一種帶擠壓油膜緩沖的錐閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于流體傳動(dòng)及控制領(lǐng)域中的液控單向閥，尤其涉及一種大流量高速錐閥。
【背景技術(shù)】
[0002]錐閥是液壓系統(tǒng)中重要元件之一，具有結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作靈敏、密封性好、耐裝拆、能量損失小、抗污染能力強(qiáng)和響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高壓、高溫、重負(fù)荷和對密封要求較高的場合，其密封副是由兩個(gè)光滑錐形表面相互接觸形成環(huán)形密封線，通過密封面的彈性變形來進(jìn)行油液密封，環(huán)形密封線的寬度窄、面積小、應(yīng)變大、應(yīng)力高，易產(chǎn)生應(yīng)力集中和疲勞破壞。
[0003]大流量高速錐閥動(dòng)態(tài)關(guān)閉過程中，閥芯以某一速度撞擊閥座，此時(shí)，高速流動(dòng)的液壓油由于閥口迅速關(guān)閉，流速發(fā)生急劇變化，液壓油動(dòng)能瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽沟瞄y芯端部的瞬時(shí)油壓達(dá)到其工作壓力的3?4倍，這部分壓力增大了閥芯對閥座沖擊力，加速閥芯和閥座損壞，閥座表面會受到較大沖擊遭到破壞，且閥芯在閥座反作用力和液壓力作用下產(chǎn)生往復(fù)振蕩，閥芯振蕩會導(dǎo)致錐閥密封表面疲勞破壞，產(chǎn)生表面缺陷，缺陷的密封面上產(chǎn)生鈍化膜覆蓋層，在更新鈍化膜的過程中，母體金屬被消耗，就產(chǎn)生氣蝕，氣蝕進(jìn)一步加劇了密封表面的磨損與破壞，錐閥的密封性能將明顯降低甚至失效，大大降低了錐閥的使用壽命、可靠性和密封性能，嚴(yán)重時(shí)會造成機(jī)械設(shè)備損壞和人員傷亡，產(chǎn)生很大損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服錐閥閥芯沖擊和閥芯振蕩現(xiàn)象引起錐閥使用壽命降低、可靠性和密封性能降低的不足，提出了在閥芯設(shè)置環(huán)形擠壓油膜緩沖器的新型結(jié)構(gòu)錐閥。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種帶擠壓油膜緩沖的錐閥，包括閥體、閥芯、彈簧、主油口 A，主油口 B，所述的閥芯密封安裝在閥體內(nèi)，頂部帶有錐面，所述的彈簧安裝在杯狀的閥芯內(nèi)部，所述的閥芯的底部設(shè)有一圈環(huán)形閥芯臺階面，所述閥體對應(yīng)具有一圈閥體臺階面，所述的閥芯臺階面)和閥體臺階面之間在錐閥關(guān)閉時(shí)形成環(huán)形擠壓油膜。
[0006]閥芯臺階面和閥體臺階面之間形成環(huán)形擠壓油膜，當(dāng)閥芯以一定速度關(guān)閉時(shí)，環(huán)形擠壓油膜內(nèi)的流體質(zhì)點(diǎn)互相擠迫而產(chǎn)生了升高的壓強(qiáng)將間隙內(nèi)流體推向四周，產(chǎn)生了液體的徑向流動(dòng)，環(huán)形擠壓油膜壓力升高產(chǎn)生與閥芯臺階面運(yùn)動(dòng)方向相反的推力作用，阻礙閥芯的運(yùn)動(dòng)，環(huán)形擠壓油膜內(nèi)部的壓力與閥芯運(yùn)動(dòng)速度成正比，與環(huán)形擠壓油膜厚度三次方成反比，隨著閥芯臺和閥體凸臺之間的環(huán)形擠壓油膜厚度越薄，環(huán)形擠壓油膜對閥芯臺階面反推力就越大，所以在閥芯即將關(guān)閉的瞬間，閥芯的速度迅速降低，對閥體的沖擊很小，減少造成錐閥錐形密封面的沖擊破壞的可能，同時(shí)消除閥芯的振蕩現(xiàn)象。
[0007]作為優(yōu)選:一種帶擠壓油膜緩沖的錐閥，所述閥體臺階面上設(shè)有1-3圈環(huán)形槽，所述閥芯臺階面上設(shè)有相應(yīng)的環(huán)狀凸齒。利用環(huán)型槽和環(huán)狀凸齒嚙合產(chǎn)生的擠壓效應(yīng)和阻尼效應(yīng)，將更加有效地將振蕩能量快速耗散，同時(shí)提高了油膜的剛度。
