CN102840336B - 高压调压阀及压力检定装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高压调压阀及压力检定装置，包括第一接头、横向第一阀腔、第二接头、横向第二阀腔、顶针及动力源，所述第一、二接头分别连通第一、二阀腔，所述第一阀腔和第二阀腔对接，所述第一阀腔的对接处设有锥形腔，所述锥形腔的腔壁是圆锥面，所述圆锥面与圆球配合，所述动力源通过螺纹副带动所述顶针在所述横向直线移动，所述顶针带动所述圆球在所述横向直线移动。对于该调压阀，其采用丝杠原理使圆周运动转换为直线运动；利用顶针顶圆球开合来控制截止；利用圆球开合缝隙大小来控制流体流量，从而控制系统压力范围；即，该调压阀不仅有完全截止作用，还能够控制系统及回路压力。

Description

高压调压阀及压力检定装置

技术领域

本申请涉及一种高压调压阀。

背景技术

对于工农业生产中的液压气动设备或者流体传动场合，需要调节流体压力及通断控制。常用的流体压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。压力控制阀的作用是，使被控流体回路或系统的压力保持稳定，实现稳定压力、调节压力和限定压力的作用。常用的截止阀有隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀和针型仪表阀等。截止阀的作用是，控制被控流体回路或系统管路的通断。

对于现有的调压阀，其耐压低、控压精度差、密封效果及可靠性差、采用手动操作、体积大、维修维护不方便。对于常用的截止阀，密封精度差、可靠性差、采用手动操作、体积大、维修维护不方便。

因此，随着流体技术的不断发展，需要更高压力，更精密控制的调压阀来满足使用需求。

发明内容

本申请提供一种能够同时实现调压和通断控制、且密封精度高的高压调压阀及压力检定装置。

本申请提供一种高压调压阀，包括第一接头、横向第一阀腔、第二接头、横向第二阀腔、顶针及动力源，所述第一、二接头分别连通第一、二阀腔，所述第一阀腔和第二阀腔对接，所述第一阀腔的对接处设有锥形腔，所述锥形腔的腔壁是圆锥面，所述圆锥面与圆球配合，所述动力源通过螺纹副带动所述顶针在所述横向直线移动，所述顶针带动所述圆球在所述横向直线移动，所述圆球具有隔断位置和连通位置，在所述隔断位置，所述圆球与所述圆锥面紧贴密封配合，所述第一阀腔和第二阀腔隔断；在所述连通位置，所述圆球与所述圆锥面之间形成供流体通过的大小可变的缝隙，所述第一阀腔和第二阀腔连通；所述第一接头和第二接头中之一为用于接收高压流体的高压接头，所述第一接头和第二接头中之另一为用于输出低压流体的低压接头。

顶针可以与圆球固定，从而两者可以同步左右移动；顶针也可以只是顶住圆球，即两者之间不存在固定连接关系。

阀门端盖位于阀门座左侧时，锥形腔的内径可以由左至右逐渐减小，圆球可以部分运动到第二阀腔内；锥形腔的内径也可以是由右至左逐渐减小，即顶针仅在第一阀腔内运动。

第一阀腔可以与低压接头连通而第二阀腔与高压接头连通；也可以是第一阀腔与高压接头连通而第二阀腔与低压接头连通。

高压和低压是相对而言，即低压仅表示其压力小于高压的压力。

横向可以是等同于顶针的轴向。

顶针可以是多段阶梯轴。

流体如液体和气体。

进一步的，所述第二阀腔位于所述第一阀腔的左侧，所述锥形腔的内径左大右小，所述第二阀腔内设有阀门顶柱及能够在所述横向上伸缩变形的第一弹性体；在所述横向上，所述第一弹性体支撑所述阀门顶柱，所述阀门顶柱和顶针分别在左侧和右侧夹住所述圆球；所述顶针和所述第一阀腔之间、所述阀门顶柱和所述第二阀腔之间均形成固定间隙。

