一种阀芯带有节流槽的抗污染耐撞击液压锥阀的制作方法

本发明涉及液压阀技术领域，具体为一种液压锥阀。

背景技术：

液压锥阀是流体传动与控制技术中最常用的基础元件之一，其结构简单、通流能力强，常被用于压力和流量控制阀的主阀或先导阀。阀口是锥阀的关键部位，其性能决定了锥阀及液压系统的工作特性。

液压锥阀在正常工作中，由于频繁启闭，经常造成阀芯与阀座的撞击，使得阀芯和阀座磨损，进而诱发锥阀密封失效。另外，油液中常含有一定的固体颗粒物，工程实际中发现在阀口趋于关闭时，随液流流动的固体颗粒极易卡滞在阀芯圆锥面与阀座之间，造成锥阀泄漏。传统液压锥阀是一种全周开口形式，其阀口开启和闭合时间极短，启闭过程基本没有过渡，易产生液压冲击。

在已有的液压锥阀抗污染耐撞击技术中，通过在锥阀阀口上游内置过滤器滤除一定粒径的固体颗粒物，但其过滤精度不能过高，否则将会造成较大的压力损失，这样势必有部分小粒径的固体颗粒物仍然可以进入锥阀内部进而诱发阀芯卡滞密封失效。检索现有公开文献专利，（1）对于锥阀撞击磨损问题，有一篇题为“溢流阀磨损及修复”（陈定.溢流阀磨损及修复[j].广西机械,1999,(04):48.[2017-10-13]）指出锥阀磨损的主要因素是接触应力和频频工作发生的冲击。通过在钻床上用砂布砂纸修磨干净锥阀伤痕,可以恢复溢流阀的功能，其技术不足：多次打磨修复后锥阀密封能力可能会下降。（2）颗粒物卡滞致锥阀泄漏问题，有实用新型专利“一种液压锥阀”（黄淑芳，cn201520052390.7），采用在阀芯圆锥段开设凹槽来储存液流中的杂质，防止其对阀芯表面的刮花，其技术不足：所开设的凹槽为盲槽，在实际工作中凹槽内是充满液体的，液流中的杂质很难进入凹槽，很难达到理想效果。（3）锥阀启闭过程流量控制特性问题：文献“基于cfd的液压锥阀开启过程流固耦合分析”（何晓晖,栾健,王强.基于cfd的液压锥阀开启过程流固耦合分析[j].液压与气动,2015,(09):122-125.[2017-10-12].）指出液压锥阀在开启过程流场不稳定，并且其性能对于液压系统有着较大的影响，但未提出有效的解决措施。专利“一种阀芯后端阻尼调压的液压锥阀（cn201620200966.4）”针对普通液压锥阀低阻尼而使其易于振动,致使系统稳定性较差的问题，提出通过加设阀芯后端阻尼调压单元,增大系统阻尼,有效提升锥阀稳定性的解决方案，但并未解决锥阀启闭过程中的流量控制问题。另外，针对液压锥阀锥阀撞击磨损、颗粒物卡滞致锥阀泄漏和启闭过程流量控制特性问题，提出有效的综合性解决方案的文献尚未见到报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种阀芯带有节流槽的抗污染耐撞击液压锥阀，使锥阀自身具备抗污染耐撞击的能力及优越的启闭控制特性，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是一种阀芯带有节流槽的抗污染耐撞击液压锥阀，包括阀芯1、阀体2、弹性阀座3、纳污小孔4、旁路流道5、节流槽6、内置流量传感器7，所述阀芯1在阀体2内孔之中，弹性阀座3放置于阀体阀座孔中，阀芯1上游阀体内孔侧壁开设纳污小孔4，内置流量传感器7内嵌于阀芯1下游阀腔内壁。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于对工程实践和计算所发现的锥阀阀座撞击磨损、固体颗粒致阀口泄漏以及启闭无过渡的不良性能的深入分析，通过设置分离式可更换的弹性阀座来吸收阀芯撞击能量减缓阀芯阀座的撞击磨损，以阀座弹性形变来补偿颗粒所致间隙、纳污小孔与旁路油路联合作用来容纳和阻挡颗粒污染，阀芯开设节流槽和前后阀口异步关闭改善锥阀启闭特性，使锥阀自身具备抗污染耐撞击的能力及优越的启闭控制特性。

