专利名称：卸荷阀及装有该卸荷阀的高压水除鳞装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压水除鳞技术领域，尤其涉及高压水除鳞装置以及应用于高压水除鳞装置上的卸荷阀。
技术背景 钢铁在高温状态下被氧化时，会在其表面形成一层致密的氧化铁皮(通常也称为鳞皮)。如果不在进行轧制前将这层鳞皮除去，则这层鳞皮在轧制过程中会被轧辊压入到带钢表面，进而影响带钢的表面质量；残留的鳞皮还会加速轧辊的磨损，降低轧辊的使用寿命；在带钢需要酸洗时，残留的氧化铁皮会增加酸洗的难度，增加酸耗。因此，在钢坯轧制前，必须除去其表面的鳞皮。目前，常利用高压水的机械冲击力来除去鳞皮，即高压水除鳞的方法除去鳞皮。在现有的高压水除鳞装置处于待用状态时，高压泵排出的高压水从如图I所示的卸荷阀溢流回到高压水箱中，以使高压泵处于空载运行状态，进而避免频繁启停高压水泵，以保证系统压カ稳定。该卸荷阀包括动カ部分01和换向部分02。其中，动カ部分包括液压缸，并可以通过调节缸内的流体含量以调节缸杆03的位置，进而控制卸荷阀的工作状态。换向部分02为柱状结构，并在该柱状结构的内部腔体中设有阀芯04。该阀芯04可分为上部、中部和下部三部分，其中上部和中部为实心的柱状体，下部为筒状结构，且筒ロ位于阀芯04的下部的底端，并在靠近筒底的筒壁上开有通孔。动カ部分01位于换向部分02上方，并通过活动螺栓固定在换向部分02上，且缸杆03的下端压在顶杆的顶端上，顶杆的下端又压在阀芯04的顶端上，阀芯04的下端压在弹簧05的顶端上，弹簧05的下端固定在换向部分02的内壁上。当高压水正常喷射时，高压水由进ロ A进入卸荷阀的阀体内部，动カ部分01的缸杆03通过顶杆将卸荷阀的换向部分02的阀芯04顶紧，使弹簧05处于收缩状态，进而使卸荷阀的进ロ A与卸荷阀的出ロ B之间处于封闭状态；当高压水停止喷射时，动カ部分01的缸杆03被提起，即撤去了缸杆03对阀芯04的压力，进而利用弹簧05的张カ克服由进ロ A进入到卸荷阀的阀体内部的高压水的压カ以及阀芯04本身的重力，将阀芯04顶起，使卸荷阀的进ロ A和出口 B导通，进而使高压水从阀体内部通过再从出口 B流出回到高压水箱内。这种卸荷阀属于直动式，完全靠弹簧05的张カ克服高压水的压カ以及阀芯的重力将阀芯04顶起，不能在高压水除鳞装置停止喷水时的第一时间做出反应，使卸荷阀的进ロ A和出口 B导通，反应时间较长，高压水的压カ不稳定；且对所需弹簧的弾性要求较高，制作成本高。
实用新型内容为了解决现有高压水除鳞装置反应时间长高压水的压カ不稳定以及对弹簧的要求高的问题，本实用新型提出ー种卸荷阀，该卸荷阀包括流体缸和换向部分；在所述流体缸的活塞上设有缸杆，且所述缸杆穿过所述流体缸的顶壁和底壁伸出到所述流体缸的外部；所述换向部分为柱状结构，在所述柱状结构上开有进口和出口，且所述进ロ的竖向高度高于所述出口的竖向高度，并在所述柱状结构的内部设有阀体腔，且所述阀体腔连通所述进口和所述出口，在所述阀体腔内设有阀芯、顶杆和弹簧；在所述卸荷阀关闭时，所述顶杆的下端压在所述阀芯的顶端上，所述阀芯的底端压在所述弹簧的顶端上；所述阀芯包括上部、中部和下部三个部分，所述中部与所述下部的连接部位与所述阀体腔的内壁密封贴合，所述下部为倒扣的筒状结构，并在靠近筒底的筒壁上开有通孔，在所述上部和所述中部设有引导孔以贯通下部的筒状结构的空腔；当处于未卸荷状态时，所述顶杆的下端密封住所述引导孔的上端；当处于卸荷状态时，所述顶杆的下端脱开所述引导孔的上端而使阀芯上下的阀体腔连通。使用这样的卸荷阀，在高压水除鳞装置由使用状态转换为待用状态时，高压水除