利用第一弹性体的弹性力，使阀门顶柱和顶针一直保持夹紧圆球的状态，从而顶针移动时，滚珠可以随着同步直线移动。

顶针和第一阀腔之间、阀门顶柱和第二阀腔之间的固定间隙，是指径向上的间隙可以保持不变。

进一步的，所述的高压调压阀，还包括阀门座和阀门端盖，所述第一接头和第一阀腔均设于所述阀门座，所述第二接头和第二阀腔均设于所述阀门端盖，所述阀门端盖固定在所述阀门座的左端面。

阀门端盖一般是可拆卸连接于阀门座的左端面。

进一步的，所述第一阀腔包括自所述阀门座的左端面向右延伸的第一腔室及自所述阀门座的右端面向左延的第二腔室，所述第一腔室和第二腔室连通，所述第一腔室和所述顶针之间形成所述固定间隙，所述第二腔室和所述顶针通过密封件密封配合。

第一腔室的内径可以小于第二腔室的内径，使两者的连接处形成台阶。第二腔室和顶针密封配合，使第一阀腔的右端封闭。

进一步的，所述阀门座的右端面固定有压盖，所述压盖套住所述顶针，且所述压盖在所述横向上将所述密封件紧压固定于所述第二腔室内。即，压盖可以将密封件紧压在第一、二腔室连接处的台阶上。

进一步的，所述的高压调压阀，还包括导向座，所述导向座固定在所述阀门座的右端面，所述顶针在所述横向穿过所述导向座，所述顶针上套有能够在所述横向伸缩变形的第二弹性体，所述第二弹性体的两端分别抵压所述阀门座和顶针。可以是第二弹性体的两端分别抵住压盖和顶针的台阶。

进一步的，所述第一阀腔的对接处设有可拆卸的阀门芯，所述锥形腔设于所述阀门芯。所述阀门芯与所述阀门座可拆卸连接，所述阀门端盖可拆卸固定在所述阀门座的左端面。

阀门芯可以通过密封件实现与阀门端盖和阀门盖之间的密封。

进一步的，所述的高压调压阀，还包括用于实时获取所述顶针的位置的传感器，所述传感器与所述动力源信号连接，相当于形成一个闭环控制，实现对顶针位置的精确控制。

进一步的，所述动力源为电机，所述电机固定于电机座，所述电机与传动轴直连，所述传动轴转动安装于所述电机座，所述传动轴具有内螺纹，所述顶针具有外螺纹，所述内螺纹和外螺纹配合，且所述顶针的转动被盖板约束，所述盖板与电机座固定。

动力源可以采用电机，也可以采用液压缸，或者其他能够与螺纹副配合来驱动顶针直线移动的结构。

一种压力检定装置，包括所述的高压调压阀，所述高压调压阀的低压接头输出用作检定基准的压力。

本申请的有益效果是：利用球阀截止阀原理采用圆球与圆锥面形成密封副，密封精度高；采用丝杠原理使圆周运动转换为直线运动；利用顶针顶圆球开合来控制截止；利用圆球开合缝隙大小来控制流体流量，从而控制系统压力范围；即，该调压阀不仅有完全截止作用，还能够控制系统及回路压力。

附图说明

图1是本实施方式高压调压阀的剖视示意图；

图2是反映本实施方式的圆球和圆锥面配合关系的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1及图2所示，一种高压调压阀，包括阀门座4、阀门端盖5、高压接头22、低压接头23、顶针10及动力源。低压接头23沿纵向设于阀门座4，该阀门座4还具有沿横向延伸的第一阀腔27，该低压接头23和第一阀腔27连通。高压接头22沿纵向设于阀门端盖5，该阀门端盖5还具有沿横向延伸的第二阀腔26，该高压接头22和第二阀腔26连通。第一阀腔27和第二阀腔26对接，第一阀腔27的对接处设有锥形腔24，该锥形腔的腔壁是圆锥面25，该圆锥面25与圆球19配合。圆球19与顶针10动力连接并能够在横向同步直线移动，动力源通过螺纹副带动顶针10在该横向直线移动。

