一种超高压多级变量泄压阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于液压阀技术领域，具体涉及一种超高压泄压阀。
【背景技术】
[0002]我国人造金刚石的合成设备为六面顶压机，该压机采用油压高达lOOMPa的超高压液压系统。其配备的超高压油栗可直接输出高达lOOMPa的油压到六面顶压机工作缸中，在压机压制工作结束后需要从超高压管路上泄流降压。目前，六面顶压机超高压卸压系统基本都采用电磁换向阀控制单级泄压阀通断来实现卸压，由于泄压的范围比较大，因此在单级泄压阀内部做有小的液流阻尼孔以控制泄流油的回流速度来减小泄压冲击，当压机将压力泄到6MPa以下时，泄压工作结束，压机转到回程动作。
[0003]然而同一个阻尼孔在不同压力下泄压时泄流油速度是不一样的，压机在泄压过程中油压力变化范围非常大，从而使得泄流油速度急剧变化，带来一定的冲击，为了解决这一问题，目前在液压系统中安装了 4个具有大小不同阻尼的电磁控制单级泄压阀，在泄压过程中随着压力的降低，逐渐开启具有不同阻尼大小的电磁控制单级泄压阀来保证泄压速度接近一致。这种结构的液压系统比较复杂，而且泄压曲线波动在0.5MPa以上，不能满足合成高品级金刚石的泄压工艺要求的油缸压力从lOOMpa泄压到lOMpa范围内的泄压波动及泄压曲线偏差都要小于0.2Mpa要求。
[0004]同时这也对满足上述要求的泄压阀元件及控制提出了非常苛刻的要求:
1、泄压阀额定压力要达到lOOMpa的超高压。
[0005]2、当泄压阀压力从lOOMpa降到lOMpa过程中，要求通过该泄压阀的流量变化基本恒定。
[0006]3、要求泄压流量可调节范围宽，泄压流量Q = 0.3~6L/min。泄压阀流量Q的计算公式为:
Q = (PXC)/R
其中，P:泄压阀的进油口和出油口之间的压差(MPa);C:泄压系数(可基本为常量);R:泄压阀的液阻尼。
[0007]由上式可知，若要保证泄压阀流量Q恒定，只有通过改变泄压阀的液阻尼R，使之伺服随压力P的变化而变化来实现。
[0008]对于如此大的压差以及小流量控制，如采用单级节流阀，阀口需要调节到极小缝隙，这会带来极大的不稳定因素:一是当油液中的不均匀高分子添加剂及微小杂质经过阀口时会使缝隙堵塞；二是高压油经过阀口时由于速度极高，对阀芯的冲刷磨损大、摩擦产生较高的热量，从而使得阀芯受热膨胀改变节流面积，造成流量波动大。
【发明内容】
[0009]本发明目的是为解决超泄压阀在超高压泄压过程中泄压阀流量不稳定而产生冲击并且使得泄压波动和泄压曲线偏差都比较大的问题，而提出了一种超高压多级变量泄压阀，解决上述问题所采取的技术方案是:
一种超高压多级变量泄压阀，其包括阀体，在阀体内部设有水平设置的密封的圆柱形空腔，在阀体的侧面上设有与圆柱形空腔相连通的进油口 P和出油口 0，所述进油口 P与圆柱形空腔的第一连通点位于出油口 0与圆柱形空腔的第二连通点的左侧，在圆柱形空腔内安装有阀芯，所述阀芯与圆柱形空腔滑动连接，所述阀芯从左至右依次分为闭合段、阻尼段和畅通段，所述闭合段为圆柱形且闭合段的直径等于圆柱形空腔的直径，所述阻尼段包括多个并列的环形槽，所述环形槽的槽壁为圆环形且槽壁的外直径等于圆柱形空腔的直径，在槽壁上设有开口，所述畅通段与圆柱形空腔内壁之间设有间隔；所述阻尼段沿阀芯轴向的长度不大于第一连通点与连通点之间沿阀芯轴向的距离，所述畅通段沿阀芯轴向的长度不小于第一连通点与第二连通点之间沿阀芯轴向的距离；所述阀芯左端固定连接有传动轴，所述传动轴的左端伸出阀体之外且传动轴与阀体滑动连接，所述传动轴的左右移动由位移控制器来控制，所述位移控制器带动传动轴的移动距离和移动速度由PLC依据进油口P和出油口 0之间的油压差变化来控制。