鳞装置中的高压泵排出的高压水由进ロ进入卸荷阀的阀体腔内，并溢到阀芯的顶部上。卸荷阀的动カ部分的流体缸内的活塞向上运动，将缸杆提起，撤去缸杆对顶杆的压力，使顶杆在高压水的浮力及弹簧的弾力作用下向上运动，与阀芯分离。这样，高压水由阀芯顶端处的管ロ进入到阀芯内，并流到出口处，充满整个阀体腔，使阀芯的上、下两端的压カ平衡。此时弹簧只需有很小的弾力克服阀芯的重力即可将阀芯顶起，使高压水由阀芯下部的筒壁上的通孔进入阀体腔内，缩短了卸荷阀的反应时间，进而提高了高压水除鳞装置的高压水的压カ的稳定性，提高了高压水除鳞装置的安全性能，同时降低了卸荷阀对弹簧的加工及材质的要求，降低了成本。优选地，在所述阀体腔内设有导向套，且所述导向套的上端面不高于所述进ロ的底部，所述导向套的外壁与所述阀体腔的内壁密封贴合。这样，提高了阀芯在阀体腔内运动时的稳定性，且避免阀芯与阀体碰撞，节约卸荷阀的维护及维修成本。优选地，所述阀芯的中部与下部的连接部位的外表面呈倒锥型，该倒锥型结构与所述导向套的上端面密封配合。这样，可以不使用密封圈即可保证阀芯与导向套之间的密封性，节省成本，同时还可以减轻阀芯重量，降低对弹簧的要求。优选地，所述顶杆与所述引导孔上端的结合面呈倒锥型。这样，可以不使用密封圈即可保证顶杆与阀芯顶端处的管ロ的密封性，可避免卸荷阀关闭时由进ロ进入的高压水从引导孔流到出ロ处，同时减轻了顶杆的重量，降低了对弹簧的要求。 优选地，所述流体缸为液压缸。本实用新型还提出一种高压水除鳞装置，该高压水除鳞装置安装有上述所述的任意一种卸荷阀。
图I是现有的卸荷阀的剖视结构示意图；图2是本实用新型卸荷阀的剖视结构示意图；图3是图2所示的卸荷阀处于工作状态时的剖视结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型卸荷阀包括动カ部分I和换向部分2，且动カ部分I位于换向部分2的上方，并通过活动螺栓与换向部分2连接在一起。[0017]如图2所示，动カ部分I包括液压缸3，并在缸体内部的活塞上设有缸杆4。该缸杆4穿过液压缸3的顶壁和底壁伸到液压缸3的外部，井随着活塞的上、下运动而被提起或落下。当然，也可以用气压缸来替换动力部分I中的液压缸。如图2所示，换向部分2的阀体为柱状结构，在该柱状结构的右侧的侧面上开有两个开ロ，其中靠近该柱状结构的上部的开ロ为进ロ A，靠近该柱状结构的下部的开ロ为出口B。在换向部分2的阀体内设有阀体腔，该阀体腔连通进ロ A和出口 B，并在该阀体腔内设有阀芯5、顶杆6和弹簧7，且顶杆6的下端压在阀芯5的顶端上，阀芯5的底端压在弹簧7的顶端上，弹簧7的底端位于出ロ B的上方。当然，进ロ A和出口 B也可以分别开在换向部分2的不同侧的侧面上。阀芯5可分为上部、中部和下部三个部分，其中上部位于进ロ A的上方，中部对着进ロ A，下部位于进ロ A和出口 B之间的阀体腔内，且中部与下部的连接部位与阀体内壁密封贴合，将阀体腔分为上、下两部 分，卸荷阀处于关闭状态。优选地，阀芯5的中部与下部的连接部位的外表面呈倒锥型。阀芯5的下部为倒扣的筒状结构，筒ロ位于阀芯5的底端，并在靠近筒底的筒壁上开有通孔。在阀芯5的上部和中部开有引导孔8，以使阀芯5上方的阀体腔与阀芯5下方的阀体腔导通，且引导孔8的上端ロ与顶杆6的下端面密封连接，以避免在卸荷阀处于关闭状态时位于进ロ A处的高压水经引导孔8流到出口 B处。优选地，引导孔8的上端ロ与顶杆6的下端面采用锥面配合密封。为避免阀芯5和弹簧7在阀体腔内倾斜或晃动，在阀体腔内设有导向套9，且该导向套9位于进ロ A的下方，其上端面与进ロ A的底部齐平，外壁与阀体内壁密封贴合，内壁与阀芯5的下部的外壁以及弹簧7的外缘贴合在一起。当然，导向套9的上端面也可以低于进ロ A的底部。如图2所示，动カ部分I位于换向部分2上，液压缸3的缸杆4的下端探入到换向部分2的阀体腔内且压在顶杆6的顶端上，优选地，缸杆4的轴心线与顶杆6的轴心线重合。