CN104613036A - 一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀 - Google Patents

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Abstract

一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，在溢流阀芯靠近回油腔的一端固定连接一挡流板，在挡流板朝向进油腔一侧的端面上开设有绕溢流阀芯一周的挡流环槽，使溢流阀芯锥面母线的延长线与挡流环槽端面的交点位于整个环槽面的中部位置。本发明增设挡流环槽，当以高速通过阀口的油液射到挡流环槽后，在挡流环槽上产生对阀芯的冲击力，其方向为使阀口开大的方向，与其液动力方向相反，抑制了液动力对溢流阀进油腔压力的影响，提高了调压精度。本发明还增设阻尼孔、阻尼活塞及阻尼调节机构，阻尼活塞与阻尼孔采用小间隙配合，并形成阻尼容腔，通过阻尼调节机构可对溢流阀芯施加不同的阻尼，减轻了溢流阀芯的振动，达到了减振降噪的作用。

Description

一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀
技术领域
本发明涉及一种用于减振降噪的溢流阀，具体的说是一种平衡液动力及可调阻尼的降噪溢流阀。
背景技术
当进油腔压力油推动溢流阀阀芯、打开溢流通道时，液流从进油腔通过阀口流向回油腔，会形成对阀芯的作用力，即液动力。根据流体力学原理，阀芯所受液动力的方向是使阀口关小的方向，从静态性能来看，满足下面力平衡方程：
            （1）
其中，－弹簧预压缩力；－油液作用在阀芯上的面积；
－进油腔压力；   －液动力
因此，由式（1）可得出进油腔的压力
           （2）
由式（2）可以看出，进油腔的液流压力不仅弹簧预紧力、液流作用面积有关，还与液动力有关，而根据流体力学原理，液动力又与通过阀口的油液流量、速度成正比，因而当溢流阀弹簧预紧力调定时，如果进油腔的液流流量因负载变化而发生变化，则液动力发生变化，原先的阀芯受力平衡被打破，进油腔的压力发生变化，造成溢流阀进油腔压力不稳，稳压精度差，进而会导致溢流阀所在系统的压力波动，导致振动和噪声。
从溢流阀的动态性能看，当进油腔油液压力推动阀芯有一个轴向开口时，阀芯满足以下动态力平衡方程：
      （3）
其中：－弹簧预压缩力；　－阀芯作用面积；　－进油腔压力；M－阀芯及弹簧质量； B－阀芯运动粘性阻尼系数；－阀芯位移；
K－弹簧和液动力的综合刚度；
令
当时，则式（3）的通解为
  （4）
其中为常量，与初始值及边界条件有关。
由式（4）可知，阀芯的位移呈现为一个振幅随时间延续而衰减的等频率振动形式，并且阻尼系数B越小，阻尼比越小，振幅随时间延续而衰减得越慢，振动越大。
 由于常规溢流阀阀芯的粘性阻尼较小，故阀芯在开启或受外界干扰（比如溢流流量的变化）后振动较大，将会对设备的运行及环境产生不利影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的溢流阀，该溢流阀能够平衡由于溢流流量变化而导致的液动力的变化，即尽量的减小背景技术所述式（2）中的值，而且还可以通过调节阀芯的阻尼，即增大式（4）中的的值，控制阀芯的振动，达到在不同工况下稳定系统压力、提高调压精度及减振降噪的目的。
本发明所采用的技术方案是：一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，包括阀体、设置在阀体内腔中的溢流阀芯和设置在阀体一端用于调整溢流压力的压力调节机构，在阀体上设有进油腔和回油腔，在进油腔的压力大于设定的溢流压力的状态下，溢流阀芯向一侧移动实现油液由进油腔向回油腔的溢流，在溢流阀芯靠近回油腔的一端固定连接一挡流板，在挡流板朝向进油腔一侧的端面上开设有绕溢流阀芯一周的挡流环槽，使溢流阀芯锥面母线的延长线与挡流环槽端面的交点位于整个环槽面的中部位置。
进一步优化，所述溢流阀芯锥面母线的延长线与挡流环槽端面的交点位于整个环槽面的中心处.
进一步优化，所述的挡流环槽，其槽深为槽端面径向长度的0.7倍。
进一步优化，所述的阀体上位于进油腔的一端还设有阻尼孔，在阻尼孔内设有与溢流阀芯连接成一体结构的阻尼活塞，阻尼孔的一端通过孔道与阀体上的回油腔相连通。
进一步优化，所述的阻尼活塞与阻尼孔采用小间隙配合。
