专利名称：一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水液压系统中的压力控制元件，特别涉及一种带阻尼活塞的直动 式水压溢流阀，属阀类，适用以海水、淡水、海水基等作为工作介质的中高压水液压系统中 的压力控制元件。
背景技术：
溢流阀是液压系统中常用的压力控制元件，可作为定压溢流阀或安全阀。在液压 系统中多用油作为工作介质，而当溢流阀在水(包括海水、淡水或高水基等)介质中使用 时，会产生一系列的技术问题。①由于水的气化压力远远高于矿物油，当水在阀口高速流 动时，流场局部压力会低于水的气化压力，进而产生气蚀现象，使阀口处的材料受到气蚀侵 蚀，从而降低阀的工作可靠性和寿命；②由于水的粘度低，润滑性差，阀芯与阀座间的摩擦 以及阀口处的泄漏问题严重；③水的密度、弹性模量较矿物油大，“水击”现象严重；④介质 在阀口不均勻出流以及弹簧力偏离阀芯轴心等原因产生的径向力使阀芯偏振。⑤水压溢流 阀的结构复杂，加工难度增加，生产成本高。华中科技大学研制了一种带油气减震装置的水压直动型溢流阀，该溢流阀阀芯上 附加有油气弹簧，由气腔、上油腔和下油腔组成，阀芯运动时油液通过阻尼小孔形成阻尼 力，同时液压油又可改善阀芯的润滑条件，阀芯的运动有导向作用。但是阀还是有油的存 在，不是纯水介质，阀芯的振动比较剧烈，噪声很大；而且该阀结构相对复杂，加工成本较尚ο丹麦Danfoss公司生产的直动式水压溢流阀后端设有阻尼腔，在一定程度上改善 了阀的工作稳定性。但是阀易于偏振，由此产生的振动噪声及工作稳定性依然存在。而且 此阀采用的材料不适用于海水，只适合淡水和海水基等腐蚀性不强的介质。
发明内容
本发明提供一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀，用于解决直动式溢流阀存在的 上述技术难题，在水介质环境中工作，改善阀的工作稳定性，减小阀口泄漏、气蚀、振动、噪 声，增加抗腐蚀性，同时简化结构，易于加工，节省成本。本发明的技术方案如下本发明的一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀，包括端盖以及在阀体内依次布置 的阀座、阀芯、左弹簧座、导向套、弹簧、右弹簧座、调压螺杆；阀座内沿径向开有环形槽，并 沿其轴向和径向开有十字交叉通孔，用于增加进水口处的通流面积，降低溢流阀内部水的 流速和噪声，提高溢流阀工作的可靠性和使用寿命；阀芯设置在阀座轴向通孔内，阀芯端部 设置有沉头槽，沉头槽与端盖形成阻尼腔，阀芯尾部圆柱面与阀座的轴向通孔形成导向面， 并与阀座所形成的阀口处形成锥阀结构；阀芯与左弹簧座接触配合传递调压弹簧力，两者 接触面为球面，可以使弹簧力均勻地作用在阀芯上；左弹簧座以导向套的内孔作导向，导向 套上开有通流小孔，其右侧开有环形槽；弹簧位于左、右弹簧座之间；调压螺杆与阀体螺纹连接；端盖与阀体通过4个螺栓连接，阀体上进水口和出水口与液压系统其它元件间采用 板式连接或管式连接。其中，阀芯起到了阻尼活塞的作用。所述阀芯内沿轴向和径向开有T型细长通孔， 并与其端部的沉头槽相通。一方面是为了便于该细长孔的加工，另一方面，该沉头槽与端盖 形成阻尼腔，利用阀芯运动时阻尼腔内压力变化来增加阀芯的运动阻尼，提高了阀芯的工 作稳定性，因此阀芯同时起到了阻尼活塞的作用；同时阀芯的尾端设计有导向圆柱面，并与 阀座内孔形成配合间隙，给阀芯运动提供导向，可以减小阀芯在工作过程中的偏振。所述阀座与阀芯接触口处为环形台阶孔，使得阀座与阀芯形成二级节流阀口结 构。