一种阀门的制作方法

本发明涉及流体传动领域，特别涉及一种阀门。

背景技术：

流体传动系统广泛应用于军工、航天、民用等领域，其主要的传播介质为空气、液压油、乳化液、纯水等。在流体传动系统中，当介质在管道中传递时，需要依靠阀门来控制流体的传递方向、流量及压力。阀门通常包括阀芯和内部设有流道的阀体，流道中包含一个流道截面发生变化的区域，阀芯的头部设置在此区域附近。阀芯通过沿其纵向的往复运动，使得阀芯的头部与该区域的流道壁之间的间隙发生变化，从而使得通过该区域的流体流量发生变化。上述流道截面发生处的流道壁可与阀芯相配合控制阀门中流体的流量，因此将此区域称为阀体的配合区，该配合区也相当于本发明所述的第一流道和第二流道的结合处。阀门在使用过程中，由于阀体的配合区长期受到流体介质及其中杂质的冲蚀，并且在液压系统中还会有汽蚀作用的影响，阀体的配合区常常容易损坏。

以锥阀为例，锥阀阀体的配合区相配合的面为锥面，因此得名锥阀。锥阀常见的两种结构形式如附图1所示，第一种阀体为直角尖边式，第二种阀体为锥面式。附图1中区域A即为阀体的配合区，此区域经过一段时间的工作后，在流体介质及其中杂质的冲蚀下极易发生损坏，致使锥阀的特性变差，不能满足流体传动系统的需要。当阀体的配合区损坏时，往往需要更换整个阀体甚至整个阀门，维修更换成本较高。而不同规格锥阀的阀体也是不同的，对不同的阀体都需要库存备件，导致库存量及资金的增加。因此人们采取了不同的技术手段，对阀体进行保护，从而延长阀体的使用寿命。

如中国专利文献CN 204284524 U《液压阀橡胶补偿式单向阀》公开了一种液压阀橡胶补偿式单向阀，包括阀盖、导向套、液压阀橡胶挤出装置、阀锥、阀箱体及阀橡胶；阀箱体的腔内侧活动设置阀座；阀座的外表面与阀箱体的内表面接触配合，接触面之间设有阀座密封圈和油槽，油槽的进油孔通到阀箱体的外壁注油口；阀座和阀箱体之间设置阀橡胶；阀橡胶的下方设置液压阀橡胶挤出装置，液压阀橡胶挤出装置由油腔和注油口组成，油腔与注油口通过油孔连通；阀锥通过阀弹簧压在阀橡胶上；阀锥由导向套控制其上下运动的轨迹。该专利文献在单向阀内部设置了方便拆卸更换的阀座，当阀座被磨损至不能正常使用时，可以拆下更换备件；当阀橡胶磨损或其他原因被损坏，根据磨损或损坏的严重程度，当需要补偿阀橡胶时，利用液压阀橡胶挤出装置，可准确将阀橡胶按预定补偿量挤出一段，以补偿之前的损坏部分，避免阀锥和阀座相撞，确保单向阀正常工作。但该补偿装置包括阀橡胶、挤出装置、油槽、油腔、注油口等装置，安装程序较为复杂。

又如中国专利文献CN 104747429 A《一种旋转阀芯的锥阀》公开了一种旋转阀芯的锥阀，包括安装在阀体上外锥阀座和阀芯，在外锥阀座上设有顶丝孔，内锥阀座作为耐磨环安装在外锥阀座上，视窗安装在阀体上，以便于更好地观察阀芯阀体的运动，对各种情况做出正确的处理。为了进一步增加密封的持久型，阀芯上焊接有旋转叶片，使得阀芯与内锥阀座的磨损均匀，密封性持久。该专利申请将阀座分为外锥阀座和内锥阀座两部分，在锥阀工作时只对内锥阀座进行磨损，由于阀座是分体式的，所以在锥阀不满足工作要求时，只需对内锥阀座进行更换，减小了更换的成本。但该专利申请的锥阀包括密封圈、顶丝孔、旋转叶片等多个部件，制造加工和安装程序较为复杂。

再如中国专利文献CN 202326186 U《料浆输送泵用分体式锥阀》公开了一种料浆输送泵用分体式锥阀，包括外锥阀座和内锥阀座，外锥阀座与内锥阀座锥度配合密封。该专利文献通过将易磨损的阀座设计成外锥阀座和内锥阀座的组合体，锥度配合密封，可显著减少备件的消耗，重量得以减轻，利于提高阀的寿命，降低运行成本。但由于外锥阀座和内锥阀座通过锥度来配合密封，密封效果需要借助其他的措施来得到保证，例如该专利文献中公开的密封圈，由此便增加了密封元件的数量，提高了锥阀的安装难度。另外，内锥阀座是顶出装置通过顶丝孔顶出的，所以内锥阀座的内表面距内锥阀座中心线的距离不能小于顶丝孔距中心的距离，这就对内锥阀座中流道的通径产生了一定的限制。

