CN105064301B - 可调式单向节流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调式单向节流装置，属于阀门领域，提供一种可单方向调节通道节流面积的可调式单向节流装置，通过在安装通孔的内壁设置有过油凹环；在凸柱体上设置节流油孔，所述节流油孔从凸柱体的外壁面贯穿至盖板通孔的内壁面；当阀芯向上移动至与凸柱体的底端面接触时，所述减压油孔、过油台阶、过油凹环和节流油孔连通形成节流通道；而通过对凸柱体在安装通孔的升降调节，可实现对上述节流通道的面积进行调节，进而可单方向调节该节流通道的流量。在水电站闸门系统中，可实现在闭门作业时对液压油流量的调节，达到调节闭门速度的效果，同时又不会影响启门作业时液压油的流量；可有效节省调试时间，提高工作效率。

Description

可调式单向节流装置

技术领域

本发明涉及阀门领域，尤其涉及一种可调式单向节流装置。

背景技术

水利水电进水口快速闸门普遍采用液压启闭机进行操作。在闭门作业时，液压启闭机仅需要较小功率控制电源打开有杆腔出口插装阀，即可在自重和出口单向节流装置作用下进行闭门，并且在闭门过程中单向节流装置内的阀芯向上移动，液压油仅能通过阀芯中心的基础油孔流通，确保了闭门速度不会过快；在启门作业时，单向节流装置内的阀芯反向移动，打开周边减压油孔，液压油可通过阀芯中心的基础油孔和周边减压油孔流通，以此减小启门时液阻力。此单向节流装置具有操作功率小，失电情况下利用UPS控制电源进行操作闭门，安全可靠性高。然而目前的单向节流装置一旦安装好后就不可调节闭门时液压油通道的有效面积，进而无法实现对闭门速度的调节，如果需要调节闭门速度，则需要通过更换不同结构的阀芯进行调节，在电站启闭机和闸门联合调试时非常复杂，并且在更换阀芯过程中需要放掉油缸内所有液压油，不仅费时费力，液压油的泄漏对环境也产生破坏作用。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可单方向调节通道面积的可调式单向节流装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：可调式单向节流装置，包括下端盖、阀芯和盖板，在下端盖上设置有安装通孔，在安装通孔的底端设置有定位台阶，所述盖板具有一凸柱体，在凸柱体内设置有盖板通孔，所述凸柱体套设在安装通孔内，凸柱体的底端面与定位台阶之间形成阀芯腔体；所述阀芯可自由上下移动的设置在所述阀芯腔体内，在阀芯的中心设置有基础油孔，在阀芯上基础油孔的外围设置有减压油孔，所述减压油孔与盖板通孔错开，在凸柱体的底端设置有过油台阶，所述过油台阶与减压油孔对应；在安装通孔的内壁设置有过油凹环，所述过油凹环与过油台阶对应；在凸柱体上设置节流油孔，所述节流油孔从凸柱体的外壁面贯穿至盖板通孔的内壁面，所述节流油孔与过油凹环对应；当阀芯向上移动至与凸柱体的底端面接触时，所述减压油孔、过油台阶、过油凹环和节流油孔连通形成节流通道；所述凸柱体通过调节机构可升降调节的套设在安装通孔内。

进一步的是：所述调节机构包括设置在下端盖和盖板之间的两块对称分布的斜楔板、设置在斜楔板上的调节螺柱和固定基板；所述斜楔板通过调节螺柱可调节的安装在固定基板上。

进一步的是：所述斜楔板上斜面的斜度为1:10。

进一步的是：在斜楔板的上表面上设置有刻度线。

进一步的是：当阀芯向上移动至与凸柱体的底端面接触时：阀芯上所有的减压油孔的有效节流面积为S1，过油台阶的有效节流面积为S2，过油凹环的有效节流面积为S3，凸柱体上所有的节流油孔的有效节流面积为S4，减压油孔与过油台阶之间的有效节流面积为S5，过油台阶与过油凹环之间的有效节流面积为S6，过油凹环与节流油孔之间的有效节流面积为S7；在上述S1至S7中，S6为最小值，并且通过凸柱体在安装通孔内的升降调节可改变S6的大小。

进一步的是：当阀芯向上移动至与凸柱体的底端面接触时，阀芯上所有的减压油孔的有效节流面积为S1，过油台阶的有效节流面积为S2，过油凹环的有效节流面积为S3，凸柱体上所有的节流油孔的有效节流面积为S4，减压油孔与过油台阶之间的有效节流面积为S5，过油台阶与过油凹环之间的有效节流面积为S6，过油凹环与节流油孔之间的有效节流面积为S7，在上述S1至S7中，S7为最小值，并且通过凸柱体在安装通孔内的升降调节可改变S7的大小。

