专利名称：一种新型低稳态液动力的滑阀阀口的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种新型低稳态液动力的滑阀阀口，属于机械工程中的一般工程技术领域。
对于液压技术中常见的滑阀阀口如图2所示，在图2中，阀体(1)和阀套(2)为固定件，阀芯(3)可在阀套(2)中沿轴向移动，由阀套上的径向孔(4)和阀芯(3)的凸肩间构成了阀口，当液体由阀体上的油口流入，在通过阀口时，因液体质点的动量的大小和方向发生了变化，所以阀芯(3)受有轴向稳态液动力F，在通过流量不变时，该力F随着阀芯从图中位置向左移动的位移X的增大而增大，其变化规律见图3中的曲线(M)，这个力的数值一般较大，对于常见阀口当用于换向滑阀时要使阀芯移动的最大操纵力增大，另外由于这个力的非线性特性，当它做为液压技术中的调速阀中的减压阀阀口或者溢流节流阀中的溢流阀口以及同步阀中的可变节流口时，还会影响上述各种阀的通过流量的静态稳定精度。
为解决液压技术中常见滑阀阀口的稳态液动力过大的问题，目前有各式各样的减小稳态液动力的方案，这可参见有关液压技术方面的文献。本实用新型的目的是要提供一种新型的滑阀阀口，它能有效地降低滑阀阀芯所受的最大轴向稳态液动力，并提高这个力在通过阀口的液体流量不变时，该力随阀芯位移变化的线性度。
本实用新型的目的是这样实现的在滑阀中，阀体、阀套为固定件，阀套上开有径向孔，阀芯可在阀套中沿轴向移动，本实用新型的特征在于阀芯的凸肩上加工有梯形槽，梯形槽位于凸肩上靠阀口一边且分布在阀套径向孔的两侧，这样液体流经阀口时，其阀口的过流断面可分为两部分，其中靠近凸肩轴向端面部分上液体速度在阀芯轴向上的分速度及所产生的轴向稳态液动力和常见阀口相同，而靠近梯形槽斜边部分上流体的速度沿阀芯轴向上的分速度比常见阀口的减小，则该部产生的轴向稳态液动力减小，而后者随着阀口开口度的减小其过流断面面积占总的过流断面面积的比值增大，这样在通过阀口的流量不变的情况下其最大轴向稳态液动力降低且液动力随阀芯位移变化的线性度提高。
本实用新型应在阀芯的凸肩上加工有梯形槽，制造工艺复杂，但可有效地降低阀芯所受的轴向稳态液动力，这可减小使阀芯移动的操纵力，这将有助于高压、流量较大的换向滑阀的设计，另外因该力随阀芯位移变化的线性度提高，如果应用于液压技术中调速阀的减压阀阀口和溢流节流阀的溢流阀口以及同步阀中的可变节流口时将会提高这些阀的静态流量稳定精度。
本实用新型的具体结构见
图1，现加以详细说明。
图1为本实用新型一种新型低稳态液动力的滑阀阀口的结构示意图，在
图1中，阀体(1)、阀套(2)为固定件，阀芯(3)可在阀套(2)中沿轴向移动，(4)为阀套上的径向孔，其特征在于阀芯(3)的凸肩上加工有梯形槽(5)。当阀芯(3)从图示位置向左移动时，液流通过阀口的过流断面面积减小。本实用新型的阀口的总的过流断面可分为(A)部和(B)部两部分，见
图1，靠阀芯凸肩轴向端面部分为(A)部，其面积为A2，靠近凸肩上梯形槽的斜边部分为(B)部，其面积为A3。
当液体由阀体上油口流入通过阀口时，阀口前压力为P1，阀口后压力为P2，其阀口前后的压力差ΔP＝P1-P2，其值为ΔP=ρ2(QCA1)2(Pa)---(1)]]>式中ρ——液体密度(kg/m3)；Q——通过阀口的总的流量(m3/s)；C——流量系数；A1——阀口的总的过流断面面积(m3)，A1＝A2+A3。其阀芯(3)所受的轴向稳态液动力可按下列公式进行近似计算在阀口(A)部产生的轴向稳态液动力F1为F1=Q1cosθ2ρΔP(N)---(2)]]>式中 Q1——通过过流断面(A)部的流量(m3/s)；Q1＝(A2/A1)Q；θ——液流流经阀口(A)部的射流角(°)；ρ——流体密度(kg/m3)；ΔP——阀口前后的压力差(Pa)。在阀口(B)部产生的轴向稳态液动力F2为F2=Q2cosθsinα2ρΔP(N)---(3)]]>式中Q2——通过过流断面(B)部的流量(m3/s)；Q2＝(A3/A1)Q；θ——液流流经阀口(B)部的射流角(°)；α——梯形槽斜边与阀芯轴向的夹角(°)，见
图1；ρ——流体密度(kg/m3)；ΔP-阀口前后的压力差(Pa)。阀芯所受的总的轴向稳态液动力F为F＝F1+F2(N)(4)式中F1——在阀口(A)部产生的轴向稳态液动力(N)；F2——在阀口(B)部产生的轴向稳态液动力(N)。图3所示的曲线(L)为该新型阀口在和常见阀口的阀芯凸肩直径、阀套径向孔径、阀口通过流量和跟定的阀口前后最大压力差均相同的情况下，其轴向稳态液动力F随阀芯位移X间的变化规律，从图3可见该新型阀口的最大轴向稳态液动力减小，且该力随阀芯位移变化的线性度提高。
为了能够实现本实用新型的目的，该阀口的尺寸设计要点是
图1中的α值一般应在10°～20°较为合适，α取值越小则最大轴向稳态液动力越小但阀口从全开到全闭的阀芯的位移将越大，阀的轴向尺寸越大。当阀芯凸肩的轴向端面位移到和阀套径向孔边相切时，即此时阀口过流断面刚好仅存(B)部面积，此情况下(B)部面积A3的值应为A3≈QHCρ2ΔPmax(m2)---(5)]]>式中QH——通过该阀口的额定流量(m3/s)；c——流量系数；ρ——液体密度(kg/m3)；ΔPmax——所要求的阀口前后的最大压力差。
这样，轴向稳态液动力随阀芯位移变化曲线的线性度较好。
权利要求1.一种新型低稳态液动力的滑阀阀口，有固定件阀体(1)、阀套(2)和一个可在阀套(2)中沿轴向移动件阀芯(3)，在阀套(2)上开有径向孔(4)，其特征在于阀芯(3)的凸肩上加工有梯形槽(5)。
专利摘要一种新型低稳态液动力的滑阀阀口,它属于机械工程中一般工程技术领域。其目的是降低滑阀阀芯所受的轴向稳态液动力,并提高这个力在通过阀口流量不变时,该力随阀芯位移变化的线性度。它包括阀体(1)、阀套(2)和阀芯(3)。阀套上开径向孔(4),阀芯(3)的凸肩上加工有梯形槽(5)。该阀口可用于液压技术中的换向滑阀以减小阀芯的操纵力,也可做为调整阀中减阀阀口和溢流节流阀中的溢流阀口以及同步阀中的可变节流口以提高该阀的静态流量稳定精度。
文档编号F16K3/26GK2290738SQ9623404
公开日1998年9月9日 申请日期1996年1月15日 优先权日1996年1月15日
发明者聂保安 申请人:聂保安