CN106641353B - 一种预压可调自稳单面薄膜节流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预压可调自稳单面薄膜节流器，它解决了单面薄膜节流器的预压调节以及预压无法与工况相适应的问题，具有能使节流器预压进行调节的效果，进而使得节流器可以适应工况变动的应用要求；同时还可以自动平稳预压波动，从而实现对节流间隙的稳定控制，达到理想的节流比，其技术方案为：包括上阀体和下阀体，上阀体和下阀体之间设置弹性薄膜，上阀体底部与弹性薄膜之间设置预压腔，预压腔与节流锥孔连通，节流锥孔内设置调节螺柱，调节螺柱设置上部出油孔，节流锥阀通过弹性元件支撑设置于上部出油孔中；下阀体顶部与弹性薄膜之间设置节流腔，下阀体顶部还设置节流台，节流腔通过节流台和弹性薄膜之间的节流缝隙与下部出油孔连通。

Description

一种预压可调自稳单面薄膜节流器

技术领域

本发明涉及精密机械中的静压技术领域，特别是涉及一种预压可调自稳单面薄膜节流器。

背景技术

静压技术在精密机械中具有广泛应用，静压导轨、静压轴承、静压丝杠是典型应用实例。节流器是这些静压设备中的关键部件，其性能对这些静压设备具有重要影响。其中，薄膜节流器是应用最广泛的一种，分为单面薄膜节流和双面薄膜节流。单面薄膜节流器可采用预压对节流间隙进行调整，从而达到理想的节流效果，近年来受到重视。德国和台湾进行了系统研究和应用。

目前，预压单面薄膜节流器的现状为：其预压在使用过程中是不可调的，应用范围受到限制，无法适应工况变动的要求，这不仅使节流比不在理想的设计状态，而降低承载刚度，更糟糕的情况下，会造成静压系统的工作失效。同时，现有的预压单面薄膜节流器在工作过程中，无法根据供油压力或负载压力或其他工作条件的变化而调整节流器自身的预压，无法实现与工况和工作负载相适应。

综上所述，现有技术中对于单面薄膜节流器的预压调节以及预压无法与工况相适应的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种预压可调自稳单面薄膜节流器，其具有能使节流器预压进行调节的效果，进而使得节流器可以适应工况变动的应用要求；同时还可以自动平稳预压波动，从而实现对节流间隙的稳定控制，达到理想的节流比。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种预压可调自稳单面薄膜节流器，包括上阀体和下阀体，所述上阀体和下阀体之间设置弹性薄膜，所述上阀体底部与弹性薄膜之间设置预压腔，预压腔与节流锥孔连通，所述节流锥孔内设置调节螺柱，所述调节螺柱设置上部出油孔，节流锥阀通过弹性元件支撑设置于上部出油孔中；所述下阀体顶部与弹性薄膜之间设置节流腔，下阀体顶部还设置节流台，节流腔通过节流台和弹性薄膜之间的节流缝隙与下部出油孔连通，调节螺柱在节流锥孔内上下调节位置进而调节弹性元件的压缩量实现对预压腔预压的调节；在预压腔压力波动时，弹性元件自动产生压缩量的变化，进而稳定预压腔的压力。

本发明的单面薄膜节流器在上阀体上设有节流锥孔，节流锥孔内配合设置调节螺柱，调整调节螺柱在节流锥孔内的上下位置，就可以调节弹性元件的压缩量，进而调整了调节锥阀和节流锥孔间的间隙，从而调节了预压腔的预压，即改变了弹性薄膜上方的压力，使得弹性薄膜与节流台之间的节流缝隙发生变化，由此改变了节流缝隙的节流阻力，实现了对节流比的调节；

在工作过程中，由于供油压力或负载压力或其他工作条件发生变化时，弹性元件可自动随这种变化产生压缩量的变化，进而对调节锥阀和节流锥孔间的间隙进行调整，实现了对预压腔预压的自动稳定。

所述节流锥阀侧壁和调节螺柱配合处设置出油通道，出油通道下部与节流锥孔连通，出油通道上部与上部出油孔连通。压力油进入预压腔后，经由节流锥孔、出油通道由上部出油孔进入油箱。

进一步的，所述上阀体设置有供油孔，供油孔通过上部节流槽与预压腔连通。压力油在由供油孔进入上阀体后，经由上部节流槽进入预压腔。

更进一步的，所述上部节流槽和预压腔之间通过连接槽连通。

优选的，所述上部节流槽为环状槽体。

压力油由供油孔进入上阀体，可以由供油孔直接进入预压腔；设置上部节流槽后，压力油经由上部节流槽流入预压腔，上部节流槽处形成沟槽节流，而节流锥孔处为锥面节流，预压腔的压力即取决于二者节流阻力的分压，由节流锥孔处节流阻力可调，使得预压腔的压力可调。

