CN105090172B - 液压锥阀腔体边壁及阀芯壁面压力分布测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种液压锥阀阀腔边壁及阀芯底部压力分布的测量装置,阀套装入阀体中，阀套盖板将阀套固定在阀体内,阀芯用螺钉紧在阀体上,阀套设有4组沿阀套圆周等距分布的阀套测压孔组，共12个测压小孔在轴线上的投影均布,相对应的设置6个在轴线上的投影均布的引压孔，旋转阀套采用试验方法利用本发明装置对锥阀阀芯底部及阀腔边壁的压力分布进行测量。
Description
技术领域
本发明涉及液压锥阀内部压力分布测量装置，尤其是涉及一种锥阀腔体边壁及阀芯壁面压力分布测量装置。
背景技术
液压阀是流体传动及控制技术领域的核心元件，其性能直接影响整个系统性能的优劣和主机技术的先进性。
液压阀芯受到的液动力对阀的性能影响，是设计控制阀所必须考虑的重要因素。所以液动力一直是液压阀的研究重点。尽管液压滑阀液动力的研究已有很多，且达成共识，但液压锥阀液内部压力测量问题仍需进一步探讨研究。
阀芯底端的压力分布直接影响阀芯的受力，知道其压力分布可以更清楚了解阀芯受力的原因。研究阀腔体边壁压力分布，有助于分析了解液流在阀腔内流动状况，如壁面附壁、壁面分离等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压锥阀阀腔边壁及阀芯底部压力分布的测量装置。
为了达到上述目的，本发明所设计的技术方案是：一种液压锥阀腔体边壁及阀芯壁面压力分布测量装置，包括阀体，阀芯，阀套，螺堵，调节螺钉，阀套盖板，阀芯盖板，通油口，压力传感器孔，螺纹引压孔组，阀套测压孔组，阀芯引压环形槽，阀芯引压环形槽法向孔，阀芯底端螺纹引压孔，阀芯底端测压孔；阀套装入阀体中，阀套盖板将阀套固定在阀体内；阀芯大端用螺堵密封后，装入阀体的另一侧；阀芯大端面和阀体的侧面之间装有定位塞尺；阀芯盖板安装在阀体上，阀芯盖板上有螺纹孔，用与螺纹孔相匹配的调节螺钉将塞尺、阀芯压紧在阀体上；阀体上的通油口A、通油口B分别接油源的进、出油口；阀体上开有与压力传感器孔A、压力传感器孔B、压力传感器孔X、压力传感器孔Y、压力传感器孔Z、压力传感器孔F；阀套壁面法向设有4组沿阀套圆周等距分布的阀套测压孔组，其中相对布置的两组为每组4个孔，另外相对两组为每组两个孔，12个测压小孔在轴线上的投影均布，依次标号A至L，阀体上的压力传感器孔X、压力传感器孔Y、压力传感器孔Z底部开设螺纹引压孔组，每个螺纹引压孔组设有两个引压孔，6个引压孔在轴线上的投影均布，依次标号a至f，所述标号为a的引压孔对应标号为A和B的测压小孔，标号为b至f的引压孔分别对应标号为C到L的测压小孔，每个引压孔对应两个测压小孔，引压孔与测压小孔相匹配；阀芯底面设有阀芯底端螺纹孔引压孔组与阀体上压力传感器孔F相连通；在阀体通油口A、通油口B的法向部位开有压力传感器孔A、压力传感器孔B。
压力传感器孔A、压力传感器孔B、压力传感器孔X、压力传感器孔Y、压力传感器孔Z、压力传感器孔F内部均装有压力传感器，压力传感器连接在外部的信号数据采集系统；阀芯设有阀芯引压环形槽，阀芯引压环形槽部位阀芯上开有阀芯引压环形槽法向孔，阀芯引压环形槽法向孔与阀体上的压力传感器孔F底部所设螺纹引压孔相连通；阀芯引压环形槽的轴向尺寸与压力传感器孔F底部所设螺纹引压孔相匹配；阀芯底端螺纹引压孔组设在阀芯锥部底端，各阀芯底端螺纹引压孔相隔一定圆周角且不在同一圆周上，阀芯底端螺纹引压孔底端设置阀芯底端测压孔；阀芯底端螺纹引压孔通过阀芯引压环形槽法向孔与阀体上的压力传感器孔F相连通；阀套和阀套盖板与阀体之间采用密封圈进行密封；阀芯外壁上设有均压槽。
有益效果
本发明装置针对锥阀特性相关的液动力和节能降噪等问题，采用试验方法利用本发明装置对锥阀阀芯底部及阀腔边壁的压力分布进行测量，获得不同锥阀形式的压力分布测量数据，为设计高性能液压阀的提供有力的现实依据，根据数据得到阀内流场压力的分布与频域特性，对设计高性能的液压锥阀具有实际意义。
附图说明
图1是本发明测量装置的总体结构示意图；
