一种启闭缓冲液压超高压液控单向阀的制作方法

本实用新型涉及单向阀技术领域，具体来说是一种启闭缓冲液压超高压液控单向阀。

背景技术：

在常规压力(50MPa下)的液压领域，我们通常认为液压油是不可压缩的，但随着压力的增加，特别是压力达到200MPa时，液压油会有超过10％以上的压缩量，当液压系统的超高压力直接泄压时，由于压差太大，这部分被压缩的油液会以极高的流速泄出，不仅会对阀件产生冲蚀，也让油液产生气化现象，而油液中大量气泡的增加，总会有少数气泡进入加压循环，形成一个个微型“炸弹”并在液压系统中被压爆，对超高压系统产生破坏。这种现象，在泄压的开始阶段尤为突出，是液压超高压应用领域极为头痛的一个问题，为了避免此问题，往往需要在泄油回路上施加超高压背压，不仅增加成本，也让泄油时间延长。

在液压超高压领域，目前市场上能买到的超高压电磁换向阀，最大额定工作压力只能达到70MPa，当更高压力时，没有相应的电磁换向阀产品，70MPa液压超高压系统实现自动化非常困难，特别是上了100MPa以上的液压超高压系统，目前均无法用常规液压回路手段实现自动控制。

因此，特别需要一种启闭缓冲液压超高压液控单向阀，以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了提供一种启闭缓冲液压超高压液控单向阀，来解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种启闭缓冲液压超高压液控单向阀，包括第一阀体，所述第一阀体上设置低压进油口、低压出油口、高压进油口、高压出油口、控油进油口、控油出油口、插入式液压超高压单向阀、内腔和顶杆，所述低压进油口通过第一通道连通第一出油口，所述高压进油口通过第二通道连通高压出油口，所述控油进油口通过第三通道连通控油出油口；所述内腔内设置插入式液压超高压单向阀，所述插入式液压超高压单向阀包括第二阀体，所述第二阀体内设置有进油口和出油口，所述进油口和出油口垂直设置，所述进油口设置有单向阀口，所述出油口设置有单向阀芯，所述单向阀芯包含弹簧、弹簧座和钢球，所述弹簧的一端固定设置在弹簧座上，所述弹簧的另一端设置钢球，所述弹簧的弹力使钢球压紧在单向阀口上；所述第一通道连通内腔，所述第二通道连通出油口，所述顶杆的一端滑动设置在第三通道上，所述顶杆的另一端滑动设置在进油口内，所述顶杆的滑动使顶杆另一端在进油口内具有一个封闭进油口的封闭位置和实现进油口与内腔连通的打开位置。

在本实用新型中，所述顶杆的另一端的端部设置有与钢球相适配的弧面部分。

在本实用新型中，所述顶杆弧面部分的硬度小于钢球的硬度。

在本实用新型中，在所述阀体上，单向阀口处设置斜面，所述弹簧的弹力使钢球压紧在单向阀口的斜面上。

在本实用新型中，所述阀体硬度在HRC27～30之间，所述钢球表面硬度在HRC53～58之间。

在本实用新型中，所述阀体由42CrNiMoA材料制成，所述阀体δb不小于980MPa，δs不小于835MPa。

在本实用新型中，还包括与进油孔连接的超高压接头，所述超高压接头的硬度在HRC23～25之间。

在本实用新型中，所述弹簧座卡设在阀体内。

有益效果

1、具备启闭缓冲启闭缓冲液压超高压液控单向阀的反向开启功能，可极大减轻超高压油液对阀的冲蚀现象和气化现象。

2、启闭缓冲启闭缓冲液压超高压液控单向阀的反向开启功能，控制腔需要的是低压，而在低压条件下，本实用新型完全能使用成熟的自动化控制技术，从而将目前多数70～200MPa液压超高压应用领域的功能提升和控制完善。

3、本实用新型用在150MPa超高压裂石机上，使用了启闭缓冲启闭缓冲液压超高压液控单向阀，让裂石机裂石退回时直接泄压，不但大幅度提高了效率(由原来的10分钟降为90秒)，也解决了令人担忧的冲蚀和气化现象，更主要的是，让原来管道阻尼引起的发热现象得到了彻底解决(改机需要20米长的软管，而如此高压力的软管只有国外进口，并且没有大通径胶管，通径只有4.7毫米，但软管需要频繁搬动，数量不能太多)。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3本实用新型采用的插入式液压超高压单向阀的结构示意图；

图4本实用新型实现多个功能时的结构示意图。

图中：1、低压进油口；2、低压出油口；3、高压进油口；4、高压出油口；5、控油进油口；6、控油出油口；7、第二阀体；8、进油口；9、出油口；10、弹簧；11、弹簧座；12、钢球；13、第一阀体；14、插入式液压超高压单向阀；15、顶杆；16、内腔；17、斜面；18、弧面部分。

具体实施方式

在全部附图的视图中，对应的参考符号表示对应的部件。

本实用新型：

⑴低压进油口1与低压出油口2通过第一通道相通，属于低压通道；高压进油口3和高压出油口4通过第二通道相通，属于超高压通道；控油进油口5与控油出油口6通过第三通道相通，为控制管道。

⑵第一通道和第二通道间装有插入式液压超高压单向阀，插入式液压超高压单向阀的密封钢球12在复位弹簧10和顶杆分别操作下，实现关闭和开启。

⑶顶杆作为插入式液压超高压单向阀密封钢球12的操纵机构，受第三通道和第一通道的背压油分别操作，能在阀腔内做往复运动。而顶杆端部的球面，一是对钢球12有对中作用，二是能加大钢球12的受力面积，再加上球面比钢球12的硬度小，可以更大限度保障不伤及钢球12的密封表面，顶杆上的密封件，可防止第一通道与第三通道间油液串通。