进一步的是：所述节流油孔有多个，多个节流油孔沿凸柱体的周向呈放射状均匀分布。

进一步的是：所述多个节流油孔绕凸柱体的轴线螺旋分布。

进一步的是：在凸柱体的外周壁面与安装通孔的内周壁面之间设置有O型密封圈。

本发明的有益效果是：通过将凸柱体通过调节机构可升降调节的套设在安装通孔内，同时通过设置相应的减压油孔、过油台阶、过油凹环和节流油孔，并且当阀芯向上移动至与凸柱体的底端面接触时，可形成液压油流通的节流通道，而通过对凸柱体在安装通孔的升降调节，可实现对上述节流通道的节流面积进行调节，进而可调节该节流通道的液压油流量，最终实现单方向的流量调节。当将本发明用于水电站闸门的启闭系统中时，可实现在闭门作业时对液压油流量的调节，达到调节闭门速度的效果，同时又不会影响启门作业时液压油的流量；在电站启闭机和闸门联合调试时非常方便，调节过程只需要调节相应的调节机构即可，无需对阀芯进行更换，节省时间，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为图1中B-B截面所示的剖视图，并且此时液压油为从上往下流动；

图3为图1中B-B截面所示的剖视图，并且此时液压油为从下往上流动；

图4为图3中局部区域A的一种结构下的放大示意图；

图5为图3中局部区域A的另一种结构下的放大示意图；

图6为本发明的侧视图；

图7为斜楔板的主视图；

图8为斜楔板的侧视图；

图9为盖板的三维视图；

图10为阀芯的三维视图；

图11为节流油孔沿凸柱体周向展开后的示意图，其中所有节流油孔位于同一水平面上；

图12为节流油孔沿凸柱体周向展开后的示意图，其中所有节流油孔绕凸柱体的轴线螺旋分布；

图中标记为：下端盖1、安装通孔11、定位台阶12、过油凹环13、阀芯2、基础油孔21、减压油孔22、盖板3、盖板通孔31、凸柱体4、过油台阶41、节流油孔42、阀芯腔体5、调节机构6、斜楔板61、斜面611、刻度线612、调节螺柱62、固定基板63、腰型槽64、O型密封圈7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图12中所示，本发明所述的可调式单向节流装置，包括下端盖1、阀芯2和盖板3，在下端盖1上设置有安装通孔11，在安装通孔11的底端设置有定位台阶12，所述盖板3具有一凸柱体4，在凸柱体4内设置有盖板通孔31，所述凸柱体4套设在安装通孔11内，凸柱体4的底端面与定位台阶12之间形成阀芯腔体5；所述阀芯2可自由上下移动的设置在所述阀芯腔体5内，在阀芯2的中心设置有基础油孔21，在阀芯2上基础油孔21的外围设置有减压油孔22，所述减压油孔22与盖板通孔31错开，在凸柱体4的底端设置有过油台阶41，所述过油台阶41与减压油孔22对应；在安装通孔11的内壁设置有过油凹环13，所述过油凹环13与过油台阶41对应；在凸柱体4上设置节流油孔42，所述节流油孔42从凸柱体4的外壁面贯穿至盖板通孔31的内壁面，所述节流油孔42与过油凹环13对应；当阀芯2向上移动至与凸柱体4的底端面接触时，所述减压油孔22、过油台阶41、过油凹环13和节流油孔42连通形成节流通道；所述凸柱体4通过调节机构6可升降调节的套设在安装通孔11内。

本发明具有两种工作状态，分别为图2所示状态和图3所示状态；在图2所示状态，液压油从上向下流动，阀芯2移动至下方与定位台阶12接触，此时阀芯2上的基础油孔21和减压油孔22可同时供液压油流通；而在图3所示状态，液压油从下向上流动，阀芯2移动至上方与凸柱体4的低端接触，此时阀芯2上的基础油孔21可供液压油流通，而由减压油孔22、过油台阶41、过油凹环13和节流油孔42连通形成的节流通道也可供液压油流通，在这种情况下，通过调节结构6调节凸柱体4在安装通孔11内的升降，达到从上述节流通道内流动的液压油的流量进行调节控制。

