专利名称：超高压安全溢流阀的制作方法
技术领域：
本实用新型属于液压技术领域，尤其涉及一种安全溢流阀。
背景技术：
我国人造金刚石的合成设备为六面顶液压机，该压机采用油压达IOOMPa的超高压液压系统，由增压器提供超高压油源。近年来随着我所制造的额定压力> IlOMPa的超高压油泵在不断的改进及发展，其质量及性价比不断的提高，超高压油泵正在越来越多的替代增压器配套到六面顶压机上。为确保六面顶压机及超高压油泵的安全运行，除了安装压力传感器外，配置超高压安全阀也十分必要。市场急需性能可靠，额定压力> IlOMPa的超高压安全溢流阀。目前应用在工业液压系统上额定压力> SOMPa的安全溢流阀产品很少，
能长期稳定工作在额定压力120MPa的超高压安全阀，更是难以见到。目前溢流阀按结构形式分为直动型和先导型，超高压系统一般压力高、流量小。超高压安全溢流阀易采用直动型结构。直动型溢流阀又分为圆锥式阀、球式阀和滑阀三种形式。滑阀的阀芯与阀孔之间有间隙，随着工作油压力的升高，其油的泄漏量会很快加大，因此只有圆锥式阀和球式阀适用于超高压溢流阀结构。超高压安全溢流阀由于压力高，对阀弹簧的压力及刚性要求很高，普通的弹簧很难在较小外形尺寸下满足高负荷要求。压力超调范围是安全阀的重要指标，特别是在六面顶压机上，压力超过10%，将对六个活塞端部的硬质合金顶锤产生极大损害。压力超调来源于溢流阀卸荷过程中产生的“过压力”，“过压力”是由于超高压油从开始溢流到全流量溢出，即流量从零增大到额定流量时，高压油推动阀芯抬起一定高度，压迫弹簧位移产生的附加力所致。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中的不足，提供一种能长期稳定工作在额定压力120MPa的超高压安全溢流阀。为了解决上述技术问题采用以下技术方案一种超高压安全溢流阀，包括高压阀体和阀体盖，高压阀体左侧设有轴向的超高压油接口，右侧相对于超高压油接口的位置设有阀座，阀座中设有阀芯，阀座的圆周上装有组合密封件；阀体盖通过至少两个高强螺栓连接于高压阀体右侧，在阀体盖和高压阀体之间设有O型密封圈；阀体盖内轴向从左到右依次紧密设置顶柱、弹性元件和调节螺钉，顶柱左侧与阀芯紧密接触，顶柱的轴向上设有阻尼小孔。阀芯为精密偶合件，阀芯由起导向作用的圆柱体和起密封作用的圆锥体组合而成，圆柱体上开设有至少两条用于溢流油通过的油槽；圆锥体与阀座的孔边配合，圆锥体加工有对高压油实现密封的密封线。所述的组合密封件设在阀座与高压阀体之间的空隙内，从右到左依次为倒角截面的金属圈、矩形截面的塑料挡圈和O形密封圈。所述的顶柱为台阶圆柱体，台阶圆柱体两端面为球形面，台阶圆柱体小直径段与阀体盖之间动配合。所述的弹性元件为圆柱体形状，在圆柱体侧面垂直于轴线交错加工若干条沟槽，调节螺栓的顶压在圆柱体的右端。本实用新型最高额定溢流压力> 120MPa ;额定流量可达10升/分；响应速度快，动作灵敏可靠，压力超调范围 < 额定压力的+ 10%;在超高压工作压力设定坎值以下，做到压力油零泄漏；体积小，成本低。能够实现在控制系统失效、工作压力超载时的快速卸荷，保证金刚石合成压机及超高压系统的安全，避免超高压油泵超载损坏。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的工作过程分析图。图3为本实用新型另一种结构的工作过程分析图。
具体实施方式
如图I所示，一种超高压安全溢流阀，包括高压阀体I和阀体盖7。高压阀体I左侧设有轴向的超高压油接口 PL，右侧相对于超高压油接口的位置设有阀座2，阀座2中设有阀芯3。阀芯3为精密偶合件，阀芯3由圆柱体和圆锥体组合而成；圆柱体起到阀芯运动的导向作用，其上开有数条油槽，提供溢流油的通道；圆锥体与阀座的孔边配合，精密加工出密封线实现对高压油的密封，其加工精度高、寿命长及泄漏量小。组合密封件4设在阀座2与高压阀体I之间的空隙内，从右到左依次为倒角截面的金属圈、矩形截面的塑料挡圈和O形密封圈。阀体盖7通过至少两个高强螺栓10连接在高压阀体右侧，在阀体盖7和高压阀体I之间设有O型密封圈11。