CN105697832A - 一种带缓冲性能的安全阀 - Google Patents

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李小亮
杨勇
余红波
黄雪兰
翁国保
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy

Abstract

本发明涉及一种带缓冲性能的安全阀，其特征在于，包括开有回油口和卸油口的阀套，带通孔的阀座固定在阀套的下端部，阀套内设有外套弹簧的阀芯，阀芯内沿长度方向开有第一油道，阀芯的上端伸入阀芯套内，阀芯套设于调节座内，调节座的上端内设有螺堵，调节座部分设于阀套的上端内，在调节座露于阀套外的部分上设有锁紧螺母。本发明安全阀各零部件之间连接配合简单紧凑，阀套与调节座间通过螺纹连接，实现了对弹簧预紧力的可调节，亦即安全阀压力的可调节。本发明可通过对环形节流孔、第一节流孔和第二节流孔的调整，实现对各种工况不同缓冲性能要求的适应。本发明零件加工方便，降低了加工难度和制造成本，稳定性高，满足大批量生产制造的要求。

Description

一种带缓冲性能的安全阀
技术领域
本发明涉及一种带缓冲性能的安全阀，属于液压插装阀技术领域。
背景技术
安全阀是液压系统中常用的一种液压元件，在各种工程实际应用中，常常用来限制液压系统或某一个执行元件(如油缸、液压马达等)的最高压力，以免系统或元件受到高的液压力导致损坏或发生安全事故。在一些特定工况中，挖掘机回转制动、卷扬机械起停的瞬间等，对安全阀的要求不仅仅局限于超载后的卸荷，更是希望安全阀的启闭过程柔和以减小制动或起停时的冲击。现有的安全阀要么不具备缓冲性能，要么带缓冲性能但结构复杂，对零件的加工精度要求较高，从而不利于大批量稳定生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：使得安全阀在特定工况中，既能实现超载后的卸荷，又可以满足使启闭过程柔和以减小冲击的缓冲性能要求。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种带缓冲性能的安全阀，其特征在于，包括开有回油口和卸油口的阀套，带通孔的阀座固定在阀套的下端部，阀套内设有外套弹簧的阀芯，阀芯内沿长度方向开有第一油道，阀芯的下端部为锥端，由弹簧向阀芯提供预紧力使得阀芯的锥端伸入阀座的通孔内并紧贴阀座从而形成线密封，阀芯的上端伸入阀芯套内，阀芯套设于调节座内，调节座的上端内设有螺堵，调节座部分设于阀套的上端内，在调节座露于阀套外的部分上设有锁紧螺母，锁紧螺母与调节座之间、调节座与阀套之间、螺堵与调节座之间均为螺纹连接，调节座与阀套之间及螺堵与调节座之间分别通过各自的密封结构实现密封；
螺堵与阀芯套相配合形成第二油室，在阀芯套上设有第二节流孔，阀芯与阀芯套相配合形成第一油室，第二油室通过第二节流孔与第一油室接通，在阀芯位于阀芯套内的部分上由上至下依次设有第一节流孔、第三油道、环形节流孔及第二油道，第一油室通过第一节流孔与第三油道通接通，第三油道通通过环形节流孔与第二油道接通，第二油道与第一油道接通。
优选地，在所述阀芯的下端形成有外圆周面与所述阀套的内壁相配合的第二柱体。
优选地，在所述阀芯位于第二柱体上方的部位形成有第一芯轴，在所述阀芯套的下端部形成有第二芯轴，所述弹簧的上端部与通过套在第二芯轴外的垫片一起与第二芯轴相配合，所述弹簧的下端部与第一芯轴相配合。
优选地，所述阀座与所述阀套之间为过盈配合。
优选地，所述阀芯在所述阀芯套内滑动的部分为第三柱体，在第三柱体的外圆周面上沿长度方向设有第一均压槽。
优选地，在所述阀芯套与所述调节座配合安装的部分为第四柱体，在第四柱体的外圆周面上沿长度方向设有第二均压槽。
本发明安全阀各零部件之间连接配合简单紧凑，阀套与调节座间通过螺纹连接，实现了对弹簧预紧力的可调节，亦即安全阀压力的可调节。同时本发明可通过对环形节流孔、第一节流孔和第二节流孔的调整，实现对各种工况不同缓冲性能要求的适应。本发明零件加工方便，降低了加工难度和制造成本，稳定性高，满足大批量生产制造的要求。
附图说明
图1为一种带缓冲性能的安全阀的结构示意图；
图2为一种带缓冲性能的安全阀的静态压力特性曲线示意图，图中，P为压力，t为时间；
图3为一种带缓冲性能的安全阀的瞬态压力特性曲线示意图。
附图标记说明
