀节流口处采取了二级节流的形式，防止或减弱了阀口处的气蚀、拉丝等的发生；针对水介质粘度小，阻尼小的特点，在先导阀进口前设置了阻尼孔，减小了进出水口压力变化对主阀芯的压力冲击和振荡作用，改善了阀的稳定性；主阀采取了阀芯、阀座和阀套的组合形式，从而便于根据不同零件的耐气蚀和拉丝侵蚀能力选择不同的材料。阀芯均通过热处理提高硬度，从而提高其抗气蚀能力。在主阀芯上加装组合密封圈起辅助密封作用，基本防止了阀芯和阀体之间微小缝隙中的泄漏和由此造成的拉丝侵蚀，同时降低了对阀加工精度的要求和加工成本，并且由于此间隙增大，阀芯被进入阀中的固体颗粒卡死的可能性减小，从而增强了阀的抗污染能力。

该阀在同油压阀相比不显著提高阀的加工精度的条件下减小阀的泄漏；提高阀的耐气蚀及抗污染能力；同时改善阀的稳定性，能以海(淡)水等低粘度流体作为工作介质。在其有效工作压力范围之内，在进口压力p₁变化的情况下，维持出口压力p₂相对稳定。在进口压力保持恒定的情况下，如果通过阀的流量产生变化，出口压力p₂也将维持基本稳定。

附图说明

图1为本发明的实施例结构示意图；

图2为先导阀节流口局部放大图。

具体实施方式

图1所示为本发明的一个实施例，图中，阀体1、出口密封圈2、主阀阻尼螺塞3、主阀芯4、阀套密封圈5、组合密封圈6、阀套7、弹簧座8、阀芯密封圈9、主阀弹簧10、先导阀体11、螺堵12、螺堵密封圈13、螺栓14、弹簧垫片15、先导阀座16、先导阀阻尼螺塞17、先导阀体密封圈18、先导阀芯19、泄漏口密封圈20、先导阀弹簧21、调节杆22、调节杆密封圈23、锁紧螺母24、调节手柄25、泄油口26、主阀芯右腔27、主阀节流口28、主阀芯左腔29。

如图1所示，作为一个实施例，该阀的额定工作压力为21MPa，出口工作压力为10～16MPa，额定流量为40L/min。调节手柄25，通过压缩先导阀弹簧21，可以调节先导阀的不同开启压力，从而调节出口的稳定压力。主阀芯4和阀套7配对形成摩擦副，并构成主阀节流口28。主阀芯4上分别加装组合密封圈6。主阀芯4中心开有连通孔，并在连通孔中设置主阀阻尼螺塞3。主阀出口压力通过该连通孔和主阀阻尼螺塞阻尼孔进入主阀芯右腔27，使得主阀两端均作用有压力。进入主阀芯右腔27的压力介质还通过先导阀阻尼螺塞17阻尼孔作用在先导阀阀芯上。

进口压力p₁经主阀节流口28减压后压力变为出口压力p₂，出口压力经过阀套7上左端的小孔进入主阀芯4的左腔，再经主阀芯上中心的连通孔和主阀阻尼螺塞3进入主阀芯右腔27，通过先导阀座16中的先导阀阻尼螺塞17后，作用在先导阀芯19上。当出口压力低于调定压力时，先导阀口关闭，主阀阻尼螺塞3的阻尼孔中没有油液流动，主阀芯4左右两端的压力相等，主阀在主阀弹簧10的弹簧力的作用下处于最左端位置，主阀节流口28全开，不起减压作用，p₂≈p₁。当出口压力超过调定压力时，出口部分液体经先导阀阻尼螺塞17的阻尼孔、先导阀口、泄油口26流出。主阀阻尼螺塞3的阻尼孔有液体通过，使主阀芯左腔29和主阀芯右腔27产生压差，当此压差所产生的作用力大于主阀弹簧10的压缩力、液动力和摩擦力之和时，主阀右移，使节流口(减压口)28关小，节流损失增大，直到主阀芯稳定在某一平衡位置，此时出口压力p₂取决于先导阀弹簧所调定的压力值。

如果进口压力p₁升高，则出口压力p₂也升高，主阀芯4右移，节流口减小，p₂又降低，主阀芯4在新的位置上处于平衡，而出口压力p₂基本维持不变；反之亦然。

图2为先导阀节流口局部放大图，先导阀口由于承受的压差大，水流的流速很高，因此存在严重的气蚀和拉丝现象。为了解决这个问题，在先导阀口采取二级节流结构，即在先导阀座16的端部除了阀座孔之外，增加一个直径比阀座孔大的沉割槽，从而在一个节流部位形成两个锐边，当先导阀芯19与先导阀座16配对时，在一个节流部位有两个锐边形节流口同时起节流作用。该结构通过降低先导阀口的流速，从而达到减轻气蚀和拉丝侵蚀的效果。在先导阀进口前设置先导阀阻尼螺塞17，达到了减小了主阀芯冲击振荡的目的。如果没有此先导阀阻尼螺塞的阻尼孔，则先导阀在出口压力达到其调定压力时，突然打开，主阀两端的压差突然增大，使得其快速向右运动，减小减压节流口通流面积，压力损失增大，出口压力减小，先导阀又突然关闭，主阀芯在弹簧的作用下又往左运动，增大减压节流口，又使得出口压力上升。如此反复，主阀将处于往复振荡的状态，导致阀的出口压力极不稳定。在先导阀进口前增加阻尼孔后，将使得出口压力达到其先导阀调定压力时，主阀运动不至于过快，从而避免其在阀套中的振荡。

Claims

1.一种中高压先导式水压减压阀，由主阀和先导阀连接组成，先导阀为锥阀，先导阀体内依次装有先导阀座、先导阀芯、先导阀弹簧和调节杆；先导阀座轴向开有阀座孔，与先导阀芯构成先导阀节流口；主阀为滑阀，阀体上开有进水口和出水口，阀体内装有阀套，阀套上开有孔道分别连通阀体进水口和出水口，阀套靠近阀体出水口的端部开有小孔；阀套内装有主阀芯，主阀芯和阀套配对形成摩擦副，并构成主阀节流口；其特征在于：(1)先导阀座的端部开有沉割槽，其直径大于阀座孔直径，当先导阀芯与先导阀座配合时，在节流口部位有两个锐边形节流口同时起节流作用；(2)先导阀座的阀座孔内设置先导阀阻尼螺塞；(3)主阀芯中轴开有连通孔，连通孔中设置主阀阻尼螺塞。

2.如权利要求1所述的中高压先导式水压减压阀，其特征在于：主阀芯两端分别加装组合密封圈。