专利名称：直动式水压溢流阀的制作方法
技术领域：
本实用新型为阀类，特别涉及系统压力控制阀。
背景技术：
从油压阀的理论和实践可知直动式溢流阀结构简单，但存在工作稳定性问题。水压系统中由于水的密度大和粘度小，水压溢流阀的工作稳定性问题可能比油压更为严重。对用在海洋污染环境下和水下作业工具的水压动力系统中，阀的出水口难免有回流的“脏水”倒灌进入弹簧腔，水中的泥沙不可避免地影响阀芯的工作，带来了潜在的水压溢流阀可靠性问题。
油压直动式溢流阀常用增设附加的阻尼腔来改善直动式溢流阀的工作稳定性。直动式水压溢流阀如果采用油压直动式溢流阀的阻尼腔结构，则带来了阀芯与阀套导向部位之间的磨擦卡阻(主要是因为水的粘度小)。目前市面上芬兰Danfoss公司的直动式水压溢流阀采用了如图1所示的结构形式。阀芯A在弹簧B作用下顶住阀座C、调节机构D调节弹簧压缩量，该阀是通过在阀的回水腔阀芯A和阀套E之间设置阻尼腔F来改善阀的动态性能和工作稳定性。阀芯(金属)与阀套(塑料)之间并不能完全避免卡阻，也不能适应在海洋污染环境下工作。
发明内容
本实用新型提出一种直动式水压溢流阀，用于改善阀芯的工作稳定性，避免阀芯的卡阻，同时提高阀的耐海水污染能力。
本实用新型的一种直动式水压溢流阀，阀芯活塞位于阀体轴线的油腔且由弹簧顶紧，调节杆位于阀体上端并压紧弹簧，其特征在于(1)阀体内与油腔平行嵌有空腔体，其内置密封柱塞将空腔体隔为气腔和副油腔，后者与油腔通过孔道连通；(2)阀体下端部开有进水口和出水口，两者在阀体内通过回水腔互相连通；(3)阀芯活塞轴向中心开有凹孔，凹孔与阀芯活塞侧面径向小孔相通，凹孔内置带有阻尼小孔的螺塞。
所述的直动式水压溢流阀，气腔上端部可以设置有充气阀，调节杆或者油腔上端阀体可以开有连通油腔的排气孔道。
所述的直动式水溢流阀，其进一步特征在于阀芯活塞端部锥角角度大于进水口处阀座的锥角角度，回水腔横截面形状为锥台形。
所述的直动式水溢流阀，阀芯活塞小端可以装有密封圈。
本实用新型的优点是1)通过增设油气弹簧，提高了阀芯的工作稳定性，避免了阀芯的卡阻，从而提高了阀的工作可靠性。“油气弹簧”不仅可以为阀芯活塞的“弹簧-质量”系统提供阻尼力，而且液压油又可以改善阀芯活塞的润滑条件，同时，阀芯活塞的运动有导向。这为该水压阀的工作稳定性和工作可靠性创造了条件。
2)油气弹簧的密闭腔体提高了阀的耐海水污染的能力。该阀的阀芯活塞和弹簧被隔离在一个密闭的腔体内，能有效地改善阀芯活塞的工作条件，避免海水的侵蚀和海洋污染物导致的失效。
3)特殊设计的阀口截面几何形状和阀腔结构，有利于减轻空化和气蚀带来的危害。在防止气蚀方面，充当阀座的下阀体用1Cr18Ni9Ti制作，阀芯用青铜材料，这两种材料都有一定的耐气蚀的能力。为了减轻空化，还在结构上作细微处理，主阀口的阀芯活塞锥角适当地比阀座的锥角要大。另外，设计了阀口下游腔室的导流形面使水流流畅，对减轻水流流动噪声有好处。
图1为现有的直动式水压溢流阀结构示意图，图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