其中，调节机构6的作用，是为了实现凸柱体4在安装通孔11内的升降调节，理论上只要能实现上述效果的结构均可，本发明优选采用如下结构：所述调节机构6包括设置在下端盖1和盖板3之间的两块对称分布的斜楔板61、设置在斜楔板61上的调节螺柱62和固定基板63；所述斜楔板61通过调节螺柱62可调节的安装在固定基板63上。其调节原理可参照图6所示结构，当将两侧的两块斜楔板61相互靠近调节时，下端盖1和盖板3之间的距离将增大，即使凸柱体4在安装通孔11内向上移动；反之当将两侧的两块斜楔板61相互远离调节时，凸柱体4在安装通孔11内向下移动。当然，为了使盖板3在斜楔板61移动过程中也可方便安装，一般在斜楔板61上设置有腰型槽64。

在上述采用斜楔板61进行调节的情况下，理论上凸柱体4在安装通孔11内升降的距离与斜楔板61水平移动的距离之比与斜楔板61上斜面611的斜度相关，通过设置相应的坡度，可使对凸柱体4的升降调节更精确；如优选设置斜面611的斜度为1:10，则理论上，此时斜楔板61水平移动10个单位的距离时，仅仅带动凸柱体4在安装通孔11内升降1个单位的距离；因此其调节精度更高对液压油的流量调节控制更精确。另外，为了便于精确、定量的确定调节值，以及凸柱体4的位置状态，本发明进一步可在斜楔板61的上表面上设置有刻度线612，如图1和图7中所示。

从上述分析可知，本发明实现对节流通道内液压油流量的调节是通过凸柱体4在安装通孔11内的升降来实现的；并且，现定义如下结构：当阀芯2向上移动至与凸柱体4的底端面接触时：阀芯2上所有的减压油孔22的有效节流面积为S1，过油台阶41的有效节流面积为S2，过油凹环13的有效节流面积为S3，凸柱体4上所有的节流油孔42的有效节流面积为S4，减压油孔22与过油台阶41之间的有效节流面积为S5，过油台阶41与过油凹环13之间的有效节流面积为S6，过油凹环13与节流油孔42之间的有效节流面积为S7；其中，上述节流面积S1至S7均是一种理论上假设的等效面积，并且上述S1至S7串联联通后，其理论上节流面积值最小处将会成为整条节流通道的“瓶颈”，也就是只要适当调节最小值处的节流面积即可达到调节整条节流通道的流量的最佳效果。由此本发明可采用如下结构实现：

第一种：如图5所示，首先在上述S1至S7中，设置S6为最小值，也就是说，此时S6处为整条节流通道的“瓶颈”，并且进一步设置为通过凸柱体4在安装通孔11内的升降调节可改变S6的大小；也就是当凸柱体4在安装通孔11内的升降时，相应的过油台阶41与过油凹环13之间仅有部分缝隙对应，而另一部分则错开，并且随着凸柱体4的调节，该对应缝隙发生变化；当然，在调节凸柱体4的过程中，其余S1至S5以及S7的值一般可不发生变化，即使某个值随着S6发生变化，也应当始终大于S6的值。

第二种：如图4所示，首先在上述S1至S7中，设置S7为最小值，也就是说，此时S7处为整条节流通道的“瓶颈”，并且通过凸柱体4在安装通孔11内的升降调节可改变S7的大小；也就是当凸柱体4在安装通孔11内的升降时，过油凹环13与节流油孔42之间仅有部分对应，而另一部分则错开，并且随着凸柱体4的调节，该对应部分的尺寸发生变化；当然，在调节凸柱体4的过程中，其余S1至S6的值一般可不发生变化，即使某个值随着S7发生变化，也应当始终大于S7的值。

在上述第二种情况下：一般将节流油孔42设置为圆柱形通孔，并且在凸柱体4上设置有多个节流油孔42，并且多个节流油孔42一般设置为沿凸柱体4的周向呈放射状均匀分布；这种情况下凸柱体4的升降与节流面积S6的大小变化关系还与节流油孔42的分布关系相关；并且一般的，我们希望凸柱体4的升降与节流面积S6的大小变化呈线性关系，这样可确保调节过程更加平稳；但是当将多个节流油孔42设置在同一水平面上时，如图11所示为沿凸柱体4的周向展开的情况，此时凸柱体4的升降与节流面积S6的大小变化关系为非线性，其调节过程并不十分平稳；为了达到线性的调节关系，可采用如图12所示的情况，将多个节流油孔42绕凸柱体4的轴线螺旋分布；当然，不管采用上述哪种结构，过油凹环13也应根据实际情况设置适当的尺寸。