1为阀座，2为阀芯，3为弹簧，4为阀套，5为第一O形密封圈，6为垫片，7为第二O形密封圈，8为调节座，9为阀芯套，10为螺堵，11为锁紧螺母，12为第三O形密封圈，13为密封挡圈，CY1为第一柱体，CY2为第一柱体，CY3为第三柱体，CY4为第四柱体，CY5为第五柱体，XZ1为第一芯轴，XZ2为第二芯轴，P为进油口，T为回油口，Dr为泄油口，A为第一油道，B为第二油道，C为第三油道，D为第一油室，E为第二油室，OR1为环形节流孔，OR2为第一节流孔，OR3为第二节流孔，U1为第一均压槽，U2为第二均压槽。。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明为一种带缓冲性能的安全阀，如图1所示，是一种带缓冲性能的安全阀的结构示意图。阀套4前端内部与阀座1上第一柱体CY1过盈配合连接，从而固定在阀套的下端面上，阀座1的上端面与阀芯2的锥面配合形成线密封。阀套4中间外圆设有环形槽，槽内连接有第一O形密封圈5，阀套4上分别设置有中段的外螺纹和上端的内螺纹，上端内螺纹与调节座8外螺纹进行连接，同时，锁紧螺母11的内螺纹也与调节座8外螺纹进行连接，调节座8上端面内部通过螺纹与螺堵10进行连接，调节座8内部通过其第五柱体CY5与阀芯套9的第四柱体CY4进行配合，螺堵10与阀芯套9形成第二油室E，调节座8的下部外圆设有环形槽，槽内连接有第二O形密封圈7，螺堵10外圆设有环形槽，槽内连接有第三O形密封圈12和密封挡圈13，螺堵10上端面设置有内六角孔，阀芯套9上设有第二均压槽U2和第二节流孔OR3，内部通过其第四柱体CY4与阀芯2的第三柱体CY3进行配合，阀芯套9与阀芯2配合形成第一油室D，阀芯2上设有第一均压槽U1、第一油道A、第二油道B、第三油道C、环形节流孔OR1和第一节流孔OR2，阀芯2上的第二柱体CY2与阀套4中下内部进行配合，阀芯2与阀芯套9之间设置有弹簧3和垫片6，垫片6置于弹簧3上面，和弹簧上部一起与阀芯套9的第二芯轴XZ2进行配合，弹簧下部与阀芯2的第一芯轴XZ1进行配合。
第一油道A和第二油道B接通，第二油道B与第三油道通C过环形节流孔OR1接通；第三油道C与所述的第一油室D通过所述的第一节流孔OR2接通；第一油室D与所述的第二油室E通过所述的第二节流孔OR3接通；阀套4上设有两排油孔，分别为回油口T和泄油口Dr，在本实施例中，阀套4上开有两排共10个油口(其中T口6个，Dr口4个)。
阀芯2上设置的第一芯轴XZ1和阀芯套9上设置的第二芯轴XZ2，其作用是对弹簧3的安装和工作过程进行导向，有效的限制弹簧3的径向串动。阀芯2上设置有第一均压槽U1，保证了阀芯2的第三柱体CY3在阀芯套9的第四柱体CY4内滑动时，圆周上各处受到的径向力相同，从而确保阀芯2在工作时的顺畅滑动，第二柱体CY2在阀芯2滑动时起导向作用。
调节座8的外螺纹同时连接了阀套4的内螺纹和锁紧螺母11的内螺纹，通过调整调节座8的位置，可以设定安全阀不同的第一压力和溢流压力，锁紧螺母11的作用是锁死调节座的位置，使调定压力稳定在相应值。
阀芯套9上设置有第二均压槽U2，其作用一是保证阀芯套9的第四柱体CY4在调节座8的第五柱体CY5内滑动时，圆周上各处受到的径向力相同，从而确保阀芯套9在工作时滑动顺畅，二是增强第四柱体CY4与第五柱体CY5直接的密封性，减少油液的泄漏，从而提升安全阀的调压稳定性。
安全阀的工作原理：初始时，通过调整调节座8确定了安全阀的溢流压力，弹簧3处于预压缩状态，阀芯2在弹簧力的作用下，其锥面紧贴在阀座1的上端面形成线密封。当接通压力为P的压力油时，油液依次通过第一油道A、第二油道B、环形节流孔OR1、第三油道C和第一节流孔OR2，填充满第一油室D，而后再经第二节流孔OR3填充第二油室E，压力P不足以克服弹簧预紧力推动阀芯2移动时，安全阀一直保证密封状态，当压力P上升至刚好克服弹簧预紧力时，将推动阀芯2上移，安全阀出现瞬时溢流，此时，阀芯套9将在压力P的作用下，克服弹簧力慢慢下移，阀芯2在弹簧力的作用下下移，锥面贴合至阀座1上端面，从新进行密封。在这个过程中，弹簧收到的负载慢慢加大，压力P也徐徐上升，油液从第一油室D通过第二节流孔OR3流向第二油室E，第二油室E在此过程中起到阻尼作用，压力上升时间与第二节流孔OR3的通流能力成反比。当阀芯套9下移至调节座8上内孔底部时，不再继续下移，压力P达到安全阀设定的溢流压力，阀芯2再次开启溢流，安全阀的静态压力特性曲线如图2所示。当安全阀遭受瞬时压力冲击时，由于存在环形节流孔OR1、第一节流孔OR2和第二节流孔OR3三处节流，安全阀的响应时间相应延长，压力建立缓慢，从而对冲击压力起到延缓吸收的作用，通过对上述三处节流孔的组合调整，可以适应不同工况对该安全阀响应时间的需求，安全阀的瞬态压力特性曲线如图3所示。

