阻尼器集成式组合阀的制作方法

1.本实用新型涉及一种主要应用于航空液压阻尼器中的集成式组合阀。


背景技术：

2.组合阀具有集成化程度高，体积小、结构紧凑、密封性能好、过流能力大、使用寿命长等特点。是应用于液压设备中的重要部件。通常包含了逆止阀、卸载阀、先导阀、直动阀、安全阀和卸荷阀插装元件的功能。目前各种应用中的弹簧阻尼器，液压阻尼器，脉冲阻尼器，旋转阻尼器，风阻尼器，粘滞阻尼器等用在受压设备、容器或管路上，作为超压保护装置。当设备、容器或管路内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止设备、容器或管路内的压力继续升高；当压力降低到规定值时，阀门应自动及时关闭，从而保护设备、容器或管路的安全运行。安全阀可以由阀门进口的系统压力直接驱动，在这种情况下是由弹簧或重锤提供的机械载荷来克服作用在阀瓣下方的介质压力。它们还可以由一个机构来先导驱动，该机构通过释放或施加一个关闭力来使安全阀开启或关闭。因此，按照上述驱动模式将安全阀分为直接作用式和先导式。安全阀可以在整个开启高度范围或在相当大的开启高度范围内比例开启一也可能仅在一个微小的开启高度范围内比例开关，然后突然开启到全开位置。因此，可以将安全阀分为比例式和全启式。安全阀的结构、应用和公称通径的确定应受到规范的约束，在不同的规范之间，其约束条款以及有关定义可能不同。单一安全阀是一种由进口静压开启的自动泄压防护装置，是一种液压产品常用的超压保护元器件，它是压力容器最为重要的安全附件之一，它的功能是：当容器内压力超过某一定值时，依靠介质自身的压力自动开启阀门，迅速排出一定数量的介质。当容器内的压力降到允许值时，阀又自动关闭，使容器内压力始终低于允许压力的上限，自动防止因超压而可能出现的事故，所以安全阀又被称为压力容器的最终保护装置。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。安全阀又称泄压阀，按结构形式分为弹簧式安全阀和杠杆式安全阀、脉冲式安全阀，其中弹簧式安全阀应用最为普遍;按连接方式分为螺纹安全阀和法兰安全阀。安全阀因其液压流动为单向不可逆，又称为单向活门。它是一种小行程，多冲击运动，使液压产品两腔体实现相互沟通的液压元件，适用于各种液压附件及液压系统装置中。其工作原理是，当液压力高于弹簧提供的阀芯关闭力时，在液压力作用下安全阀芯压缩弹簧产生运动，阀芯锥面与阀座的锥面脱开，液体通过锥形环带流到液压产品另外一腔，实现泄压功能，对液压附件的相关零件起到保护作用，以至于不会导致零件在液压作用下被损坏。普通意义上的安全阀仅用于对液压力的释放，对其相关零部件起保护作用，所需工作次数较少。
3.单一阻尼阀是一种利用小孔节流原理实现阻尼缓冲功能，通过液体流经阻尼阀芯小孔发生分子挤压运动产生热量，将外界机械能转化为热能耗散的一种阀机构；集成式组合阀除需对液压阻尼器相关零部件起安全保护，对其阻尼器最大载荷予以精准控制外，在阻尼器正常工作时需频繁开启，对流量、流阻的要求较高，且对阀芯阀座的密封锥面耐冲击、耐磨及密封性要求极高。