进一步的，所述节流薄膜设置有与供油孔连通的供油通孔。

进一步的，所述下阀体设置供油盲孔，供油盲孔与供油通孔连通，供油盲孔与节流腔连通。

压力油由供油孔进入上阀体后，分成两路，一路进入预压腔，再经由节流锥孔后从调节螺柱的上部出油孔流出进入油箱；另一路穿过弹性薄膜的供油通孔进入下阀体的供油盲孔，进而进入节流腔，再经由节流台和弹性薄膜之间的节流缝隙从下部出油孔流出，进入负载油腔，形成工作压力。

优选的，所述供油盲孔和节流腔之间通过下部节流槽连通。压力油在进入供油盲孔后，经由下部节流槽进入节流腔。

更进一步的，所述下部节流槽和节流腔之间通过连接槽连通。

优选的，所述下部节流槽为环状槽体。

进一步的，所述节流台为环状圆台。

进一步的，所述节流缝隙为环状。

进一步的，所述出油通道为键槽。

一种静压导轨，包括如上所述的单面薄膜节流器。通过采用预压可调且能随时根据工况进行变化的单面薄膜节流器，不仅能根据负载大小主动调节节流比，同时还可以自动平稳条件变化造成的预压波动，使静压导轨可与处于与负载相适应的最佳工作状态，可以适应不同工况以及工况变化的要求。

一种静压轴承，包括如上所述的单面薄膜节流器。通过采用预压可调且能随时根据工况进行变化的单面薄膜节流器，不仅能根据负载大小主动调节节流比，同时还可以自动平稳条件变化造成的预压波动，使静压轴承可与处于负载相适应的最佳工作状态，可以适应不同工况以及工况变化的要求。

一种静压丝杠，包括如上所述的单面薄膜节流器。通过采用预压可调且能随时根据工况进行变化的单面薄膜节流器，不仅能根据负载大小主动调节节流比，同时还可以自动平稳条件变化造成的预压波动，使静压丝杠可与处于负载相适应的最佳工作状态，可以适应不同工况以及工况变化的要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用在预压腔处配合设置调节螺柱和节流锥阀的技术手段，将调节锥阀通过弹性元件支撑设置于调节螺柱内，调整调节螺柱的上下位置，可以改变弹性元件的压缩量，可以调节节流阻力，使得预压腔的压力可调，从而改变节流台和薄膜之间的节流缝隙，也即改变了节流器压力油进入负载工作腔的压力，实现了对节流比的调节。

采用在调节螺柱内配合设置弹性元件支撑节流锥阀的技术手段，在供油压力或负载压力或其他工作条件变化时，弹性元件可自动随这种变化改变自身的压缩量，进而对调节锥阀和节流锥孔间的间隙进行调整，实现了对预压腔预压的自动稳定。

通过调节锥阀、调节螺柱、弹性元件、节流锥孔在预压腔处的配合，使得本发明的节流器在工作过程中，可根据负载大小调节预压大小，从而得到理想的节流间隙，使节流器工作在于负载相适应的最佳工作状态。

本发明的单面薄膜节流器不仅可以根据负载大小主动调节节流比，同时还可以自动平稳条件变化造成的预压波动，这就使得带有该节流器的承载系统获取最佳刚度，可处于与负载相适应的最佳工作状态，可以适应不同工况以及工况变化的要求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的预压可调自稳单面薄膜节流器的结构示意图；

图2为本发明节流器上阀体的仰视图；

图3为本发明节流器下阀体的俯视图；

图中，1、下阀体，2、弹性薄膜，3、上阀体，4、调节螺柱，5、节流锥阀、6、弹簧；

1-1、供油盲孔，1-2、下部节流槽，1-3、节流腔，1-4、下部出油孔，1-5、节流台，1-6、连接槽；

2-1、供油通孔；

3-1、供油孔，3-2、上部节流槽，3-3、预压腔，3-4、节流锥孔，3-5、节流锥面、3-6、连接槽；

4-1、上部出油孔；

5-1、出油通道；

PS压力油，PS1第一路压力油，PS2第二路压力油，PR工作压力。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在单面薄膜节流器预压不可调以及预压无法与工况相适应的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种预压可调自稳单面薄膜节流器。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，提供了一种预压可调自稳单面薄膜节流器，包括下阀体1，弹性薄膜2，上阀体3，调节螺柱4，节流锥阀5，弹簧6，下阀体1上设置有供油盲孔1-1，下部节流槽1-2；节流腔1-3；下部出油孔1-4；节流台1-5和连接槽1-6。弹性薄膜2上设置供油通孔2-1；上阀体3上设置有供油孔3-1；上部节流槽3-2；预压腔3-3，节流锥孔3-4；节流锥面3-5和连接槽3-6，调节螺柱4上设置上部出油孔4-1，节流锥阀5上设置出油通道5-1。