⑷而两处超高压密封面，能防止超高压液压油外泄和第一通道和第二通道间的内漏。

⑸顶杆靠近钢球12之处，有一个锥面，锥面最大端与孔间(直径8毫米)有一个为0.2毫米的环形间隙，最小端直径为6毫米，当顶杆向钢球12方向移动5.5毫米后，会被阀体内孔的凸肩挡住，此时开口最大，能保证6通径的通流面积。顶杆最靠第三通道端有一活塞结构，直径为40毫米。活塞上的密封件按35MPa压力选取。

⑹由于启闭缓冲的启闭缓冲液压超高压液控单向阀要承受200MPa的压力，材料我们采用了42CrNiMoA+锻件，并进行了调制处理，δb不小于980MPa，δs不小于50MPa，油口连接全部设计成硬密封结构(此为我们在液压超高压系统上运用成熟的结构，相配合的两个密封面硬度差也是我们通过实践运用而得来的成功经验)

⑺启闭缓冲的启闭缓冲液压超高压液控单向阀，我们在通用性上也做了诸多考虑，不加工低压出油口2、高压出油口4、控油出油口6，可以作为管式连接阀，将低压进油口1、高压进油口3、控油进油口5封堵，再将低压出油口2、高压出油口4、控油出油口6加工出来，则可作为版式连接阀。插入式设计，还可直接将阀装入阀块中，为集成化设计提供便利。将缓冲结构阀芯换成不带缓冲结构的阀芯，就能使用其正向开启功能，为低压大流量，超高压小流量的自动化控制需求提供条件。

工作原理：

⑴启闭缓冲启闭缓冲液压超高压液控单向阀关闭：

当控油进油口5和控油出油口6无压力油时，顶杆在第一通道背压作用下(大于0.5MPa即可，这是我们液压超高压系统泄压回路设计和使用中的经验积累，所以我们取消了顶杆复位弹簧10)处于图示位置，此时可以在第二通道施加上200MPa的液压压力，钢球12在弹簧10力作用下，向着顶杆方向移动，然后靠近插入式液压超高压单向阀密封座表面，并在不超过200MPa的液压超高压力作用下，与密封座表面紧密贴合，从而起到密封效果，将超高压油液阻隔在第二通道端。此时，液压超高压单向阀处于超高压“关闭”状态。

⑵启闭缓冲启闭缓冲液压超高压液控单向阀正向开启：

当控油进油口5和控油出油口6无压力油时，第一通道可以接通35MPa的压力油，顶杆不管处于任何位置，都会退向第三通道端，这样第一通道的压力油可以克服弹簧10的阻力，流向第二通道，由于是带启闭缓冲功能，主要用于液压超高压泄压，正向通流道面积小，此阀不适合用于正向开启。但更换成非缓冲顶杆后，正向通流面积回复正常，可以使用此功能。

⑶启闭缓冲启闭缓冲液压超高压液控单向阀的反向开启

在第二通道处于超高压状态下，第一通道低压，当控油进油口5或控油出油口6接通控制压力油时，顶杆强行将钢球12顶开，在顶开的瞬间，超高压液压油会产生极大的冲击现象，此时缓冲阀芯锥面0.2毫米的环形间隙会产生很大的节流效应，从而限制开启瞬间的液压冲击强度，随着顶杆在控制油的作用下向着第二通道端移动，阀芯通流面积逐渐加大，节流效应逐渐减弱直至达到六通径的通流面积。

反向开启结构设计中，顶杆的活塞直径为40毫米，钢球12密封的覆盖直径为8毫米，面积比为25：1，也就是说，200MPa压力下，第三通道的最小开启压力为8MPa。150MPa压力下，第三通道的最小压力开启为6MPa，以此类推。

本实用新型具体结构为：

一种启闭缓冲液压超高压液控单向阀，包括第一阀体13，第一阀体13上设置低压进油口1、低压出油口2、高压进油口3、高压出油口4、控油进油口5、控油出油口6、插入式液压超高压单向阀14、内腔16和顶杆15，低压进油口1通过第一通道连通第一出油口9，高压进油口3通过第二通道连通高压出油口4，控油进油口5通过第三通道连通控油出油口6；内腔内设置插入式液压超高压单向阀14，插入式液压超高压单向阀包括第二阀体7，第二阀体7内设置有进油口8和出油口9，进油口8和出油口9垂直设置，进油口8设置有单向阀口，出油口9设置有单向阀芯，单向阀芯包含弹簧10、弹簧座11和钢球12，弹簧10的一端固定设置在弹簧座11上，弹簧10的另一端设置钢球12，弹簧10的弹力使钢球12压紧在单向阀口上；第一通道连通内腔，第二通道连通出油口9，顶杆的一端滑动设置在第三通道上，顶杆的另一端滑动设置在进油口8内，顶杆的滑动使顶杆另一端在进油口8内具有一个封闭进油口8的封闭位置和实现进油口8与内腔连通的打开位置。

优选的实施方式中，顶杆的另一端的端部设置有与钢球12相适配的弧面部分18，并可在阀体1上，单向阀口处设置斜面17，弹簧3的弹力使钢球4压紧在单向阀口的斜面17上，达到较好的使用效果。

在本实用新型扩展的实施方案中，可在第一阀体13的外侧喷涂超疏水疏油复合涂层19，使阀体具备自清洁的功能，在长时间的使用中，能够保障阀体1的卫生等级；进一步的，可在阀体1的外侧通过黏胶粘接的方式设置紫外线杀菌灯20，在长时间使用后，可在特定时间打开紫外线杀菌灯10，大的方便的对本实用新型插入式液压超高压单向阀周围空间进行杀菌的效果，在卫生等级要求较高的场所，达到较好的使用效果。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。