另外，上述公开的专利文献中，当阀体被磨损不能正常使用时，需要用与原来阀体型号相同的阀体进行更换，当传动系统中存在多种不同型号的阀门时，需要库存各种不同型号的阀体，从而增加了备品备件的型号种类和数量。

综上所述，如何提供一种简单方便的措施，在方便安装的同时可以有效地保护阀体，避免阀体的直接磨损，且在不同型号的阀产生磨损时，可以用相同型号的阀体进行更换，即增强阀体的互换性，从而降低备件的库存，成为流体传动领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种阀门，包括阀体和阀芯，阀体内设有相通的第一流道和第二流道，第一流道的横截面积大于第二流道的横截面积，阀芯包括头部和位于第一流道内的阀杆，其中，在第一流道和第二流道的结合处设置有与阀体可拆卸连接的插件，插件设有供流体流过的通孔，通孔的横截面积小于第二流道的横截面积，阀芯沿其纵向进行往复运动时，通过头部与通孔的开闭可实现第一流道与第二流道间的通断。

优选地，插件包括设置在第一流道内的肩部和插入第二流道内的体部。

进一步地，插件通过其外表面与第一流道和/或第二流道的流道壁的过盈配合与阀体进行可拆卸连接。

优选地，过盈配合的配合公差为H7/s6。

进一步地，插件包括内层结构和外层结构，内层结构包括插件与头部进行配合的区域，外层结构包括插件与第一流道和/或第二流道的流道壁进行过盈配合的外表面，外层结构的材料硬度低于阀体的材料硬度，内层结构的材料硬度介于阀体的材料硬度与头部的材料硬度之间。

优选地，插件位于第二流道内的端面为平面或由周边向中间凸起的凸面。

进一步地，第一流道与第二流道的结合处为直角台阶结构，插件的外表面与直角台阶结构的台阶立面之间为过盈配合；或者第一流道与第二流道的结合处为倒锥面，插件的外表面与倒锥面之间为过盈配合。

优选地，通孔与头部进行配合的孔口为直角棱边或倒锥面。

进一步地，头部具有与通孔进行配合的锥面，当通孔与阀芯进行配合的孔口为倒锥面时，通孔的倒锥面与头部的锥面具有相同的锥度。

本发明在第一流道和第二流道的结合处设置可拆卸的插件，对阀体的配合区进行有效的保护，当插件在流体介质及其中杂质的冲蚀作用下发生损坏时，只需对插件进行更换，显著地降低了流体传动系统的维护成本。当插件需要拆卸时，只需使用顶出工具通过插件位于第二流道中的端面将插件顶出即可，拆装十分方便。另外，当传动系统中存在多种型号的阀门时，可以通过不同型号的插件与相同型号的阀体、阀芯搭配来实现。这样，厂家只需库存一种规格的阀芯及阀体，就可以得到具有不同传动性能的阀门，大大地增强了阀体与阀芯的互换性，降低了对备品备件的需求，从而降低了生产成本。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例并结合附图详细说明。

附图说明

图1为现有的阀门的结构图；

图2-1为本发明第一实施例的阀门的结构图；

图2-2为本发明第一实施例的另一种阀门的结构图；

图2-3为图2-1中的插件的放大图；

图3-1为本发明第二实施例的阀门的结构图；

图3-2为本发明第二实施例的另一种阀门的结构图。

元件标号说明

100 阀门

1 阀体

11 台阶立面

21 头部

22 阀杆

3 插件

31 通孔

32 肩部

33 体部

4 第一流道

5 第二流道

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”，不应理解为对本发明的限制。

【第一实施例】

如附图2-1及附图2-2所示，本发明的第一实施例提供了一种阀门100，包括阀体1和阀芯，阀体1内设有相通的第一流道4和第二流道5，第一流道4的横截面积大于第二流道5的横截面积，阀芯包括头部21和位于第一流道4内的阀杆22，在第一流道4和第二流道5的结合处设置有与阀体1可拆卸连接的插件3，插件3设有供流体流过的通孔31，通孔31的横截面积小于第二流道5的横截面积，阀芯沿其纵向进行往复运动时，通过头部21与通孔31的开闭可实现第一流道4与第二流道5间的通断。本实施例中，阀门100可以是附图2-1和附图2-2所示的锥阀，也可以是其他类型的阀，例如球阀、滑阀等。

在阀门的工作过程中，阀体的配合区，即第一流道4与第二流道5的结合处，由于长期受到流体介质及其中杂质的冲蚀，极易发生损坏，此时需要对整个阀体进行更换，以满足流体传动系统的需要。本发明第一实施例在第一流道4和第二流道5的结合处设置可拆卸的插件3，对阀体1的配合区进行有效的保护，延长了阀体1的使用寿命。由于插件3是可拆卸的，当插件3在流体介质及其中杂质的冲蚀作用下发生损坏时，只需对插件3进行更换，而不是更换整个阀体1，显著地降低了流体传动系统的维护成本。插件3的通孔31的横截面积小于第二流道5的横截面积，由此可保证插件3上有位于第二流道5中的端面，当插件3需要拆卸时，只需使用顶出工具通过插件3位于第二流道5中的端面将插件3顶出即可，拆装十分方便。