[0008]作為優(yōu)選:帶擠壓油膜緩沖的錐閥，所述閥體臺階面上設(shè)有1-3圈環(huán)狀凸齒，所述閥芯臺階面上設(shè)有相應(yīng)的環(huán)形槽，所述環(huán)狀凸齒和環(huán)型槽徑向截面為90°鋸齒形，齒高和槽深為1-3_。鋸齒形的齒槽嚙合，阻尼效應(yīng)更加明顯。
[0009]作為優(yōu)選:一種帶擠壓油膜緩沖的錐閥，當(dāng)錐閥關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，閥體臺階面與閥芯臺階面嚙合時(shí)，環(huán)形擠壓油膜的最小厚度為為0.1_。
[0010]所述的所閥芯凸臺和閥體凸臺形成環(huán)形擠壓油膜，閥芯凸臺右面和閥座凸臺左面相互平行，環(huán)形油膜厚度均勻，當(dāng)閥芯處于右位關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，環(huán)形擠壓油膜的初始厚度約為
0.1mm，這是因?yàn)殚y芯所受到的環(huán)形擠壓油膜反作用力與閥芯速度成正比，與環(huán)形擠壓油膜厚度的三次方成反比，所以環(huán)形擠壓油膜厚度越小，油膜對閥芯反作用力越大，但是過小則容易發(fā)生干摩擦。
【附圖說明】
[0011]
圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為環(huán)形擠壓油膜緩沖裝置局部放大圖；
圖3是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為實(shí)施例2中的閥芯3的右視圖；
圖5為實(shí)施例3中的閥芯3的右視圖。
[0012]圖中:1、閥體，2、彈簧、3、閥芯，4、環(huán)形擠壓油膜，5、主油口A，6、主油口B，7、閥體臺階面，8、閥芯臺階面，9、環(huán)狀凸齒，10、環(huán)形槽。
【具體實(shí)施方式】
[0013]
為更好地說明本發(fā)明的內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]實(shí)施例1:一種帶擠壓油膜緩沖的錐閥，包括閥體1、閥芯3、彈簧2、主油口 A5，主油口B6，所述的閥芯3密封安裝在閥體I內(nèi)，頂部帶有錐面，所述的彈簧2安裝在杯狀的閥芯3內(nèi)部，所述的閥芯3的底部設(shè)有一圈環(huán)形閥芯臺階面8，所述閥體I對應(yīng)具有一圈閥體臺階面7，所述的閥芯臺階面8和閥體臺階面7之間在錐閥關(guān)閉時(shí)形成環(huán)形擠壓油膜4。
[0015]圖1中，當(dāng)錐閥閥芯3處于左位時(shí)，主油口 A5和主油口B6之間的通路;反之，當(dāng)錐閥閥芯3處于右位時(shí)，主油口 A5和主油口 B6之間斷開。
[0016]圖2是局部放大圖，其中閥芯臺階面8和閥體臺階面7形成環(huán)形擠壓油膜4，閥芯臺階面8的右面和閥體臺階面7的左面相互平行，環(huán)形油膜厚度均勻的環(huán)形油膜4，保證閥芯3處于右位關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，環(huán)形擠壓油膜4初始厚度為0.1mm左右。圖1中的彈簧2是在保證錐閥在控制油路失壓的條件下，讓錐閥閥芯3處于關(guān)閉狀態(tài)，保證錐閥可靠性。
[0017]實(shí)施例2:圖3整體結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，閥體臺階面7上設(shè)有2圈環(huán)狀凸齒9，所述閥芯臺階8上設(shè)有相應(yīng)的環(huán)形槽10，所述環(huán)狀凸齒9和環(huán)型槽10徑向截面為90°鋸齒形，齒高和槽深為2_。閥芯3處于右位關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，環(huán)形擠壓油膜4初始厚度為0.1mm左右。齒與槽的嚙合，使得擠壓效應(yīng)增強(qiáng)。阻尼效應(yīng)也相應(yīng)增強(qiáng)，將更加有效地將振蕩能量快速耗散，同時(shí)提高了油膜的剛度。圖4為實(shí)施例2中的閥芯3的右視圖?？梢娫撻y芯臺階面8上帶有2圈90°鋸齒狀的環(huán)形槽10。