最后，为了确保密封性能，在凸柱体4的外周壁面与安装通孔11的内周壁面之间设置有O型密封圈7；这样可确保凸柱体4在升降调节过程的密封性。

综上，本发明所示的可调式单向节流装置，其可实现单方向流量的调节，而对另一方向的流量大小影响很小。因此，当将其用于水电站闸门的启闭系统中时，可实现在闭门作业时对液压油流量的调节，达到调节闭门速度的效果，同时又不会影响启门作业时液压油的流量；在电站启闭机和闸门联合调试时非常方便，调节过程只需要调节相应的调节机构6即可，无需对阀芯2进行更换，节省时间，提高工作效率。

Claims (9)

1.可调式单向节流装置，包括下端盖(1)、阀芯(2)和盖板(3)，在下端盖(1)上设置有安装通孔(11)，在安装通孔(11)的底端设置有定位台阶(12)，所述盖板(3)具有一凸柱体(4)，在凸柱体(4)内设置有盖板通孔(31)，所述凸柱体(4)套设在安装通孔(11)内，凸柱体(4)的底端面与定位台阶(12)之间形成阀芯腔体(5)；所述阀芯(2)可自由上下移动的设置在所述阀芯腔体(5)内，在阀芯(2)的中心设置有基础油孔(21)，在阀芯(2)上基础油孔(21)的外围设置有减压油孔(22)，所述减压油孔(22)与盖板通孔(31)错开，其特征在于：在凸柱体(4)的底端设置有过油台阶(41)，所述过油台阶(41)与减压油孔(22)对应；在安装通孔(11)的内壁设置有过油凹环(13)，所述过油凹环(13)与过油台阶(41)对应；在凸柱体(4)上设置节流油孔(42)，所述节流油孔(42)从凸柱体(4)的外壁面贯穿至盖板通孔(31)的内壁面，所述节流油孔(42)与过油凹环(13)对应；当阀芯(2)向上移动至与凸柱体(4)的底端面接触时，所述减压油孔(22)、过油台阶(41)、过油凹环(13)和节流油孔(42)连通形成节流通道；所述凸柱体(4)通过调节机构(6)可升降调节的套设在安装通孔(11)内。

2.如权利要求1所述的可调式单向节流装置，其特征在于：所述调节机构(6)包括设置在下端盖(1)和盖板(3)之间的两块对称分布的斜楔板(61)、设置在斜楔板(61)上的调节螺柱(62)和固定基板(63)；所述斜楔板(61)通过调节螺柱(62)可调节的安装在固定基板(63)上。

3.如权利要求2所述的可调式单向节流装置，其特征在于：所述斜楔板(61)上斜面(611)的斜度为1:10。

4.如权利要求2所述的可调式单向节流装置，其特征在于：在斜楔板(61)的上表面上设置有刻度线(612)。

5.如权利要求1至4中任一项所述的可调式单向节流装置，其特征在于：当阀芯(2)向上移动至与凸柱体(4)的底端面接触时：阀芯(2)上所有的减压油孔(22)的有效节流面积为S1，过油台阶(41)的有效节流面积为S2，过油凹环(13)的有效节流面积为S3，凸柱体(4)上所有的节流油孔(42)的有效节流面积为S4，减压油孔(22)与过油台阶(41)之间的有效节流面积为S5，过油台阶(41)与过油凹环(13)之间的有效节流面积为S6，过油凹环(13)与节流油孔(42)之间的有效节流面积为S7；在上述S1至S7中，S6为最小值，并且通过凸柱体(4)在安装通孔(11)内的升降调节可改变S6的大小。

6.如权利要求1至4中任一项所述的可调式单向节流装置，其特征在于：当阀芯(2)向上移动至与凸柱体(4)的底端面接触时，阀芯(2)上所有的减压油孔(22)的有效节流面积为S1，过油台阶(41)的有效节流面积为S2，过油凹环(13)的有效节流面积为S3，凸柱体(4)上所有的节流油孔(42)的有效节流面积为S4，减压油孔(22)与过油台阶(41)之间的有效节流面积为S5，过油台阶(41)与过油凹环(13)之间的有效节流面积为S6，过油凹环(13)与节流油孔(42)之间的有效节流面积为S7，在上述S1至S7中，S7为最小值，并且通过凸柱体(4)在安装通孔(11)内的升降调节可改变S7的大小。

7.如权利要求6所述的可调式单向节流装置，其特征在于：所述节流油孔(42)有多个，多个节流油孔(42)沿凸柱体(4)的周向呈放射状均匀分布。

8.如权利要求7所述的可调式单向节流装置，其特征在于：所述多个节流油孔(42)绕凸柱体(4)的轴线螺旋分布。

9.如权利要求1所述的可调式单向节流装置，其特征在于：在凸柱体(4)的外周壁面与安装通孔(11)的内周壁面之间设置有O型密封圈(7)。