另外，本发明对插件3的形状没有其他特殊的要求，可以将其设计成任意一种易于加工的形状。优选地，插件3包括设置在第一流道4内的肩部32和插入第二流道5内的体部33，如附图2-3所示。本实施例中提供的插件3只需要经过简单的几道车削工序即可完成，这使得插件3的尺寸调整十分方便。当传动系统中存在多种型号的阀门时，可以通过不同型号的插件3与相同型号的阀体1、阀芯搭配来实现。这样，对于使用流体传动系统的厂家，只需库存一种规格的阀芯及阀体，就可以得到具有不同传动性能的阀门，大大地增强了阀体与阀芯的互换性，降低了对备品备件的需求，从而降低了生产成本。

进一步地，插件3的外表面与第一流道4和/或第二流道5的流道壁为过盈配合，以使插件3与第一流道4和/或第二流道5的流道壁之间密封连接，防止插件3与阀体1之间存在流体渗漏，保证阀门100工作性能的可靠性。

优选地，过盈配合的配合公差为H7/s6，此配合公差为同时满足密封性和易装配性的优选配合公差。

进一步地，插件3包括内层结构和外层结构，内层结构至少包括插件3与头部21进行配合的区域，其材料硬度介于阀体1的材料硬度与头部21的材料硬度之间，以防止插件3在流体介质及其中杂质的冲蚀下过快损坏，从而降低插件3的更换频率。优选地，插件3的内层结构采用满足上述硬度要求的金属材料。插件3的外层结构至少包括插件3与第一流道4和/或第二流道5的流道壁进行过盈配合的外表面，其材料硬度低于阀体1的材料硬度。这是由于在插件3的拆装过程中，插件3的外表面与流道壁都不可避免地会产生磨损，众所周知，两个不同硬度的表面发生接触时，硬度小的表面更容易产生磨损。插件3的外层结构采用硬度小于阀体的材料，使得插件3拆装过程中的磨损主要发生在插件3的外表面，以避免对阀体1的磨损。另外，插件3的外层结构采用硬度较小的材料也能使得拆装过程更加容易。优选地，插件3的外层结构采用硬度低于阀体1的金属材料。

进一步地，插件3位于第二流道5内的端面为平面，将顶出装置的作用面设计为平面，使得在拆出插件3时，有利于人员操作。

优选地，当第一流道4与第二流道5的结合处为直角台阶结构时，插件3的外表面与该直角台阶结构的台阶立面11之间为过盈配合；第一流道4与第二流道5的结合处为倒锥面时，插件3的外表面与该倒锥面之间为过盈配合。目前常见的阀体的配合区通常有直角台阶型和锥面型两种结构，如附图2-1和附图2-2所示，插件3的外表面的形状与配合区相匹配，提高插件3与流道壁之间的密封性。

进一步地，通孔31与头部21进行配合的孔口为直角棱边，这样使得插件3结构简单，易于制造。

优选地，第一流道4、第二流道5以及通孔31的横截面为圆形。

【第二实施例】

如附图3-1及附图3-2所示，本发明的第二实施例提供了一种阀门100，包括阀体1和阀芯，阀体1内设有相通的第一流道4和第二流道5，第一流道4的横截面积大于第二流道5的横截面积，阀芯包括头部21和位于第一流道4内的阀杆22，在第一流道4和第二流道5的结合处设置有与阀体1可拆卸连接的插件3，插件3设有供流体流过的通孔31，通孔31的横截面积小于第二流道5的横截面积，阀芯沿其纵向进行往复运动时，通过头部21与通孔31的开闭可实现第一流道4与第二流道5间的通断。本实施例中，阀门100可以是附图3-1和附图3-2所示的锥阀，也可以是其他类型的阀门，例如球阀、滑阀等。

本实施例和第一实施例的主要区别在于：插件3位于第二流道5内的端面为凸面；通孔31与头部21进行配合的孔口为倒锥面。

本实施例中，插件3位于第二流道5内的端面为由周边向中间凸起的凸面，在拆出插件3时，该凸面为顶出装置的作用面。将此作用面设计为由周边向中间凸起的形状，这样当顶出装置作用于该面时，会产生一个由周边指向中心的分力，使得插件3插入第二流道5中的部分产生一个朝向中心轴线的变形，从而更容易将插件3从阀体1内拆出来。优选地，该凸面为锥面，更方便加工。

进一步地，通孔31与头部21进行配合的孔口为倒锥面，该倒锥面与头部21的锥面具有相同的锥度。孔口采用倒锥面时，使得第一流道4到第二流道5的截面过渡比较平缓，增大了配合区的冲蚀面，可以延长插件3的使用寿命。当阀门100为锥阀时，阀芯的锥面与通孔31的倒锥面具有相同的锥度，使得阀门100具有更为可靠的通断性能。

综上所述，本发明提供的上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。