图2是阀体的主视图；
图3是图2的的B-B剖视图；
图4是阀套轴剖视图；
图5是图1的A局部放大图；
图6 是阀套旋转180度后图1的A局部放大图；
图7 是阀芯的主视图；
图8 是阀芯轴剖视图；
图9是阀芯右视图；
图10是图9的Z-Z方向局部剖视图；
图11是螺纹引压孔（15）与阀套测压孔组（17）轴向投影对照示意图。
图中：阀体（1），阀芯（2），阀套（3），螺堵（4），调节螺钉（5），阀套盖板（6），阀芯盖板（7），通油口A（8），通油口B（9），压力传感器孔A（10），压力传感器孔B（11），压力传感器孔X（12），压力传感器孔Y（13），压力传感器孔Z（14），螺纹引压孔（15），压力传感器孔F（16），阀套测压孔组（17），阀芯引压环形槽（18），阀芯引压环形槽法向孔（19），阀芯底端螺纹引压孔（20），阀芯底端测压孔（21），均压槽（22），塞尺（23）。
具体实施方式
一种液压锥阀阀腔边壁及阀芯底部压力分布的测量装置，参见图1至11，阀套（3）装入阀体（1）中，阀套盖板（6）将阀套（3）固定在阀体（1）内；阀芯（2）大端用螺堵（4）密封后，装入阀体（1）的另一侧；阀芯（2）大端面和阀体（1）的侧面之间装有定位塞尺（23）；阀芯盖板（7）安装在阀体（1）上，阀芯盖板（7）上有螺纹孔，用与螺纹孔相匹配的调节螺钉（5）将塞尺（23）、阀芯（2）压紧在阀体（1）上；阀体（1）上的通油口A（8）、通油口B（9）分别接油源的进、出油口，阀体（1）上开有压力传感器孔A（10）、压力传感器孔B（11）、压力传感器孔X（12）、压力传感器孔Y（13）、压力传感器孔Z（14）、压力传感器孔F（16）；阀套（3）壁面法向设有4组沿阀套（3）圆周等距分布的阀套测压孔组（17），其中相对布置的两组为每组4个孔，另外相对两组为每组2个孔，12个测压小孔在轴线上的投影均布，依次标号A至L，；阀体（1）上的压力传感器孔X（12）、压力传感器孔Y（13）、压力传感器孔Z（14）底部开设螺纹引压孔（15）组，每个螺纹引压孔（15）组设有两个引压孔，6个引压孔在轴线上的投影均布，依次标号a至f，所述标号为a的引压孔对应标号为A和B的测压小孔，标号为b至f的引压孔分别对应标号为C到L的测压小孔，每个引压孔对应两个测压小孔，引压孔与测压小孔相匹配；阀芯（2）底面设有阀芯底端螺纹孔引压孔组与阀体（1）上压力传感器孔F（16）相连通；在阀体（1）通油口A（8）、通油口B（9）的法向部位开有压力传感器孔A（10）、压力传感器孔B（11）。
压力传感器孔A（10）、压力传感器孔B（11）、压力传感器孔X（12）、压力传感器孔Y（13）、压力传感器孔Z（14）、压力传感器孔F（16）内部均装有压力传感器，压力传感器连接在外部的信号数据采集系统；阀芯（2）设有阀芯引压环形槽（18），阀芯引压环形槽（18）部位阀芯（2）上开有阀芯引压环形槽法向孔（19），阀芯引压环形槽法向孔（19）与阀体（1）上的压力传感器孔F（16）相对应；阀芯引压环形槽（18）的轴向尺寸与压力传感器孔F（16）底部所设螺纹引压孔（15）相匹配；底端螺纹引压孔（20）组设在阀芯（2）锥部底端，各阀芯底端螺纹引压孔（20）相隔一定圆周角、不同径向位置，阀芯底端螺纹引压孔（20）底端设置阀芯底端测压孔（21）；阀芯底端螺纹引压孔（20）通过阀芯引压环形槽法向孔（19）与阀体（1）上的压力传感器孔F（16）相连通；阀套（3）和阀套盖板（6）与阀体（1）之间采用密封圈进行密封；阀芯（2）外壁上设有均压槽（22）。