弹性薄膜2安装在上阀体3和下阀体1之间，调节螺柱4安装于上阀体3上。上阀体3上设置预压腔3-3，其前端设置上部节流槽3-2与供油孔3-1连通、后端设置节流锥孔3-4，节流锥孔3-4内设置调节螺柱4，调节螺柱4上设置上部出油孔4-1，节流锥阀5通过弹性元件(本实施例中采用弹簧6)支撑在调节螺柱4的上部出油孔4-1中，节流锥阀5与调节螺柱4配合部分设置出油通道5-1，节流锥孔3-4通过出油通道5-1与上部出油孔4-1连通；下阀体1上设置有节流腔1-3，其前端设置下部节流槽1-2与供油盲孔1-1连通、后端通过节流台1-5与弹性薄膜2之间的节流缝隙与下部出油孔1-4连通。预压腔3-3和节流腔1-3由弹性薄膜2隔开。节流薄膜2设置有与供油孔3-1连通的供油通孔2-1。

上部节流槽3-2和下部节流槽1-2均为矩形环状沟槽。

节流锥孔3-4为锥面节流孔。

节流缝隙为环状。

节流台1-5为环状圆台。

出油通道5-1为键槽。

本发明的单面薄膜节流器在上阀体上设有节流锥孔，节流锥孔内配合设置调节螺柱，调整调节螺柱在节流锥孔内的上下位置，就可以调节弹性元件的压缩量，进而调整了调节锥阀和节流锥孔间的间隙，从而调节了预压腔的预压，即改变了弹性薄膜上方的压力，使得弹性薄膜与节流台之间的节流缝隙发生变化，由此改变了节流缝隙的节流阻力，实现了对节流比的调节；

在工作过程中，由于供油压力或负载压力或其他工作条件发生变化时，弹性元件可自动随这种变化产生压缩量的变化，进而对调节锥阀和节流锥孔间的间隙进行调整，实现了对预压腔预压的自动稳定。

本发明的预压可调自稳单面薄膜节流器在工作之前，节流锥阀5的锥面在弹簧6的作用下，紧贴上阀体3的节流锥面3-5，这时理论节流间隙为0。

在工作过程中，压力油PS从上阀体3的供油孔3-1进入，此压力油分成两路，第一路压力油PS1从弹性薄膜2的上部节流槽3-2，连接槽3-6进入预压腔3-3，克服弹簧6的弹性力，将节流锥阀5顶起，形成节流间隙后流出预压腔3-3，经过出油通道5-1、上部出油孔4-1进入油箱；第二路压力油PS2穿过弹性薄膜2上的供油通孔2-1，到达下阀体1上的供油盲孔1-1；然后，从弹性薄膜2下方的下部节流槽1-2，连接槽1-6，进入节流腔1-3；经过节流台1-5与弹性薄膜2之间的节流缝隙，从下部出油孔1-4进入负载油腔，形成工作压力PR。

预压腔3-3前端是沟槽节流，后端是锥面节流，预压腔3-3的压力决定于二者节流阻力的分压，改变调节螺柱4在节流锥孔3-4内的上下位置，可以调节弹簧6的压缩量，继而使得预压腔3-3后端节流阻力可调，从而可使预压腔3-3的压力可调。由此，改变了弹性薄膜2上方的压力，使弹性薄膜2与下方节流台1-5之间的间隙发生变化，从而改变了此间隙的节流阻力，也就改变了从下部出油孔1-4进入负载工作腔的压力，实现对节流比的调节。在供油压力或负载压力或其他工作条件变化时，弹簧6可自动随工作条件变化调整自身的压缩量，继而自动稳定预压腔压力。