即当该溢流阀工作在较高的压力状态下时，将阀座与阀芯相接触口处设计成沉头槽后 再加工通孔，从而使得阀座和阀芯间形成二级节流口的结构，可以减低其气蚀和泄露的危 害。此外，所述阀芯尾端外圆柱面还可为铣扁结构，使得进口处的高压水可以由此作 用在活塞底部。即无需再沿其径向和轴向开T型通孔。一方面在锥阀开启或闭合时起到阻 尼作用，用来提高锥阀的稳定性；另一方面用来保证锥阀开启后不会倾斜，以提高锥阀的静 态特性。所述阀座和阀芯采用软一硬材料配对，其中阀座采用硬度较低的铝青铜或工程塑 料，阀芯采用经强化处理的不锈钢材料。所述的阀体上出口处开有环形槽，可以有效增加出口处的通流面积，降低出口流 速，提高使用寿命。本发明的一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀，与其他的直动溢流阀的结构相 比，本发明结构简单，易于加工，节省成本。
图1为本发明一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀结构图。图2为本发明阀座与阀芯二级节流阀口的实施方案。图3为本发明阀芯起阻尼活塞作用的另一种实施方案结构图。图4为图3中A-A剖面图。图中1、端盖，2、阀座，3、阀芯(阻尼活塞)，4、左弹簧座，5、导向套，6、阀体，7、弹 簧，8、右弹簧座，9、调压螺杆，P、进水口，0、出水口。
具体实施例方式以下结合附图1-4，通过实施例对本发明进行进一步说明。实施例1
如图1所示，该溢流阀包括端盖1以及在阀体6内依次布置的阀座2、阀芯3、左弹 簧座4、导向套5、弹簧7、右弹簧座8、调压螺杆9 ；阀座2内沿径向开有环形槽，并沿其轴向 和径向开有十字交叉通孔，阀芯3内沿轴向和径向开有T型细长通孔，与其端部的沉头槽相 通，沉头槽与端盖1形成阻尼腔，阀芯3在阀座2内，其尾部圆柱面与阀座2的轴向通孔形 成导向面，与阀座2所形成的阀口处是锥阀结构；阀芯3与左弹簧座4接触配合传递调压弹 簧力，两者接触面为球面；左弹簧座4以导向套5的内孔作导向，导向套5上开有通流小孔，4其右侧开有环形槽；调压螺杆9与阀体6螺纹连接，溢流阀进出口可采用板式连接或管式连 接结构。安装时，阀体6内先装入右弹簧座8、弹簧7、左弹簧座4，保证弹簧7位于左右弹簧 座之间，导向套5靠阀体6内部台阶定位，并穿过左弹簧座4，将阀芯3插入阀座2内孔，然 后将两者一起装入阀体6内，再通过螺栓将端盖1安装在阀体6端面上，使得阀座2端部压 紧导向套5，最后将调压螺杆9从右端拧入阀体6。阀体6的下底面上开有安装螺纹孔，便 于将溢流阀与液压系统其它元件相连接。工作时，高压水从进水口 P进入到阀座2的环形槽和十字交叉通孔，之后再通过阀 芯3的细长通孔流到端部沉头槽，液体压力通过沉头槽作用在阀芯3上，当液压力大于调压 弹簧7设定的工作压力时，阀芯3开启，水经过阀口流出，再通过导向套5的通流小孔流到 弹簧腔，最后从出水口 0流出。进水口 P的压力可通过改变调压弹簧7的预压缩量设定。在 阀芯3的调节过程中，阀座2的导向面可抑制阀芯开启时的偏振，而导向套5的导向面可以 缓解弹簧的偏心发生，同时阀芯3上的沉头槽和细长孔可以降低压力的变化，提高阀芯运 动时的阻尼作用，进而提高了阀座的使用寿命和阀芯的工作稳定性。实施例2附图2是本发明阀座与阀芯二级节流阀口的实施方案。即当该溢流阀工作在较高 的压力状态下时，将阀座2与阀芯3相接触口处设计成沉头槽后再加工通孔，从而使得阀座 和阀芯间形成二级节流口的结构，可以减低其气蚀和泄露的危害。实施例3附图3-4是本发明阀芯起阻尼活塞作用的另一种实施方案。即无需再沿其径向和 轴向开T型通孔，而将阀芯3的尾端外圆柱面铣扁，使得进水口处的高压水直接由此处进入 作用在活塞底部。一方面在锥阀开启或闭合时起到阻尼作用，用来提高锥阀的稳定性；另一 方面用来保证锥阀开启后不会倾斜，以提高锥阀的静态特性。