进一步优化，还设有阻尼调节机构，所述的阻尼调节机构包括设置在孔道与阻尼孔连接处的节流阀芯以及用于驱动节流阀芯移动的驱动机构，通过旋转节流阀芯可调节孔道与阻尼孔连接处开口的大小。
进一步优化，所述的压力调节机构包括设置在阀体上的调节杆、与调节杆一端相接触的支座以及设置在支座和溢流阀芯之间的弹性元件，通过驱动调节杆带动支座移动，实现对弹性元件预压力的调整。
进一步优化，所述的弹性元件为弹簧。
本发明的有益效果是：
其一、本发明增设挡流环槽，当以高速通过阀口的油液射到挡流环槽后，在挡流环槽上产生对阀芯的冲击力，其方向为使阀口开大的方向，与其液动力方向相反，平衡了液流通过溢流阀口时产生的液动力，抑制了液动力对溢流阀进油腔压力的影响，减小了系统压力的波动，提高了调压精度。
其二、在阀芯端部设置阻尼活塞和调节机构，当阀芯由于惯性、弹性或液动力的因素振动或冲击时，阻尼活塞与阻尼孔所形成的阻尼容腔和回油腔之间的油液要通过节流阀阀口流动，调节阀口开度大小，也就调节了阀芯的运动阻尼，当外部工况发生变化时，可以适时对其施加不同的阻尼，起到减振降噪的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中挡流环槽的局部放大图。
图中标记：1、阀体，2、溢流阀芯，3、进油腔，4、回油腔，5、挡流板，6、挡流环槽，7、阻尼孔，8、阻尼活塞，9、孔道，10、节流阀芯，11、调节杆，12、支座，13、弹性元件。
具体实施方式
    下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图所示，一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，包括阀体1、设置在阀体1内腔中的溢流阀芯2和设置在阀体1一端用于调整溢流压力的压力调节机构，在阀体1上设有进油腔3和回油腔4，在进油腔3的压力大于设定的溢流压力的状态下，溢流阀芯2向一侧移动实现油液由进油腔向回油腔的溢流，本文所述的压力调节机构为现有成熟的技术，例如采用下述结构：所述的压力调节机构包括设置在阀体上的调节杆11、与调节杆一端相接触的支座12以及设置在支座和溢流阀芯之间的弹性元件13，通过驱动调节杆带动支座移动，实现对弹性元件预压力的调整，此处所述的弹性元件13可以采用弹簧；
本技术方案，在溢流阀芯2靠近回油腔4的一端固定连接一挡流板5，在挡流板5朝向进油腔3一侧的端面上开设有绕溢流阀芯一周的挡流环槽6，并使溢流阀芯2锥面母线的延长线与挡流环槽6端面的交点位于整个环槽面的中部位置。
本方案，最优选的结构为：挡流环槽的具体设置满足：a. 阀芯锥面母线的延长线与挡流环槽端面的交点位于整个环槽面的中心处，即AB=0.5×BC，如图2所示；b. 槽深为槽端面径向长度的0.7倍，即BD=0.7×BC，如图2所示。这样可以保证通过锥面阀口的射流基本上不超过挡流环槽范围。根据流体力学原理，当进油腔3的油液压力达到调压弹簧调定压力时，溢流阀口开启，油液通过锥面流出时，对阀芯会产生液动力，其方向为促使阀芯向着阀口关小的方向，液动力与溢流流量等因素有关，当外界工况变化导致溢流流量变化时，液动力也会变化，原有的受力平衡状态被破坏，造成阀芯振动及压力、流量脉动。本发明增设挡流环槽，当以高速通过阀口的油液射到挡流环槽后，在挡流环槽上产生对阀芯产生冲击力，其方向为使阀口开大的方向，与其液动力方向相反，可以起到平衡液动力、降低液动力的影响力，抑制系统压力波动的作用。
本技术方案，在所述的阀体1上位于进油腔3的一端还设有阻尼孔7，在阻尼孔7内设有与溢流阀芯2连接成一体结构的阻尼活塞8，阻尼孔7的一端通过孔道9与阀体上的回油腔4相连通，所述的阻尼活塞与阻尼孔可采用小间隙配合，还设有阻尼调节机构，所述的阻尼调节机构包括设置在孔道9与阻尼孔7连接处的节流阀芯10以及用于驱动节流阀芯移动的驱动机构，可通过旋转节流阀芯10调节孔道9与阻尼孔7连接处开口的大小；阻尼活塞8与溢流阀芯2连接成一体结构对溢流阀芯的运动起到导向作用，同时阻尼活塞8隔断阻尼孔7并使得阻尼孔后端形成阻尼容腔，阻尼容腔通过孔道9与阀体的回油腔4相连通，在孔道9和阻尼容腔的连接处设有节流阀芯10，通过节流阀芯调整开口的大小，即液流运动阻尼的大小。当阀芯由于惯性、弹性或液动力的因素振动或冲击时，阻尼容腔和回油腔4之间的油液要通过孔道流动，驱动节流阀芯移动以调节开口大小，也就调节了溢流阀芯的运动阻尼，当外部工况发生变化时，可以适时对其施加不同的阻尼，起到减振降噪的目的。