4.目前液压阻尼系统和液压附件中安全阀和阻尼阀大都采用单一式结构。安全阀工作特点是，工作液体从阀前腔流至阀芯处，作用在阀芯上的液压力直接由弹簧力来平衡，阀口密封副的接触压力随系统内压力的增高而减小。阻尼阀工作特点与安全阀略有不同，阻尼功能时工作液体从阀后腔流至阀芯处，阀芯关闭，油液从阻尼小孔通过，利用小孔节流原理实现阻尼缓冲功能，通过液体流经阻尼阀芯小孔发生分子挤压运动产生热量，将外界机械能转化为热能耗散；补油功能于其基本原理于安全阀类似，工作液体从阀前腔流至阀芯处，作用在阀芯上的液压力直接由弹簧力来平衡，阀口密封副的接触压力随系统内压力的增高而减小，但无高压状态，设计开启力应尽量低。集成式组合阀将安全阀和阻尼阀功能集成于一起，同时具备安全保护、压力平衡和阻尼缓冲功能，对结构设计的集成度要求较高，这种结构由于其本身的特点，决定了它是不能用作大流量安全阀的。为满足大流量使用需求，在阻尼阀座有限的结构尺寸内，设计形回油槽。由于航空产品的特殊性，对产品减重需求较高，故在结构设计时紧凑要求较突出，故航空阻尼器集成式组合阀的设计难度高。
5.按适用价值，较大集成式组合阀结构是近年来出现的航空液压组合阀的一种先进结构形式。集成式组合阀利用阻尼阀座的异型“扇形流道”满足大流量需求，可使组合阀尺寸大大减小，从而可避免结构偏大质量超设计指标所带来的问题。集成式组合阀机构内部核心部件为阻尼阀座、安全阀芯、阻尼阀芯和弹簧，安全阀芯能实现的最大机械位移称之为开度。由于安全阀芯和安全阀座的密封锥面具有频繁的冲击作用，冲击力来源于弹簧力作用，阀芯开度控制了产品工作时能通过的最大流量，制约影响到最大阻尼载荷。为防止阀芯启闭工作时出现自激振现象，对弹簧刚度与阀芯质量的匹配设计尤其讲究，同时对锥面角度及锥面环带面积设计同样关键。由于内部机构中阀芯和阀座需具有抗受冲击的能力，抗振性要求也较高，为避免受机械冲击带来的损伤，通常需要满足动作特性的范围内的冲击，避免受动作冲击导致零件损坏。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中存在的不足之处和单一安全阀和阻尼阀机构卸压和阻尼作用不满足使用需要的问题，本实用新型的任务是提供一种集成化程度高、体积小、结构紧凑、密封性好、过流能力大、使用寿命长，抗振动、抗冲击性，同时具备具有安全保护和阻尼缓冲功能的组合阀。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阻尼器集成式组合阀，包括：并联在闭环循环液压回路中相互连通且组件相同互为相反的上组合阀组件9和下组合阀组件11以及连通闭环循环液压回路的阻尼筒12其特征在于：上组合阀组件9和下组合阀组件11的阻尼腔配置有阻尼阀弹簧6，且阀座壁上制有连通阻尼筒12左、右液压腔扇形流道和锥封阻尼筒管路流体的弹簧安全阀1和，背端阀芯弹簧3作用于浮动锥面活门腔室配合锥面，关闭切断来自阻尼筒12控制流体源的阀锥止回阀2流连通下组合阀组件11通道的轴向阻尼孔，通过上组合阀组件9阀座壁上的扇形流道连通阀芯游动腔8，推动圆锥阻尼阀芯5的锥封阀孔。
8.本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果：
9.本实用新型采用并联在闭环循环液压回路中的上组合阀组件9和下组合阀组件11组成阻尼器集成式组合阀，集成化程度高、体积小、结构紧凑、密封性好、过流能力大、有效
减小产品结构外形，减轻重量。阀锥止回阀2关闭力矩大（可提高25-30
℅
），开闭一致性好，受力均匀、无变形，关闭更加严密、平整，可靠性高，泄漏量更低，可延长执行器的寿命，大大减少了维修次数。利用小孔节流原理实现阻尼缓冲功能，除需对液压阻尼器相关零部件起安全保护，对其阻尼器最大载荷予以精准控制外，在阻尼器正常工作时无需频繁开启，密封锥面耐冲击。当阀芯开启到一定开度时，保证了足够的油液可以顺利通过阀芯锥面部位环带，再经过阻尼阀座上的扇形流道流到另一腔，保证了阻尼载荷不再继续攀升，当阻尼活塞实现反向运动时，在弹簧力作用下快速关闭。在保证提供所需安全保护和实现阻尼功能需求前提条件下，具备体积小、质量轻，寿命长、密封性好等特点。而且具有较好的使用稳定性和耐久性。