在安装有该卸荷阀的高压水除鳞装置停止喷水进入待用状态时，如图3所示，由高压水除鳞装置中的高压泵排出的高压水从进ロ A进入阀体内部，并沿方向a向上，溢到阀芯5上方的阀体腔内。动カ部分I中的液压缸3中的活塞向上运动，将缸杆4提起，使缸杆4的下端与顶杆6的顶端分离，顶杆6在高压水的浮力及弹簧7的弾力的作用下与阀芯5分开，进而使引导孔8的上端ロ露出。高压水经引导孔8流到阀芯5下方的阀体腔内，使阀芯5的上、下两端所受到的压カ处于平衡状态。此时，弹簧7只需克服阀芯5所受到的重力即可将阀芯5顶起，使高压水经阀芯5下部的筒壁上的通孔流到阀芯5下方的阀体腔内，进而经出口 B流出，回到高压水箱内。这样，弹簧只需要有很小的弹カ即可将阀芯5顶起，使卸荷阀导通，降低了弹簧的加工要求及材质要求。另外，卸荷阀利用高压水的自我平衡调节，缩短了反应时间，进而使高压水除鳞装置能够更快的调节压力，提高了高压水除鳞装置的安全性能。
权利要求1.一种卸荷阀，其特征在于，该卸荷阀包括流体缸和换向部分；在所述流体缸的活塞上设有缸杆，且所述缸杆穿过所述流体缸的顶壁和底壁伸出到所述流体缸的外部；所述换向部分为柱状结构，在所述柱状结构上开有进口和出口，且所述进口的竖向高度高于所述出口的竖向高度，并在所述柱状结构的内部设有阀体腔，且所述阀体腔连通所述进口和所述出口，在所述阀体腔内设有阀芯、顶杆和弹簧；在所述卸荷阀关闭时，所述顶杆的下端压在所述阀芯的顶端上，所述阀芯的底端压在所述弹簧的顶端上；所述阀芯包括上部、中部和下部三个部分，所述中部与所述下部的连接部位与所述阀体腔的内壁密封贴合，所述下部为倒扣的筒状结构，并在靠近筒底的筒壁上开有通孔，在所述上部和所述中部设有引导孔以贯通下部的筒状结构的空腔；当处于未卸荷状态时，所述顶杆的下端密封住所述引导孔的上端；当处于卸荷状态时，所述顶杆的下端脱开所述引导孔的上端而使阀芯上下的阀体腔连通。
2.根据权利要求I所述的卸荷阀，其特征在于，在所述阀体腔内设有导向套，且所述导向套的上端面不高于所述进口的底部，所述导向套的外壁与所述阀体腔的内壁密封贴合。
3.根据权利要求2所述的卸荷阀，其特征在于，所述阀芯的中部与下部的连接部位的外表面呈倒锥型，该倒锥型结构与所述导向套的上端面密封配合。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的卸荷阀，其特征在于，所述顶杆与所述引导孔上端的结合面呈倒锥型。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的卸荷阀，其特征在于，所述流体缸为液压缸。
6.一种高压水除鳞装置，其特征在于，该高压水除鳞装置安装有权利要求1-5中任意一项所述的卸荷阀。
专利摘要本实用新型涉及高压水除鳞技术领域。为了解决现有高压水除鳞装置反应时间长，压力不稳定的问题。本实用新型提出卸荷阀，其包括流体缸和换向部分；在流体缸的活塞上设有穿过流体缸的顶壁和底壁伸到外部的缸杆；换向部分为柱状结构，在柱状结构上开有进口和出口，进口高于出口，内部设有连通进口和出口的阀体腔，在阀体腔内设有阀芯、顶杆和弹簧；在卸荷阀关闭时，顶杆压在阀芯上，阀芯压在弹簧上；阀芯包括上部、中部和下部，中部与下部的连接部位与阀体腔的内壁密封贴合，下部为倒扣的筒状结构，在靠近筒底的筒壁上开有通孔，在上部和中部设有引导孔以贯通下部的筒状结构的空腔。使用这样的卸荷阀，提高了高压水除鳞装置的压力稳定性及安全性。
文档编号F16K27/00GK202418833SQ20122001460
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者吴广新, 孙斌, 孙栋栋, 孟庆武, 崔凯 申请人:孟庆武