Claims (8)

1.一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，包括阀体、设置在阀体内腔中的溢流阀芯和设置在阀体一端用于调整溢流压力的压力调节机构，在阀体上设有进油腔和回油腔，在进油腔的压力大于设定的溢流压力的状态下，溢流阀芯向一侧移动实现油液由进油腔向回油腔的溢流，其特征在于：在溢流阀芯靠近回油腔的一端固定连接一挡流板，在挡流板朝向进油腔一侧的端面上开设有绕溢流阀芯一周的挡流环槽，使溢流阀芯锥面母线的延长线与挡流环槽端面的交点位于整个环槽面的中部位置。
2.根据权利要求1所述的一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，其特征在于：所述溢流阀芯锥面母线的延长线与挡流环槽端面的交点位于整个环槽面的中心处。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，其特征在于：所述的挡流环槽，其槽深为槽端面径向长度的0.7倍。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，其特征在于：所述的阀体上位于进油腔的一端还设有阻尼孔，在阻尼孔内设有与溢流阀芯连接成一体结构的阻尼活塞，阻尼孔的一端通过孔道与阀体上的回油腔相连通。
5.根据权利要求4所述的一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，其特征在于：所述的阻尼活塞与阻尼孔采用小间隙配合。
6.根据权利要求4所述的一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，其特征在于：还设有阻尼调节机构，所述的阻尼调节机构包括设置在孔道与阻尼孔连接处的节流阀芯以及用于驱动节流阀芯移动的驱动机构，通过旋转节流阀芯调节孔道与阻尼孔连接处开口的大小。
7.根据权利要求4所述的一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，其特征在于：所述的压力调节机构包括设置在阀体上的调节杆、与调节杆一端相接触的支座以及设置在支座和溢流阀芯之间的弹性元件，通过驱动调节杆带动支座移动，实现对弹性元件预压力的调整。
8.根据权利要求7所述的一种具有平衡液动力及可调阻尼功能的降噪溢流阀，其特征在于：所述的弹性元件为弹簧。
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