阀体盖7内轴向方向上从左到右依次紧密设置顶柱5、弹性元件6和调节螺钉8。顶柱5为台阶圆柱体，台阶圆柱体小直径段与阀体盖之间动配合，保证压力轴向传递到阀芯上；台阶圆柱体两端面为球形面，球形面确保调压作用力施加在阀芯3的中心上；顶柱5左侧与阀芯3紧密接触，顶柱5的轴向上设有阻尼小孔9，溢流时高压油经阻尼小孔9流出，过T孔回油箱。弹性元件6为圆柱体形状，材质为合金钢，在圆柱体侧面垂直于轴线交错加工4条沟槽，溢流压力由弹性元件形成，弹性元件尺寸小、刚性高；调节螺栓8顶压在圆柱体的右端，在调节螺栓8的顶压下，沟槽变形产生弹性力，该力通过顶柱5传递到阀芯3上将阀座油口关闭。工作时，将溢流出的压力油通过阻尼小孔流入弹性元件腔内，在弹性元件截面形成一个正比例与流量的压力，该压力反馈作用到弹性元件上，便可抵消弹性元件位移变形产生的作用在阀芯上的附加力，从而减小或消除压力超调量。如图2、图3所示，接入液压系统的安全溢流阀PL 口连接高压油，高压油作用于阀芯3，其作用力为F1，其大小为F1=PXd2Z^X ^。弹性元件6上开有4个横槽，原始宽度为X，在调压螺钉8的顶压下，槽宽的变形量为Xtl，设弹性元件6的弹性系数为k，弹性变形产生的力为F2，则F2 = XOXk当系统压力P升高，使得F1=F2时，压力油开始顶开阀芯3打开阀口溢流，随着溢流量的增加阀口开口变大，使得弹性柱6的槽变形量Xtl加大，弹性力F2加大。由于F1=F2,使P值加大，产生压力超调。当流量增大时，液压油通过顶柱5上小孔9的阻尼也快速增加，在顶柱5左端产生一个压力P1,对顶柱5有一个向右方向的推力F3= (P1-P2) Xd12AX Ji。顶柱5轴向力的平衡方程式为=FJFJF2=O;由此推出P1的作用使P值变小，因此减少了压力超调。图3中Pk为开始溢流时的压力，Ps是到额定溢流流量时的压力，Qn为额
定溢流流量。溢流时为了防止阀芯3过高的抬起产生液压冲击，设计顶柱5的移动限位距离为 θο
权利要求1.一种超高压安全溢流阀，包括高压阀体和阀体盖，其特征是高压阀体左侧设有轴向的超高压油接口，右侧相对于超高压油接口的位置设有阀座，阀座中设有阀芯，阀座的圆周上装有组合密封件；阀体盖通过至少两个高强螺栓连接于高压阀体右侧，在阀体盖和高压阀体之间设有O型密封圈；阀体盖内轴向从左到右依次紧密设置顶柱、弹性元件和调节螺钉，顶柱左侧与阀芯紧密接触，顶柱的轴向上设有阻尼小孔。
2.根据权利要求I所述的超高压安全溢流阀，其特征是阀芯为精密偶合件，阀芯由起导向作用的圆柱体和起密封作用的圆锥体组合而成，圆柱体上开设有至少两条用于溢流油通过的油槽；圆锥体与阀座的孔边配合,圆锥体加工有对高压油实现密封的密封线。
3.根据权利要求I所述的超高压安全溢流阀，其特征是所述的组合密封件设在阀座与高压阀体之间的空隙内，从右到左依次为倒角截面的金属圈、矩形截面的塑料挡圈和O形密封圈。
4.根据权利要求I所述的超高压安全溢流阀，其特征是所述的顶柱为台阶圆柱体，台阶圆柱体两端面为球形面，台阶圆柱体小直径段与阀体盖之间动配合。
5.根据权利要求I所述的超高压安全溢流阀，其特征是所述的弹性元件为圆柱体形状，在圆柱体侧面垂直于轴线交错加工若干条沟槽，调节螺栓的顶压在圆柱体的右端。
专利摘要一种超高压安全溢流阀，包括高压阀体和阀体盖，高压阀体左侧设有轴向的超高压油接口，右侧相对于超高压油接口的位置设有阀座，阀座中设有阀芯，阀座的圆周上装有组合密封件；阀体盖通过至少两个高强螺栓连接与高压阀体右侧，在阀体盖和高压阀体之间设有O型密封圈；阀体盖内轴向从左到右依次紧密设置顶柱、弹性元件和调节螺钉，顶柱左侧与阀芯紧密接触，顶柱的轴向上设有阻尼小孔。本实用新型能够实现在控制系统失效、工作压力超载时的快速卸荷，保证金刚石合成压机及超高压系统的安全，避免超高压油泵超载损坏。
文档编号F15B13/02GK202531512SQ20122013610
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者潘薇, 陈亦工, 韩辉 申请人:郑州三磨超硬材料有限公司, 郑州磨料磨具磨削研究所