实施案例：阀套（3）安装入阀体（1）中，安装阀套（3）盖板（6），采用密封圈保证油液的密封；阀芯（2）大端用螺堵（4）密封后，装入阀体（1）的另一侧，安装阀芯盖板（7）；阀芯盖板（7）上的螺纹孔拧入调节螺钉（5）；在阀芯（2）端面和阀体（1）侧面之间塞入对应于阀口开度的塞尺（23），用调节螺钉（5）压紧，更换不同规格的塞尺（23），以调定液压阀开口度的大小；螺纹引压孔（15）相对于阀体端面的位置与阀套上的阀套测压孔组相对应，阀套测压孔组（17）相对应位置的阀体（1）边壁上设有压力传感器孔X（12），压力传感器孔Y（13），压力传感器孔Z（14）；阀套（3）在阀体（1）中可以旋转，每次旋转各个阀套测压孔组（17）上都有测压孔与阀体（1）上的螺纹引压孔（15）相互独立对应，可同时测得阀腔边壁压力测量区的三个测压点的压力分布值或压力波动值，采集阀腔边壁三个测压点的动态压力值，满足压力的时域和频域分析要求；阀体（1）上对应于阀腔边壁压力测量区的压力传感器孔底部的引压小孔组是螺纹结构，可用螺钉进行封堵，更换封堵螺钉的位置，压力传感器测得不同的阀腔边壁测压点，实现了阀腔边壁不同位置压力的测量。阀芯（2）锥部底端所设的阀芯底端螺纹引压孔（20）组，可用螺钉密封，保留一个阀芯底端螺纹引压孔（20），则其对应位置的阀芯底端测压孔（21）通过阀芯底端螺纹引压孔（20）、阀芯引压环形槽法向孔（19）与阀体（1）上的压力传感器孔F（16）相连通，可以测量阀芯（2）底端不同测压点时的压强数据；阀体（1）底部两个油口分别接压力传感器孔A（10）、压力传感器孔B（11）测试阀的进出口压力；测试内流式锥阀时，左侧为进口压力，接高量程压力传感器，右侧为出口压力，接低量程压力传感器；测试外流式锥阀时，左侧为出口压力，接低量程压力传感器，右侧为进口压力，接高量程压力传感器。将压力传感器连接到数据采集系统，便可对阀腔边壁、阀芯底面及进出口压力进行采集、分析、处理。
Claims (5)
1.一种液压锥阀腔体边壁及阀芯壁面压力分布测量装置，包括阀体，阀芯，阀套，螺堵，调节螺钉，阀套盖板，阀芯盖板，塞尺，通油口，压力传感器孔，螺纹引压孔组，阀套测压孔组，阀芯引压环形槽，阀芯引压环形槽法向孔，阀芯底端螺纹引压孔，阀芯底端测压孔，其特征在于：阀套装入阀体中，阀套盖板将阀套固定在阀体内；阀芯大端用螺堵密封后，装入阀体的另一侧；阀芯大端面和阀体的侧面之间装有定位塞尺；阀芯盖板安装在阀体上，阀芯盖板上有螺纹孔，用与螺纹孔相匹配的调节螺钉将塞尺、阀芯压紧在阀体上；阀体上的通油口A、通油口B分别接油源的进、出油口；阀体上设有压力传感器孔A、压力传感器孔B、压力传感器孔X、压力传感器孔Y、压力传感器孔Z、压力传感器孔F；阀套壁面法向设有4组沿阀套圆周等距分布的阀套测压孔组，其中相对布置的两组为每组4个孔，另外相对两组为每组两个孔，12个测压小孔在轴线上的投影均布，依次标号A至L，阀体上的压力传感器孔X、压力传感器孔Y、压力传感器孔Z底部开设螺纹引压孔组，每个螺纹引压孔组设有两个引压孔，6个引压孔在轴线上的投影均布，依次标号a至f，所述标号为a的引压孔对应标号为A和B的测压小孔，标号为b至f的引压孔分别对应标号为C到L的测压小孔，每个引压孔对应两个测压小孔，引压孔与测压小孔相匹配；阀芯底面设有阀芯底端螺纹引压孔组与阀体上压力传感器孔F相连通；在阀体通油口A、通油口B的法向部位开有压力传感器孔A、压力传感器孔B。
2.根据权利要求1所述的液压锥阀腔体边壁及阀芯壁面压力分布测量装置，其特征在于：压力传感器孔A、压力传感器孔B、压力传感器孔X、压力传感器孔Y、压力传感器孔Z、压力传感器孔F内部均装有压力传感器，压力传感器连接外部的信号数据采集系统。
3.根据权利要求1所述的液压锥阀腔体边壁及阀芯壁面压力分布测量装置，其特征在于：阀芯设有阀芯引压环形槽，阀芯引压环形槽部位阀芯上开有阀芯引压环形槽法向孔，阀芯引压环形槽法向孔与阀体上的压力传感器孔F底部所设螺纹引压孔相连通；阀芯引压环形槽的轴向尺寸与压力传感器孔F底部所设螺纹引压孔相匹配。
4.根据权利要求1所述的液压锥阀腔体边壁及阀芯壁面压力分布测量装置，其特征在于：阀芯底端螺纹引压孔组设在阀芯锥部底端，各阀芯底端螺纹引压孔相隔一定圆周角且不在同一圆周上，阀芯底端螺纹引压孔底端设置阀芯底端测压孔；阀芯底端螺纹引压孔通过阀芯引压环形槽法向孔与阀体上的压力传感器孔F相连通。
5.根据权利要求1所述的液压锥阀腔体边壁及阀芯壁面压力分布测量装置，其特征在于：阀套和阀套盖板与阀体之间采用密封圈进行密封；阀芯外壁上设有均压槽。
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