10.本实用新型采用高压工作流体介质通过上组合阀组件9阀座壁上的扇形流道进入阀芯游动腔8，推动圆锥阻尼阀芯5锥封阀孔，高压流体通过圆锥阻尼阀芯5端面轴向阻尼小孔流连通通道进入下锥面活门腔10，推动下组合阀中的圆锥阻尼阀芯5运动，阀芯被推开，锥封阀孔开启，下组合阀关闭，阻尼筒右腔压力升高，阻尼活塞向阻尼筒右端加速运动，阻尼筒左腔压力逐渐降低；高压流体通过扇形流道，一路流入阻尼筒左腔，实现泄压安全保护功能；扇形流道为大流量油液从阻尼筒一腔流到另一腔提供了保障，带“扇形流道”和前后浮动腔室的阻尼阀阀座及带内锥式密封副和阀芯浮动腔室的安全阀阀座，有效保证了阻尼器在全使用条件下平稳、对称工作。通过螺纹副连接，端面机械限位，配置阀锥止回阀、阀芯弹簧、调整垫圈、圆锥阻尼阀芯、阻尼阀弹簧、阻尼阀调整垫圈和钢丝挡圈等，构成集成式组合阀，体积小，质量轻，抗污染能力强，响应速度快，灵敏度高，可以替代传统的单一性安全阀和阻尼阀。
11.本实用新型通过上组合阀阀座上的扇形流道，打开上组合阀中阀锥止回阀2，吸收大流量流体，流到阻尼筒右腔，实现泄压安全保护功能，形成压缩弹簧促动吸收外界冲击能量，实现对旋翼结构件的有效防共振作用。利用小孔节流原理实现阻尼缓冲功能，除需对液压阻尼器相关零部件起安全保护，对其阻尼器最大载荷予以精准控制外，在阻尼器正常工作时无需频繁开启，密封锥面耐冲击。当阀芯开启到一定开度时，保证了足够的油液可以顺利通过阀芯锥面部位环带，再经过阻尼阀座上的扇形流道流到另一腔，保证了阻尼载荷不再继续攀升，当阻尼活塞实现反向运动时，在弹簧力作用下快速关闭。解决了所需使用环境下，促动件的运动速度快、冲击大的缺陷。
12.本实用新型主要用于阻尼器的降低冲击能量、平稳工作的集成组合阀机构，可保证阻尼器在大速度工况下平稳工作和在高频宽幅工作状态下实现双向对称阻尼，保持平稳工作，可以用来替代传统的单一安全阀和阻尼阀的集成阀组件机构。
附图说明
13.图1是本实用新型用在液压阻尼器中的阻尼器集成式组合阀的构造示意图；
14.图2是图1上组合阀组件与下组合阀组件的工作原理示意图；
15.图3是图2上、下阻尼阀阀座侧视图；
16.图4是挡圈环槽和挡圈启口槽的走向与作用原理；
17.图中：1弹簧安全阀，2阀锥止回阀，3阀芯弹簧，4弹簧座，5圆锥阻尼阀芯，6阻尼阀弹簧，7阻尼阀调整垫圈，8阀芯游动腔，9上组合阀组件，10下锥面活门腔，11下组合阀组件。
18.下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。所有这些构思应视为本技术所公开的内容和本实用新型的保护范围。
具体实施方式
19.参阅图1、图3。在以下描述的优选实施例中，一种阻尼器集成式组合阀，包括：并联在闭环循环液压回路中相互连通且组件相同互为相反的上组合阀组件9和下组合阀组件11，其特征在于：上组合阀组件9和下组合阀组件11阻尼腔配置有阻尼阀弹簧6，且阀座壁上制有连通阻尼筒12左、右液压腔流体介质输入、输出管路的扇形流道和锥封阻尼筒管路流体的弹簧安全阀1；在自由状态下，弹簧安全阀1的阀锥止回阀2在背端阀芯弹簧3的弹力，作用于浮动锥面活门腔室配合锥面处于关闭状态，切断来自阻尼筒的控制流体源，当阻尼筒阻尼活塞向液压右腔阻运动，下组合阀组件11截止，阻尼筒高压工作流体介质通过上组合阀组件9阀座壁上的扇