[0018]實(shí)施例3:整體結(jié)構(gòu)同實(shí)施例2，閥體臺階面7上設(shè)有3圈環(huán)形槽10，該環(huán)形槽10位于所述閥體臺階面7的中間，另有閥芯臺階面8上設(shè)有相應(yīng)的環(huán)狀凸齒9，所述環(huán)狀凸齒9和環(huán)型槽10徑向截面為90°鋸齒形，尖銳鋸齒，齒高和槽深為2_。閥芯3處于右位關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，環(huán)形擠壓油膜4初始厚度為0.1mm左右。齒與槽的嚙合，使得擠壓效應(yīng)增強(qiáng)。阻尼效應(yīng)也相應(yīng)增強(qiáng)，將更加有效地將振蕩能量快速耗散，同時(shí)提高了油膜的剛度。
[0019]實(shí)施例4:見圖3，整體結(jié)構(gòu)同實(shí)施例3，閥體臺階面7上設(shè)有I圈環(huán)形槽10，該環(huán)形槽10位于所述閥體臺階面7的中間，另有閥芯臺階面8上設(shè)有相應(yīng)的環(huán)狀凸齒9，所述環(huán)狀凸齒9和環(huán)型槽10徑向截面為90°鋸齒形，尖銳鋸齒，齒高和槽深為2mm。閥芯3處于右位關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，環(huán)形擠壓油膜4初始厚度為0.1mm左右。齒與槽的嚙合，使得擠壓效應(yīng)增強(qiáng)。阻尼效應(yīng)也相應(yīng)增強(qiáng)，將更加有效地將振蕩能量快速耗散，同時(shí)提高了油膜的剛度。居中設(shè)置的鋸齒狀槽和齒，使得存油效果更好，大大優(yōu)于實(shí)施例1的平滑臺階面。
[0020]總之，該發(fā)明采用帶環(huán)形擠壓油膜緩沖，將大大減輕錐閥的密封面的撞擊力，延長使用壽命。其關(guān)鍵點(diǎn)在于油膜擠壓效應(yīng)，合理的設(shè)置環(huán)形油膜形狀，將使得油膜剛度提高，保證錐閥的靈敏度的前提下，不至油膜破裂，導(dǎo)致密封面發(fā)生撞擊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶擠壓油膜緩沖的錐閥，包括閥體(I)、閥芯(3 )、彈簧(2 )、主油口 A (5 )，主油口 B(6)，所述的閥芯(3)密封安裝在閥體內(nèi)，頂部帶有錐面，所述的彈簧安裝在杯狀的閥芯內(nèi)部，其特征在于，所述的閥芯(3)的底部設(shè)有一圈環(huán)形閥芯臺階面(8)，所述閥體對應(yīng)具有一圈閥體臺階面(7)，所述的閥芯臺階面(8)和閥體臺階面(7)之間在錐閥關(guān)閉時(shí)形成環(huán)形擠壓油膜(4)。2.如權(quán)利要求1所述的帶擠壓油膜緩沖的錐閥，其特征在于:所述閥體臺階面(7)上設(shè)有1-3圈環(huán)形槽(10)，所述閥芯臺階面(8)上設(shè)有相應(yīng)的環(huán)狀凸齒(9)。3.如權(quán)利要求1所述的帶擠壓油膜緩沖的錐閥，其特征在于所述閥體臺階面(7)上設(shè)有1-3圈環(huán)狀凸齒(9)，所述閥芯臺階面(8)上設(shè)有相應(yīng)的環(huán)形槽(10)，所述環(huán)狀凸齒(9)和環(huán)型槽徑向截面為90°鋸齒形，齒高和槽深為1-3_。4.如權(quán)利要求2或3所述的帶擠壓油膜緩沖的錐閥，其特征在于:當(dāng)錐閥關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，閥體臺階面(7)與閥芯臺階面(8)嚙合時(shí)，環(huán)形擠壓油膜(4)的最小厚度為0.1_。
【專利摘要】本發(fā)明屬于流體傳動(dòng)及控制領(lǐng)域中的液控單向閥，尤其涉及一種大流量高速錐閥。一種帶擠壓油膜緩沖的錐閥，包括閥體、閥芯、彈簧、主油口A，主油口B，所述的閥芯密封安裝在閥體內(nèi)，頂部帶有錐面，所述的彈簧安裝在杯狀的閥芯內(nèi)部，所述的閥芯的底部設(shè)有一圈環(huán)形閥芯臺階面，所述閥體對應(yīng)具有一圈閥體臺階面，所述的閥芯臺階面和閥體臺階面之間在錐閥關(guān)閉時(shí)形成環(huán)形擠壓油膜。從而提高了閥的使用壽命。
【IPC分類】F15B13/02
【公開號】CN105526206
【申請?zhí)枴緾N201610055355
【發(fā)明人】江海兵, 張玉良, 譚勇
【申請人】衢州學(xué)院
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月28日