权利要求
1.一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀，包括端盖(1)以及在阀体(6)内依次布置的 阀座(2)、阀芯(3)、左弹簧座(4)、导向套(5)、弹簧(7)、右弹簧座(8)、调压螺杆(9)；阀座(2)内沿径向开有环形槽，并沿其轴向和径向开有十字交叉通孔，阀芯(3)设置在阀座(2) 轴向通孔内，阀芯(3)端部设置有沉头槽，沉头槽与端盖(1)形成阻尼腔，阀芯(3)尾部圆 柱面与阀座(2)的轴向通孔形成导向面，并与阀座(2)所形成的阀口处形成锥阀结构；阀芯(3)与左弹簧座(4)接触配合传递调压弹簧力，两者接触面为球面；左弹簧座以导向套 (5)的内孔作导向，导向套(5)上开有通流小孔，其右侧开有环形槽；弹簧(7)位于左、右弹 簧座之间；调压螺杆(9)与阀体(6)螺纹连接。
2.如权利要求1所述的一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀，其特征在于阀芯(3) 内沿轴向和径向开有T型细长通孔，并与其端部的沉头槽相通。
3.如权利要求1所述的一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀，其特征在于阀座(2) 与阀芯(3)接触口处为环形台阶孔，使得阀座O)与阀芯(3)形成二级节流阀口结构。
4.如权利要求1所述的一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀，其特征在于阀芯(3) 尾端外圆柱面为铣扁结构，使得进口处的高压水可以由此作用在活塞底部。
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀，其特征在 于端盖⑴与阀体(6)通过4个螺栓连接，阀体(6)上进水口⑵和出水口(0)与液压系 统其它元件间采用板式连接或管式连接。
6.如权利要求1-4中任一项所述的一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀，其特征在 于阀座( 和阀芯C3)采用软-硬材料配对，其中阀座采用硬度较低的铝青铜或工程塑 料，阀芯采用经强化处理的不锈钢材料。
全文摘要
本发明涉及一种带阻尼活塞的直动式水压溢流阀。包括端盖以及在阀体内依次布置的阀座、阀芯、左弹簧座、导向套、弹簧、右弹簧座、调压螺杆；阀座内开有环形槽和十字交叉通孔，阀芯设置在阀座轴向通孔内，阀芯端部设置有沉头槽，阀芯尾部圆柱面与阀座的轴向通孔形成导向面，并与阀座所形成的阀口处形成锥阀结构；阀芯与左弹簧座接触配合；左弹簧座以导向套内孔作导向，导向套上开有通流小孔，其右侧开有环形槽；弹簧位于左、右弹簧座之间；调压螺杆与阀体螺纹连接。本发明适用以海水、淡水、高水基等作为工作介质的中高压水液压系统中的压力控制元件。与同类阀相比，结构简单、加工方便、泄漏小、振动小、噪声低、抗气蚀性好，工作稳定性高。
文档编号F16K47/04GK102042432SQ20101059696
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者喻国哲, 尹方龙, 温建东, 聂松林, 阮俊 申请人:北京工业大学