在圆球19的移动轨迹上，其具有隔断位置和连通位置。在隔断位置，圆球19和圆锥面25紧贴并密封配合，第一阀腔27和第二阀腔26隔断，调压阀截止；在连通位置，圆球19离开圆锥面25并与圆锥面25之间形成供流体通过的间隙28，第一阀腔27和第二阀腔26连通，调压阀连通。初始时，圆球19可以处于截止位置；动力源带动顶针10直线移动而使圆球19脱离圆锥面25后，圆球19即处于连通位置，在不同的连通位置，圆球19和圆锥面25的间隙28不同，即圆球和圆锥面之间具有大小可变的活动间隙，也即第一阀腔的节流面积可变。通过改变该活动间隙的大小，实现对流体流量和压力的调节。

阀门座4和阀门端盖5的横向相当于顶10针的轴向，阀门座4和阀门端盖5的纵向相当于顶针10的径向。

进一步的，在一种实施方式中，阀门端盖5可以固定在阀门座4的左端面，即第二阀腔26位于第一阀腔27的左侧。锥形腔24的内径由左至右逐渐减小，第二阀腔26的内径大于锥形腔24的最大内径。第二阀腔26的内部可以设有阀门顶柱20和能够在横向伸缩变形的第一弹性体21，阀门顶柱20支撑在该第一弹性体21上，且阀门顶柱20和顶针10分别在左侧和右侧夹住圆球19。利用第一弹性体21的弹性力，使阀门顶柱20将圆球19紧压在顶针10上，从而在顶针10直线移动时，圆球19也能够同步直线移动。动力源正向驱动时，顶针10向左直线移动，圆球19和阀门顶柱20同步向左移动，第一弹性体21被压缩；动力源反向驱动时，第一弹性体21恢复形变，在弹性力作用下，阀门顶柱20推着圆球19紧贴顶针10向右直线移动。

进一步的，在一种实施方式中，第一阀腔27可以包括自阀门座的左端面向右延伸的第一腔室、及自阀门座的右端面向左延伸的第二腔室，第一腔室和第二腔室连通，第一腔室和低压接头23贯通，第一腔室和顶针之间形成供流体通过的固定间隙，顶针和第二腔室通过密封件18密封配合。第一腔室的内径可以小于第二腔室的内径，从而可以在两者的连接处形成台阶。密封件可以为密封圈，密封圈可以有多个，相邻密封圈可以被挡环15隔开，挡环15固套在顶针10上。阀门座的右端面还可以固定有压盖13，该压盖13套在顶针10上，通过该压盖13将挡环15和密封圈紧压在该台阶上。对于第一阀腔27，其左端(对接处)通过锥形腔24开放，其右端被封闭，其中部与低压接头连通。对于第二阀腔26，其右端(对接处)开放，其左端封闭，其中部与高压接头连通。

进一步的，在一种实施方式中，阀门座的右端面还可以固定有导向座3。导向座3具有横向贯穿的导向孔，顶针10横穿该导向孔，该顶针上还套有能够在横向伸缩变形的第二弹性体14，该第二弹性体的一端抵住压盖，其另一端抵住顶针的台阶。通过该导向座3，可以对顶针10的直线移动进行导向。

进一步的，在一种实施方式中，动力源可以为电机1，其固定在电机座2上。电机与传动轴6通过联轴器7直连。传动轴6与顶针10螺纹连接，具体的，传动轴可以具有内螺纹，顶针具有外螺纹，该内、外螺纹连接。顶针上可以套有盖板29，盖板29与电机座2固定，通过该盖板29约束顶针10的转动，使顶针在电机驱动下，只能直线移动而不能转动，相当于利用丝杠原理，将电机的旋转运动转换为直线运动。

进一步的，在一种实施方式中，高压调压阀还包括传感器12，该传感器的感应片11与顶针10固定，该传感器12能够获得该顶针10的实时位置。传感器12和电机1可以信号连接而形成一个闭环控制系统，实现对顶针位置的精确控制。

进一步的，在一种实施方式中，第一阀腔的对接处可以设有阀门芯17，该阀门芯17与阀门座4独立设置，锥形腔24设于该阀门芯17。如果因为液路中的铁屑等杂质造成阀门芯(圆锥面磨损而造成密封不好，可以直接更换阀门芯，更换阀门芯方便，只需拆开阀门端盖就可进行更换。阀门芯17通过密封件18实现与阀门端盖5和阀门座4之间的密封。