图2为一种本实用新型的水压溢流阀示意图。该阀的工作压力为14MPa(最大工作压力为21Mpa)，额定工作流量为40l/min(最大工作流量为60l/min)。附加有油气弹簧是本阀的特点。静态工作时，阀芯活塞2在进水口14的压力作用下，克服弹簧10和油腔压力的作用力而开启，直至特定开度下稳定工作，维持系统工作压力。油腔9、副油腔12以及气腔8构成油气弹簧装置，气腔8的功能除了提供静态下调节推杆6的体积压缩量外，还可以使得油气弹簧的静态工作压力不致于太高，而有利于推杆6的调节。动态工作条件下，阀芯活塞2的上部活塞作用与上阀体4的导向孔之间的间隙处可以形成一定量的粘性阻尼力，除此之外，油腔9的液压油在阀芯活塞向上的作用下，排挤阀芯活塞上部油腔的液压油，使之通过阀芯活塞上附加的阻尼小孔3，形成活塞上部油腔和副油腔之间的压力差，最终形成一个向下的阻尼力；同样，阀芯活塞向下运动时，产生一个向上的阻尼力。由于该阀的气腔工作压力不是太高(小于1Mpa)，所以液压油的压缩量较气体的压缩量远远要小，油气弹簧附加的弹簧力对该阀的静态性能和动态性能的影响不大。为了防止工作过程中，气体溶入液压油而使液压油“乳化”，油气弹簧的油腔和气腔之间用铝合金密封柱塞11隔离，忽略密封柱塞11的动态响应对油腔压力和气腔压力的动态响应特性的影响。阀芯活塞小端用摩擦阻力小且密封效果好的组合密封圈13(聚四氟乙烯加橡胶圈)来密封油腔与回水腔15，使油腔可靠地与回水腔隔离。通过充气阀7向气腔8充气。预先将上阀体4和下阀体1，以及阀芯活塞2安装成一体，并在油腔9和副油腔12加入适量的液压油，注意排除阀腔的残留空气。然后把气腔8安装在上阀体上，再安装弹簧10和推杆6及盖板，最后拧紧排气塞5。压缩空气通过充气阀7来调整油气弹簧的初始工作压力。
权利要求1.一种直动式水压溢流阀，阀芯活塞位于阀体轴线的油腔且由弹簧顶紧，调节杆位于阀体上端并压紧弹簧，其特征在于(1)阀体内与油腔平行嵌有空腔体，其内置密封柱塞将空腔体隔为气腔和副油腔，后者与油腔通过孔道连通；(2)阀体下端部开有进水口和出水口，两者在阀体内通过回水腔互相连通；(3)阀芯活塞轴向中心开有凹孔，凹孔与阀芯活塞侧面径向小孔相通，凹孔内置带阻尼小孔的螺塞。
2.如权利要求1所述的直动式水压溢流阀，其特征在于气腔上端部设置有充气阀，调节杆或者油腔上端阀体开有连通油腔的排气孔道。
3.如权利要求1或2所述的直动式水压溢流阀，其特征在于阀芯活塞端部锥角角度大于进水口处阀座的锥角角度，回水腔横截面形状为锥台形。
4.如权利要求1或2所述的直动式水溢流阀，其特征在于阀芯活塞小端装有密封圈。
5.如权利要求3所述的直动式水溢流阀，其特征在于阀芯活塞小端装有密封圈。
专利摘要直动式水压溢流阀，属于阀类，用作水介质液压传动系统的系统压力控制阀，该阀阀芯活塞位于阀体轴线的油腔且由弹簧顶紧，调节杆位于阀体上端并压紧弹簧，阀体内与油腔平行嵌有空腔体，其内置密封柱塞将空腔体隔为气腔和副油腔，后者与油腔通过孔道连通；阀体下端开有进水口和出水口，两者在阀体内通过回水腔互相连通；阀芯活塞轴向中心开有凹孔与阀芯活塞侧面径向小孔相通，凹孔内置带有阻尼小孔的螺塞。本实用新型通过增设油气弹簧提高阀工作可靠性和阀芯的工作稳定性；避免阀芯的卡阻；油气弹簧的密封腔体提高阀的耐污染能力，适应在海洋污染等环境下工作。
文档编号F16K17/00GK2639637SQ03235748
公开日2004年9月8日 申请日期2003年3月8日 优先权日2003年3月8日
发明者朱碧海, 李壮云, 朱玉泉, 贺小峰, 张铁华, 刘银水, 聂松林, 余祖耀 申请人:华中科技大学