Claims (6)

1.一种带缓冲性能的安全阀，其特征在于，包括开有回油口(T)和卸油口(Dr)的阀套(4)，带通孔的阀座(1)固定在阀套(4)的下端部，阀套(4)内设有外套弹簧(3)的阀芯(2)，阀芯(2)内沿长度方向开有第一油道(A)，阀芯(2)的下端部为锥端，由弹簧(3)向阀芯(2)提供预紧力使得阀芯(2)的锥端伸入阀座(1)的通孔内并紧贴阀座(1)从而形成线密封，阀芯(2)的上端伸入阀芯套(9)内，阀芯套(9)设于调节座(8)内，调节座(8)的上端内设有螺堵(10)，调节座(8)部分设于阀套(4)的上端内，在调节座(8)露于阀套(4)外的部分上设有锁紧螺母(11)，锁紧螺母(11)与调节座(8)之间、调节座(8)与阀套(4)之间、螺堵(10)与调节座(8)之间均为螺纹连接，调节座(8)与阀套(4)之间及螺堵(10)与调节座(8)之间分别通过各自的密封结构实现密封；
螺堵(10)与阀芯套(9)相配合形成第二油室(E)，在阀芯套(9)上设有第二节流孔(OR3)，阀芯(2)与阀芯套(9)相配合形成第一油室(D)，第二油室(E)通过第二节流孔(OR3)与第一油室(D)接通，在阀芯(2)位于阀芯套(9)内的部分上由上至下依次设有第一节流孔(OR2)、第三油道(C)、环形节流孔(OR1)及第二油道(B)，第一油室(D)通过第一节流孔(OR2)与第三油道通(C)接通，第三油道通(C)通过环形节流孔(OR1)与第二油道(B)接通，第二油道(B)与第一油道(A)接通。
2.如权利要求1所述的一种带缓冲性能的安全阀，其特征在于，在所述阀芯(2)的下端形成有外圆周面与所述阀套(4)的内壁相配合的第二柱体(CY2)。
3.如权利要求2所述的一种带缓冲性能的安全阀，其特征在于，在所述阀芯(2)位于第二柱体(CY2)上方的部位形成有第一芯轴(XZ1)，在所述阀芯套(9)的下端部形成有第二芯轴(XZ2)，所述弹簧(3)的上端部与通过套在第二芯轴(XZ2)外的垫片(6)一起与第二芯轴(XZ2)相配合，所述弹簧(3)的下端部与第一芯轴(XZ1)相配合。
4.如权利要求1所述的一种带缓冲性能的安全阀，其特征在于，所述阀座(1)与所述阀套(4)之间为过盈配合。
5.如权利要求1所述的一种带缓冲性能的安全阀，其特征在于，所述阀芯(2)在所述阀芯套(9)内滑动的部分为第三柱体(CY3)，在第三柱体(CY3)的外圆周面上沿长度方向设有第一均压槽(U1)。
6.如权利要求1所述的一种带缓冲性能的安全阀，其特征在于，在所述阀芯套(9)与所述调节座(8)配合安装的部分为第四柱体(CY4)，在第四柱体(CY4)的外圆周面上沿长度方向设有第二均压槽(U2)。
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