专利名称：海水液压流量控制阀的制作方法
技术领域：
本实用新型属于阀类，应用在以海(淡)水作介质的液压传动系统中，用于调节进入系统执行元件的流量，从而控制执行元件的运动速度。
背景技术：
对于以海水作为工作介质的液压系统，由于海水的腐蚀性强、密度大、粘度小、汽化压力高，海水液压流量控制阀存在泄漏量大、气蚀和拉丝侵蚀严重、稳定性差等问题。如果用在海洋污染环境和水下作业工具的水压力系统中，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。
将油液压流量控制阀直接以水为介质时存在泄漏量大、气蚀严重、稳定性差等问题，而使得阀很快失效或者根本不能使用。如图1所示为丹麦Danfoss公司生产的水压流量控制阀的结构形式(Erik Trostmann，Technical University of Denmark，Water Hydraulics Control Technology，Copyright1996 by Danfoss A/S.)。该阀带有压力补偿，同不带压力补偿流量控制阀相比，通过这种形式的流量控制阀的流量随阀两端的压差变化小，流量更为稳定。该阀只能以淡水作为工作介质，阀芯和阀套之间的密封主要靠缩小其间隙来保证。该阀对水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。对于以水作介质时流量控制阀中存在的气蚀严重，稳定性差等问题也没有有效的解决措施。
发明内容
本实用新型提出的海水液压流量控制阀，不仅在其有效工作压力范围之内，通过阀的流量随其两端的压差变化而基本保持不变，而且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。
本实用新型的一种海水液压流量控制阀，阀体内腔轴线上装有上阀芯和下阀芯，上、下阀芯之间有弹簧支撑，上阀芯开有连通孔，阀体上开有进水口和出水口，进水口连通内腔并通过导水孔连通下阀芯底部空间，其特征在于(1)上阀芯和阀体之间嵌有上阀套、两者形成磨擦副，下阀芯和阀体之间嵌有下阀套、两者形成磨擦副；(2)上、下阀套相对的端口分别装有上阀座和下阀座，它们分别与上、下阀芯配对形成上节流口和下节流口；(3)上、下阀芯上分别装有组合密封圈；(4)所述进水口和出水口位于阀体同一侧。
所述的海水液压流量控制阀，其进一步的特征在于所述上节流口处上阀芯端面为圆锥面、上阀座端部为台阶状圆孔，二者配合形成二级节流。
所述的海水液压流量控制阀，所述下节流口处下阀芯端头可以开有十字交叉的方形槽。
所述的海水液压流量控制阀，导水孔通往下阀芯的一端可以安装有阻尼孔。
本实用新型的优点是1、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。该阀上下阀芯均通过热处理提高硬度，从而提高其抗气蚀能力。上下阀套采用工程塑料，其摩擦系数小，对异物如微小固体颗粒的容纳性较好，从而减小了阀芯被卡阻的机会，提高了阀的抗污染能力。
2、在上下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。并且由于此间隙可以增大，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。
3、上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。
4、下阀芯和下阀座配对形成的下节流口采用方形槽节流口，这种节流口较锥形节流口具有更强的抗污染能力，同时过流面积增益是线性的。
5、导水孔处设置阻尼孔，减小了进水口压力变化对下阀芯的压力冲击作用，改善了阀的稳定性。
图1为芬兰Danfoss公司生产的带压力补偿水压流量控制阀结构示意图；图2为本实用新型的结构示意图；图3为上节流口侧面形状局部放大示意图；图4为下节流口局部放大示意图；
图5为下节流口端面局部放大示意图。
具体实施方式