形流道进入阀芯游动腔8，推动圆锥阻尼阀芯5锥封阀孔，高压流体通过圆锥阻尼阀芯5端面轴向阻尼孔流连通下组合阀组件11，通过连通通道，推动下组合阀组件11中的圆锥阻尼阀芯5左移运动，阀芯被推开，锥封阀孔开启，推动下组合阀组件11的阀锥止回阀2关闭下锥面活门腔10，阻尼筒右腔压力升高，阻尼活塞向阻尼筒右端加速运动，阻尼筒左腔压力逐渐降低；高压流体通过扇形流道，一路流入阻尼筒左腔，实现泄压安全保护功能；另一路通过上组合阀组件9阀座上的扇形流道，打开上组合阀组件9中阀锥止回阀2，吸收大流量流体，流到阻尼筒右腔，形成压缩弹簧促动吸收外界冲击能量，实现泄压安全保护功能，反之亦然。
20.上组合阀组件9包括：连通阻尼筒左腔管路的阻尼筒12及阀锥止回阀2，装配在阀锥止回阀2背端悬臂轴与弹簧座4之间的阀芯弹簧3，锥封在所述弹簧座4圆锥阀孔上的圆锥阻尼阀芯5，装配在圆锥阻尼阀芯5背端悬臂筒体内台阶孔与阻尼阀调整垫圈7之间的阻尼阀弹簧6。流体沿弹簧安全阀1上锥面活门腔进口流动，阀锥止回阀2截止流体介质回流，通过调整串联在阀锥止回阀2背端与弹簧座4孔端面之间的阀芯弹簧3，以及封装在所述弹簧座4后端面锥孔上的圆锥阻尼阀芯5悬臂筒中的阻尼阀弹簧6，工作液通过阀芯游动腔阀座扇形流道13的挡圈环槽14流入阻尼筒左腔。挡圈环槽14的直径方向制有两个对称的挡圈启口槽15。
21.阀锥止回阀2和下锥面活门腔上制有内锥式阀口密封副、芯浮动腔室及螺纹副，阀锥止回阀2采用锥面密封，锥面后端均布有充足的通油孔。
22.下组合阀组件11与所述上组合阀组件9中的圆锥阻尼阀芯5采用锥面密封，锥面后端均布有充足的通油孔，其前腔室配置有阀芯弹簧3和弹簧座4，后腔室配置有阻尼阀调整垫圈7。
23.下组合阀组件11与所述上组合阀组件9镜像对称，方向相反，上组合阀组件9通过弹簧座4阶梯台阶孔流体通道连通下组合阀组件11的阶梯台阶孔。
24.在自由状态下，圆锥阻尼阀芯5分别通过上组合阀组件9和下组合阀组件11的锥面处于配合状态，通过阻尼阀弹簧6的弹力作用于所述锥面与上组合阀组件9和下组合阀组件11处于关闭状态。当阻尼筒阻尼活塞向阻尼筒右端小速度运动时，工作液通过上组合阀组件9中圆锥阻尼阀芯5阻尼小孔流经下组合阀组件11，推开下组合阀组件11中圆锥阻尼阀芯
5运动开启，流到阻尼筒右腔，实现节流功能；阻尼活塞向阻尼筒右端实现大速度运动时，工作液无法全部通过上组合阀组件9中圆锥阻尼阀芯5阻尼小孔流到阻尼筒左腔，阻尼筒右腔压力升高，打开下组合阀中阀锥止回阀2，吸收大流量油液通过下组合阀组件11上的“扇形流道”流到阻尼筒右腔，实现泄压安全保护功能，形成压缩弹簧促动吸收外界冲击能量，形成集成式组合阀。反之，当阻尼活塞向阻尼筒左端小速度运动时，工作液通过下组合阀中圆锥阻尼阀芯5阻尼小孔流经上组合阀组件9，推开上组合阀组件9中圆锥阻尼阀芯5运动开启，流到阻尼筒右腔，实现节流功能；当阻尼活塞向阻尼筒左端实现大速度运动时，工作液无法全部通过上组合阀中圆锥阻尼阀芯5阻尼小孔流到阻尼筒右腔，阻尼筒左腔压力升高，打开上组合阀上组合阀组件9中阀锥止回阀2，吸收大流量油液通过上组合阀组件9上的“扇形流道”13流到阻尼筒右腔，实现泄压安全保护功能，形成压缩弹簧促动吸收外界冲击能量，形成集成式组合阀。
25.以上所述的仅是本实用新型的优选实施实例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如通过实际结构的调整变化，也可推广到其它系统领域的应用平台，这些变更和改变都应视为属于本实用新型的保护范围。