[0010]优选的，在传动轴的左端固定连接有防止传动轴转动的防转杆，在阀体的底部设置有套环，所述防转杆包括一体成型的竖直段和水平段，所述竖直段上端与传动轴固定连接，所述水平段穿过套环之内且水平段与套环滑动连接；所述位移控制器包括轴承座、套管和丝杠，在套管的内壁上设有内螺纹，所述丝杠的右端与传动轴的左端固定连接，丝杠的自由端与套管的右端螺纹连接，所述套管与轴承座转动连接，套管的左端固定有传动轮，所述传动轮由伺服电机提供动力转动，所述伺服电机带动传动轮的转速由PLC依据进油口 P和出油口 0之间的油压差变化来控制。
[0011]优选的，所述传动轴的纵截面为方形；所述位移控制器包括轴承座、套管和丝杠，在套管的内壁上设有内螺纹，所述丝杠的一端与传动轴的左端固定连接，丝杠的自由端与套管的右端螺纹连接，所述套管与轴承座转动连接，套管的左端固定有传动轮，所述传动轮由伺服电机提供动力转动，所述伺服电机带动传动轮的转速由PLC依据进油口 P和出油口0之间的油压差变化来控制。
[0012]优选的，所述两个相邻槽壁上的开口沿阀芯圆周错开180°设置。
[0013]优选的，所述畅通段右端设有密封段，所述密封段为圆柱形且密封段的直径等于圆柱形空腔的直径。
[0014]优选的，所述进油口 P连接有高压油管接头，在高压油管接头前端安装有用于过滤高压油中磁性滤渣的磁铁；所述高压油管接头前端安装有用于密封的球面垫圈。
[0015]优选的，在圆柱形空腔的一端设有第一出油口，在圆柱形空腔的另一端设有第二出油口，所述阀芯位于第一出油口和第二出油口之间；所述第一出油口和第二出油的油管与第二连通点的油管汇合后与出油口 0连通。
[0016]本发明所具有的有益效果为:通过在阀芯上设置成与圆柱形空腔等直径的闭合段、多个并列相连通的环形槽的阻尼段、与圆柱形空腔内壁有一定间隔的畅通段，实现了对高压油的高压工作、高压泄油、低压工作等工作状态的控制，本泄压阀的液阻尼可连续调节比较方便；
依据进油口 P和出油口 0之间的油压差的变化由PLC对位移控制器精确控制以实现阀芯在圆柱形空腔内的精确移动从而保证了本泄压阀在超高压泄压过程中泄压流量的稳定性，满足了液压油缸压力从lOOMpa泄压到lOMpa范围内的泄压波动及泄压曲线偏差都小于0.2Mpa 要求。
【附图说明】
[0017]图1为本发明结构示意图；
图2为阀芯结构不意图；
图3为图2中阻尼段的放大结构示意图；
图4为图3中沿A-A线的剖面示意图；
图5为图3中沿B-B线的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明进一步描述。
[0019]如图1所示，超高压多级变量泄压阀包括阀体8，在阀体8内部设有水平设置的具有密封性的圆柱形空腔10，在阀体8的上侧面上设有与圆柱形空腔10相连通的进油口 P，在阀体8的下侧面上设有与圆柱形空腔10相连通的出油口 0，所述进油口 P和出油口 0与圆柱形空腔10的连通点分别为连通点P1 (即第一连通点)和连通点01 (即第二连通点)，所述连通点P1位于连通点01的左侧，在圆柱形空腔10内安装有用于控制高压油阻尼的阀芯9，所述阀芯9与圆柱形空腔10滑动连接；如图2所示，所述阀芯9从左至右依次分为闭合段16、阻尼段17和畅通段18，所述闭合段16为圆柱形且闭合段16的直径等于圆柱形空腔10的直径，如图3所示，所述阻尼段17包括多个并列的环形槽20，所述环形槽20的槽壁21为圆环形且槽壁21的外直径等于圆柱形空腔10的直径；如图3至图5所示，在槽壁21上均设有开口 22，所述两个相邻槽壁上的开口 22沿阀芯9圆周方向错开180°设置，使得多个环形槽20之间相通且能够保证较大的液阻尼，所述畅通段18与圆柱形空腔10内壁之间设有间隔，使得在此段的液阻尼最小，在畅通段18的右端设有密封段19，所述密封段19为圆柱形且密封段的直径等于圆柱形空腔10的直径；所述阻尼段17沿阀芯9轴向的长度不大于连通点P1与连通点01之间沿阀芯9轴向的距离，所述畅通段18沿阀芯9轴向的长度不小于连通点P1与连通点01之间沿阀芯9轴向的距离；所述阀芯9左端固定连接有传动轴14，所述传动轴14的左端伸出阀体8之外且传动轴14与阀体8滑动连接，所述传动轴14的左右移动由位移控制器来控制，所述位移控制器带动传动轴的移动距离和移动速度由PLC依据进油口