高压调压阀可以用于压力检定装置，其低压接头输出用作检定基准的压力，如气压和液压。该压力可以较大，如100MPa。

高压调压阀利用球阀截止阀原理采用圆球与圆锥面形成密封副；采用丝杠原理使圆周运动转换为直线运动；利用顶针顶精密圆球开合来控制截止，利用圆球开合缝隙大小来控制流体流量，从而控制系统压力范围；该调压阀有完全截止作用，能够智能控制系统压力，从而使压力检定仪器造压更快，稳压时间更短，压力检定更加准确等。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种压力检定装置的高压调压阀，其特征在于，包括第一接头、横向第一阀腔、第二接头、横向第二阀腔、顶针及动力源，所述第一、二接头分别连通第一、二阀腔，所述第一阀腔和第二阀腔对接，所述第一阀腔的对接处设有锥形腔，所述锥形腔的腔壁是圆锥面，所述圆锥面与圆球配合，所述动力源通过螺纹副带动所述顶针在所述横向直线移动，所述顶针带动所述圆球在所述横向直线移动，所述圆球具有隔断位置和连通位置，在所述隔断位置，所述圆球与所述圆锥面紧贴密封配合，所述第一阀腔和第二阀腔隔断；在所述连通位置，所述圆球与所述圆锥面之间形成供流体通过的大小可变的缝隙，所述第一阀腔和第二阀腔连通；所述第一接头和第二接头中之一为用于接收高压流体的高压接头，所述第一接头和第二接头中之另一为用于输出低压流体的低压接头，所述低压接头输出的低压用作检定基准的压力。 

2.如权利要求1所述的高压调压阀，其特征在于，所述第二阀腔位于所述第一阀腔的左侧，所述锥形腔的内径左大右小，所述第二阀腔内设有阀门顶柱及能够在所述横向上伸缩变形的第一弹性体；在所述横向上，所述第一弹性体支撑所述阀门顶柱，所述阀门顶柱和顶针分别在左侧和右侧夹住所述圆球；所述顶针和所述第一阀腔之间、所述阀门顶柱和所述第二阀腔之间均形成固定间隙。 

3.如权利要求2所述的高压调压阀，其特征在于，还包括阀门座和阀门端盖，所述第一接头和第一阀腔均设于所述阀门座，所述第二接头和第二阀腔均设于所述阀门端盖，所述阀门端盖固定在所述阀门座的左端面。 

4.如权利要求3所述的高压调压阀，其特征在于，所述第一阀腔包括自所述阀门座的左端面向右延伸的第一腔室及自所述阀门座的右端面向左延的第二腔室，所述第一腔室和第二腔室连通，所述第一腔室和所述顶针之间形成所述固定间隙，所述第二腔室和所述顶针通过密封件密封配合。 

5.如权利要求4所述的高压调压阀，其特征在于，所述阀门座的右端面固定有压盖，所述压盖套住所述顶针，且所述压盖在所述横向上将所述密封件紧压固定于所述第二腔室内。 

6.如权利要求4所述的高压调压阀，其特征在于，还包括导向座，所述导向座固定在所述阀门座的右端面，所述顶针在所述横向穿过所述导向座，所述顶针上套有能够在所述横向伸缩变形的第二弹性体，所述第二弹性体的两端分 别抵压所述阀门座和顶针。 

7.如权利要求1所述的高压调压阀，其特征在于，所述第一阀腔的对接处设有可拆卸的阀门芯，所述锥形腔设于所述阀门芯。 

8.如权利要求1所述的高压调压阀，其特征在于，还包括用于实时获取所述顶针的位置的传感器，所述传感器与所述动力源信号连接。 

9.如权利要求1所述的高压调压阀，其特征在于，所述动力源为电机，所述电机固定于电机座，所述电机与传动轴直连，所述传动轴转动安装于所述电机座，所述传动轴具有内螺纹，所述顶针具有外螺纹，所述内螺纹和外螺纹配合，且所述顶针的转动被盖板约束，所述盖板与电机座固定。 

10.一种压力检定装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的高压调压阀，所述高压调压阀的低压接头输出用作检定基准的压力。