附图说明

图1是本发明结构示意图，图2是弹性阀座形变容纳污染颗粒的过程示意图。附图标记及对应名称为：1-阀芯；2-阀体；3-弹性阀座；4-纳污小孔；5-旁路流道；6-节流槽；7-内置流量传感器；8-固体颗粒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本发明是一种阀芯带有节流槽的抗污染耐撞击液压锥阀，包括阀芯1、阀体2、弹性阀座3、纳污小孔4、旁路流道5、节流槽6、内置流量传感器7，所述阀芯1在阀体2内孔之中，弹性阀座3放置于阀体阀座孔中，阀芯1上游阀体内孔侧壁开设纳污小孔4，内置流量传感器7内嵌于阀芯1下游阀腔内壁。

如图1所示，阀芯1头部圆锥与圆柱段过渡区开设有节流槽6，节流槽6与阀体2的凸台构成后阀口。

如图1所示，所述节流槽6是u型，或者v型，或者k型单级节流槽。

如图1所示，节流槽6是u型，或者v型，或者k型多级组合式节流槽。

如图1所示，节流槽6数目为小于或等于12的偶数。

如图1、图2所示，所述弹性阀座3放置于阀体2阀座孔中，弹性阀座3与阀芯1头部圆锥构成前阀口。

如图1所示，阀芯1上游阀体内孔侧边开设纳污小孔4，纳污小孔4进出口由旁路流道5连通。

如图1所示，所述节流槽6数目为小于或等于12的偶数，可以形成多种梯度变化的阀口面积以适应各种工况需求，尤其在阀芯1开启和关闭过程中，使阀口具有较缓慢的面积梯度，且合理设计后阀口来实现前后阀口异步关闭，以便使液压锥阀拥有优越的启闭控制特性。

如图1、图2所示，所述弹性阀座3放置于阀体2阀座孔中，弹性阀座3是种分离式可更换的阀座，通过吸收阀芯1撞击能量减缓阀芯1阀座3的撞击磨损，以阀座3弹性形变来补偿固体颗粒8所致间隙。弹性阀座3与阀芯1头部圆锥构成前阀口，前阀口与后阀口构成两级串联阀口，一方面可以增强锥阀阀口密封能力，另一方面，形成二级节流，抬升前阀口后的背压，阻止气穴发生。

如图1、图2所示，所述阀芯1上游阀体内孔侧边开设纳污小孔4，纳污小孔4进出口由旁路流道5连通，在锥阀关闭过程中，迫使液流中的固体颗粒8进入纳污小孔，进而通过旁路油道而远离前阀口区域，避免颗粒卡滞在锥阀圆台-阀座之间所致的锥阀泄漏。通过内嵌在后阀口下游的内置流量传感器来检测锥阀关闭时可能的泄漏量，以便更换弹性阀座来确保锥阀的密封。

本发明的工作原理为：通过设置分离式可更换的弹性阀座来吸收阀芯撞击能量减缓阀芯阀座的撞击磨损，以阀座弹性形变来补偿颗粒所致间隙、纳污小孔与旁路油路联合作用来容纳和阻挡颗粒污染，阀芯开设节流槽和前后阀口的异步关闭改善锥阀启闭特性，使锥阀自身具备抗污染耐撞击的能力及优越的启闭控制特性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
一种阀芯带有节流槽的抗污染耐撞击液压锥阀，包括阀芯、阀体、弹性阀座、纳污小孔、旁路流道、节流槽、内置流量传感器。所述的阀芯在阀体内孔之中，阀芯头部圆锥径向开设有四个节流槽，节流槽与阀体凸台构成的后阀口，阀芯头部圆锥与弹性阀座构成前阀口。纳污小孔位于前阀口上游孔道侧壁，纳污小孔进口与出口由旁路流道连通。内置流量传感器位于后阀口下游。本发明通过设置分离式可更换的弹性阀座来吸收阀芯撞击能量减缓阀芯阀座的撞击磨损，以阀座弹性形变来补偿颗粒所致间隙、纳污小孔与旁路油路联合作用来容纳和阻挡颗粒污染，阀芯开设节流槽和前后阀口异步关闭改善锥阀启闭特性，使锥阀自身具备抗污染耐撞击的能力及优越的启闭控制特性。

技术研发人员：刘新强;冀宏;闵为;王金林;高文科;郑直
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：2017.10.17
技术公布日：2017.12.22