一种抗空蚀阀芯结构的制作方法

本发明涉及液压、化工等工业领域，具体是涉及了一种用于诱导空蚀、减小空蚀对阀芯重要表面破坏的阀芯结构，作为液压系统内重要阀芯的保护装置。

背景技术：

液压泵、阀和水利机械等流体机械，随着现代高需求的应用而出现空化现象。空化是指当流体局部压力低于液体汽化压力时，液体内部形成蒸汽或气体析出形成汽泡即空化泡的过程。当空化泡从低压区流经高压区时，在周围液体高压力的作用下体积缩小而溃灭，随之伴随产生压力冲击波、高速微射流和发光等现象。会产生空化空蚀、振动、噪声和效率损失等严重后果。而空蚀是指空化泡在形成和溃灭过程中对周围壁面材料产生的剥蚀破坏。空蚀主要发生在水利系统或液压系统内等关键部位。关键零部件的空蚀破坏会使液压系统效率降低甚至失效。空蚀破坏为国家国民经济发展带来了损失。

技术实现要素：

为了减小并抑制阀芯内空化对阀芯本体产生的空蚀破坏，本发明提供了一种抗空蚀阀芯结构，可有效减小空蚀破坏、提高生产效率、延长阀芯使用寿命，并可节约能源。

为了实现上述有效的抗空蚀过程，本发明采用的技术方案是：

所述阀芯上布置有用于抗空蚀的空蚀诱导孔，空蚀诱导孔布置在阀芯上的易空化部位。

所述的空蚀诱导孔将空化泡溃灭时的微射流诱导至自身孔内，利用自身孔内的液体减缓微射流冲击速度，从而有效减小空蚀破坏，保护阀芯。

所述的易空化部位是指阀芯上受液体冲击的部位或者表面。例如滑阀中，液体入口正对的阀芯表面。

所述的空蚀诱导孔沿圆周均匀布置在阀芯的表面。

所述的空蚀诱导孔至少布置一圈圆周。

所述的空蚀诱导孔的直径d为0.5mm～5mm，深度h为1mm～10mm。

本发明孔的尺寸是空化射流特殊设计，是适用于各种尺寸的阀芯，无论阀大阀小，上述尺寸的空蚀诱导孔都能适用，来抗空蚀。

所述的空蚀诱导孔的孔端边缘设置有圆角。

优选地，为了营造有效的空化泡溃灭射流朝向空蚀诱导孔的条件，所述空蚀诱导孔的深度h为两倍的直径，即h＝2d。

所述的阀芯是指在滑阀中的阀芯。具体来说，阀芯为圆柱阀或圆锥阀等节流阀芯。

前述的阀芯结构置于流体系统中空蚀发生区域，减小、抑制空蚀破坏。

空化是当液体内局部压力降低时，液体内部蒸汽或气体析出形成的空泡初生、发展和溃灭的过程。液体在高速(一般为10m/s以上)通过阀芯时会产生空化。空泡的形成和溃灭会导致周围液体的流动形成微射流，液体的流动方向根据限制域的不同，微射流方向也会不同，空化泡溃灭微射流会全部朝向管道内。目前对空蚀的相关研究认为固、液界面附近的空泡溃灭时形成的微射流的高速反复冲击是造成空蚀破坏的主要原因。因此改变空化溃灭微射流方向及降低微射流冲击速度是减小、抑制空蚀的有效手段。

本发明的抗空蚀阀芯结构可以通过空蚀诱导孔将空化泡溃灭时的微射流诱导至充满液体的空蚀诱导孔内，并利用空蚀诱导孔内的液体减缓微射流冲击速度，从而有效减小空蚀破坏，保护阀芯。

采用本发明的技术方案的有益效果是：

本发明为液压阀抗空蚀技术提供了一种全新的、高效的方式，通过在阀芯空蚀发生严重区域的表面均布一周空蚀诱导孔，改变空化泡溃灭微射流的方向和速度，从而抑制空蚀。

本发明的抗空蚀阀芯结构加工方便、安全、可靠，抗空蚀效果好，以非常简单的结构能大幅度减小阀芯空蚀破坏、保护阀芯阀体结构的表面。

附图说明

图1为本发明抗空蚀阀芯结构的示意立体图。

图2为本发明抗空蚀阀芯结构的示意局部剖面图。

图3为本发明抗空蚀阀芯结构的空蚀诱导孔局部剖面图。

图4为本发明抗空蚀阀芯结构的原理示意图。

图中：1为阀芯，2为空蚀诱导孔，3为空蚀空泡。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明实施例针对滑阀中圆柱阀的阀芯，液体入口正对的圆柱阀周面上沿多个圆周均布置有盲孔作为空蚀诱导孔2，每一圈圆周的空蚀诱导孔2沿周向间隔均布。

具体实施中，空蚀诱导孔2的直径d为0.5mm～5mm，深度h为1mm～10mm，并且h＝2d。优选的，诱导孔的深度h为2d。

如图4所示，实施时将水流经过滑阀，经过测试发现：

空蚀诱导孔不存在时，空化泡在溃灭时的溃灭射流会朝向阀芯表面。

空蚀诱导孔存在时，将空化泡溃灭时的微射流诱导至充满液体的空蚀诱导孔内，空蚀诱导孔内的液体减缓微射流冲击速度，从而有效减小空蚀破坏，保护阀芯。

由此可见，本发明的空蚀诱导孔可有效将空化射流引导到空蚀诱导孔内，通过空蚀诱导孔内的流体消耗空化溃灭的射流动能，避免空化泡溃灭射流对阀体重要部位的冲击，从而减小或抑制阀体表面的空蚀。

以上所述内容，仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本专业的技术人员可以利用上述揭示的技术内容做些许的改动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种抗空蚀阀芯结构。阀芯上布置有用于抗空蚀的空蚀诱导孔，空蚀诱导孔布置阀芯上的易空化部位；易空化部位是指阀芯上受液体冲击的部位或者表面；所述的空蚀诱导孔沿圆周均匀布置在阀芯的表面。空蚀诱导孔可有效将空化射流引导到空蚀诱导孔内，通过空蚀诱导孔内的流体消耗空化溃灭的射流动能，避免空化泡溃灭射流对阀体重要部位的冲击，从而减小或抑制阀体表面的空蚀。

技术研发人员：邹俊;李博;吉晨;杨华勇
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2017.08.09
技术公布日：2017.11.07