图2所示本实用新型的海水流量控制阀，其额定工作压力为14MPa，最大稳定流量为40L/min，最小稳定流量为3L/min，上阀芯2和下阀芯9处于阀体的轴线上，上、下阀芯之间有弹簧4支撑，上阀芯2开有连通孔18，其两端均作用有压力水，上阀芯2和阀体之间嵌有上阀套3，下阀芯9和阀体之间嵌有下阀套8，上、下阀套相对端口分别装有上阀座5和下阀座6，上、下阀芯分别与上下阀套形成磨擦副、上、下阀芯和上、下阀座分别配套形成上节流口17和下节流口14，上、下阀芯上分别装有组合密封圈1和10。调节手柄19，上阀芯2在弹簧4的作用下开启一定的开度，水流从进水口Q1经过上环形槽15进入海水流量控制阀，此时下阀芯9在弹簧4的作用下处于全开的位置。进入阀的水流经过上节流口17和下节流口14，经过下环形槽13从出水口Q2流出。同时，进口水流通过导水孔7进入下阀芯9的底部容腔12，导水孔7通往下阀芯9的一端安装有阻尼孔11。当进水口有压力P1时，下阀芯底部受到此压力的作用。如果下阀芯9受到的此作用力大于弹簧4和中间腔16的水压力及液动力的合力，将推动下阀芯9向上运动到一个使这些力重新平衡的位置，下节流口14也暂时维持在此位置对应的开度。此时阀出水口的流量即为上阀芯2在这个开度时通过阀的流量。如果进水口压力P1增大而出水口压力P3不变，作用在下阀芯9底部容腔12的压力增大，将推动下阀芯9向上移动，下节流口14的开度减小，中间腔16的压力P2增大，从而保持上节流口17两端的压差(P1-P2)基本维持不变，使得通过阀的流量不变。当进水口压力P1减小而出水口压力P3不变，作用在下阀芯9底部的压力减小，在弹簧4及中间腔16的压力P2推动下阀芯9向下运动，使下节流口14的通流面积增大，导致P2减小，从而保持上节流口17两端的压差(P1-P2)仍旧基本不变。如果出水口压力P3增大，而进水口压力P1保持不变，下节流口14两端压差减小，通过下节流口的流量减小，导致P2上升，推动下阀芯9向下运动，使下节流口14的通流面积增大，从而使P2回落，保持上节流口17两端的压差(P1-P2)基本维持不变；如果出水口压力P3减小，而进口压力P1保持不变，下节流口14两端压差增大，通过下节流口的流量增大，导致P2下降，下阀芯9在进口压力P1的作用下向上运动，下节流口14的通流面积减小，使P2回升，从而保持上节流口17两端的压差(P1-P2)基本维持不变。从上述过程可以看出，海水流量控制阀在上阀芯2为某一开度时，进出口压力变化对上节流口17两端压差的影响很小，因而使通过阀的流量基本上维持在某一稳定值。
图3所示，在本实用新型的上节流口17处采用了二级节流的形式，即在上阀座5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。当上阀芯2与上阀座5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。
图4和图5所示，本实用新型的下节流口14由下阀芯9和下阀座6形成，下阀芯端头十字交叉的方形槽构成下节流口14。
权利要求1.一种海水液压流量控制阀，阀体内腔轴线上装有上阀芯和下阀芯，上、下阀芯之间有弹簧支撑，上阀芯开有连通孔，阀体上开有进水口和出水口，进水口连通内腔并通过导水孔连通下阀芯底部空间，其特征在于(1)上阀芯和阀体之间嵌有上阀套、两者形成磨擦副，下阀芯和阀体之间嵌有下阀套、两者形成磨擦副；(2)上、下阀套相对的端口分别装有上阀座和下阀座，它们分别与上、下阀芯配对形成上节流口和下节流口；(3)上、下阀芯上分别装有组合密封圈；(4)所述进水口和出水口位于阀体同一侧。
2.如权利要求1所述的海水液压流量控制阀，其特征在于所述上节流口处上阀芯端面为圆锥面、上阀座端部为台阶状圆孔，二者配合形成二级节流。
3.如权利要求1或2所述的海水液压流量控制阀，其特征在于所述下节流口处下阀芯端头开有十字交叉的方形槽。
4.如权利要求3所述的海水液压流量控制阀，其特征在于导水孔通往下阀芯的一端安装有阻尼孔。
专利摘要海水液压流量控制阀，属于阀类，用作水介质液压传动系统的流量控制。该阀阀芯和阀套配对形成摩擦副，阀芯和阀座配对形成节流口，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。上下阀芯通过热处理提高硬度，提高抗气蚀能力。阀套采用工程塑料，摩擦系数小，对异物具有容纳性，减小了阀芯被卡阻的机会，提高了阀的抗污染能力。上下阀芯上加装组合密封圈，防止了泄漏和拉丝侵蚀，同时降低了加工精度的要求和加工成本。进口压力水通过导水孔进入下阀芯底腔而作用在下阀芯的底部。导水孔中设置阻尼孔，减小了进水口压力变化对下阀芯的压力冲击作用，改善了阀的稳定性。该阀适用于在海洋污染环境等情形下工作。
文档编号F15B13/00GK2625629SQ0325422
公开日2004年7月14日 申请日期2003年5月30日 优先权日2003年5月30日
发明者刘银水, 李壮云, 朱玉泉, 朱碧海, 贺小峰, 聂松林, 余祖耀, 张铁华 申请人:华中科技大学