本发明的单面薄膜节流器的预压调节方式为：

转动调节螺柱4，使其向下延伸，弹簧6的压缩量增加，则顶起节流锥阀5需要的压力升高，预压腔3-3的压力提高，反正，预压腔3-3压力减低。实现预压调节。

本发明的单面薄膜节流器的预压自稳方式为：

当供油压力或负载压力或其他工作条件变化，而导致预压腔3-3压力变化时，弹簧6可自动跟随这种变化，即如果预压腔3-3压力升高，则弹簧6压缩量增加，使节流锥面3-5间隙变大、液阻变小，分压比例减小，使预压腔3-3的压力回落，反之亦然，从而达到自动稳定预压腔压力的目的。

作为本发明的一种改进，可以不设置下部节流槽1-2，供油压力油可直接进入节流腔1-3。

下部节流槽1-2和上部节流槽3-2，还可以为毛细沟槽。

本发明通过对预压腔的压力进行调节控制，从而实现对节流间隙的预调控制；通过设置弹簧6，自动随工作条件变化而调整压缩量，自动平稳预压波动，从而实现对节流间隙的稳定控制，达到理想的节流比。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种静压导轨，该静压导轨包括单面薄膜节流器，该单面薄膜节流器为上述的单面薄膜节流器。

该静压导轨包括上述的单面薄膜节流器，通过采用预压可调且能随时根据工况进行变化的单面薄膜节流器，不仅能根据负载大小主动调节节流比，同时还可以自动平稳条件变化造成的预压波动，使静压导轨可与处于与负载相适应的最佳工作状态，可以适应不同工况以及工况变化的要求。

本申请的再一种典型的实施方式中，提供了一种静压轴承，该静压轴承包括单面薄膜节流器，该单面薄膜节流器为上述的单面薄膜节流器。

该静压轴承包括上述的单面薄膜节流器，通过采用预压可调且能随时根据工况进行变化的单面薄膜节流器，不仅能根据负载大小主动调节节流比，同时还可以自动平稳条件变化造成的预压波动，使静压轴承可与处于负载相适应的最佳工作状态，可以适应不同工况以及工况变化的要求。

本申请的再一种典型的实施方式中，提供了一种静压丝杠，该静压丝杠包括单面薄膜节流器，该单面薄膜节流器为上述的单面薄膜节流器。

该静压丝杠包括上述的单面薄膜节流器，通过采用预压可调且能随时根据工况进行变化的单面薄膜节流器，不仅能根据负载大小主动调节节流比，同时还可以自动平稳条件变化造成的预压波动，使静压丝杠可与处于负载相适应的最佳工作状态，可以适应不同工况以及工况变化的要求。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种预压可调自稳单面薄膜节流器，其特征是，包括上阀体和下阀体，所述上阀体和下阀体之间设置弹性薄膜，所述上阀体底部与弹性薄膜之间设置预压腔，预压腔与节流锥孔连通，所述节流锥孔内设置调节螺柱，所述调节螺柱设置上部出油孔，节流锥阀通过弹性元件支撑设置于上部出油孔中；所述下阀体顶部与弹性薄膜之间设置节流腔，下阀体顶部还设置节流台，节流腔通过节流台和弹性薄膜之间的节流缝隙与下部出油孔连通，调节螺柱在节流锥孔内上下调节位置进而调节弹性元件的压缩量实现对预压腔预压的调节；在预压腔压力波动时，弹性元件自动产生压缩量的变化，进而稳定预压腔的压力；

所述节流锥阀侧壁和调节螺柱配合处设置出油通道，出油通道下部与节流锥孔连通，出油通道上部与上部出油孔连通；所述节流台为环状圆台；所述节流缝隙为环状；所述出油通道为键槽；所述上阀体设置有供油孔，供油孔通过上部节流槽与预压腔连通。

2.如权利要求1所述的节流器，其特征是，所述上部节流槽和预压腔之间通过连接槽连通；所述上部节流槽为环状槽体。

3.如权利要求1所述的节流器，其特征是，所述节流薄膜设置有与供油孔连通的供油通孔；所述下阀体设置供油盲孔，供油盲孔与供油通孔连通，供油盲孔与节流腔连通。

4.如权利要求3所述的节流器，其特征是，所述供油盲孔和节流腔之间通过下部节流槽连通。

5.如权利要求4所述的节流器，其特征是，所述下部节流槽和节流腔之间通过连接槽连通；所述下部节流槽为环状槽体。

6.一种静压导轨，包括如权利要求1-5任一项所述的单面薄膜节流器。

7.一种静压轴承，包括如权利要求1-5任一项所述的单面薄膜节流器。

8.一种静压丝杠，包括如权利要求1-5任一项所述的单面薄膜节流器。