CN107781244A - 新型水压先导式溢流阀 - Google Patents

Abstract

一种新型水压先导式溢流阀，由主阀、先导阀和电磁换向阀组成。高压水泵流出的高压水经进水口流向溢流阀主阀芯的前腔，经过主阀芯上的阻尼孔到达主阀芯的弹簧腔，继而到达先导阀芯的前腔；高压水顺着先导阀体的流道进入了两位两通换向阀的下腔，克服换向阀衔铁中弹簧的复位力即能推动平板阀芯向上运动，使高压水流向换向阀的上腔；高压水的流动使得主阀弹簧腔的压力小于主阀前腔的压力，所产生的压差推动主阀芯向左移动继而将主阀芯打开；主阀芯与先导阀芯形状均采用带圆弧的平端锥阀结构，以改善锥阀口处的流动状态，减弱涡流区的影响。

Description

新型水压先导式溢流阀

所属技术领域

本发明涉及一种新型水压先导式溢流阀，尤其应用于深海水下作业。

背景技术

我国虽是海洋大国，但是在近海和深远海的利用上都远远落后于西方发达国家，随着各国经济的快速发展，海洋资源的争夺日趋激烈，海洋安全、维权的重要性日益凸显，因此急需进一步增强深海作业装备技术和深海空间站技术工作的开展。其中深海空间站技术的研究涉及到深海极限环境与安全性技术、空间站与探测作业系统接口与互联控制技术、深度水下作业技术、水下人员往返和运行保障技术、深海信息网络技术。空间站在恶劣的海洋环境条件下，能够为深海能源的勘探与开采技术研究提供有效的实验平台，进行大面积的海洋环境、大陆架形态、海洋地理、地质、生物、矿物的科学调查，可作为水下作业与控制中心携带相应作业模块，实施深海资源的试验性开采工程作业，或操控各类潜器进行海底设备维修，也可以进行沉船打捞与海洋考古等作业。

然而，水压驱动的水下作业机器人关键技术之一就是海水液压元件的研究，其中海水液压元件包含有海水液压先导式电磁溢流阀。因此，成功的研制出海水液压先导式电磁溢流阀对我国海洋的开发以及自主研制深度水下机器人不仅具有十分的重要的战略意义，更能够为国家创造出巨大的经济效益以及社会效益。

发明内容

为了克服现有的水压先导式溢流阀密封性能较差，且工作时可靠性较差的问题，本发明提供一种新型水压先导式溢流阀，该型新型水压先导式溢流阀有效的抑制气蚀、降低噪声，减小振动；在确保工作能力的基础上，提升了其抗振性能以及卸荷溢流阀的稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由主阀、先导阀和电磁换向阀组合而成，高压水泵流出的高压水经进水口流向溢流阀主阀芯的前腔，经过主阀芯上的阻尼孔到达主阀芯的弹簧腔，继而到达先导阀芯的前腔，由于此时先导阀芯在调压弹簧调定压力的作用下处于关闭状态，高压水未达到先导阀调定的压力前不能将先导阀芯打开，此时的高压水顺着先导阀体的流道进入了两位两通换向阀的下腔，克服换向阀衔铁中弹簧的复位力即能推动平板阀芯向上运动，使高压水流向换向阀的上腔。

高压水的流动使得主阀弹簧腔的压力小于主阀前腔的压力，所产生的压差推动主阀芯向左移动继而将主阀芯打开，当换向阀的电磁铁得电的情况下，电磁衔铁在电磁线圈产生的电磁推力作用下将换向阀的阀口密封住，断开了换向阀的通道。此时，高压水经过主阀阻尼孔到达主阀的弹簧腔后，再由先导阀阻尼孔到达先导阀芯的前腔，当先导阀前腔的压力达到调节螺杆调定的压力时，将先导阀芯打开进行溢流，高压水通过导阀体的流道流向回油口。主阀芯在阻尼孔所产生的压差作用下打开主阀芯进而开始溢流，此过程为溢流阀的调压。

本发明的有益效果是：该新型水压先导式溢流阀可以较好的有效的抑制气蚀、降低噪声，减小振动；安全阀具有稳定的弹性和强度，工作可靠；溢流阀在主阀中的压降由两个可变节流口共同承担，从而提高了卸荷溢流阀的工作压力及卸荷溢流阀的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是两位两通电磁换向阀结构原理图。

图1中，1.主阀体，2.换向阀，3.回油口，4.进水口，5.阀芯。

具体实施方式

优选的，由于海水具有较强的腐蚀性，水压控制阀采用的材料必须具有较强的耐腐蚀性，并且摩擦副的材料具有较低的摩擦系数以及较小的磨损量，阀的可靠性在很大的程度上是依赖于摩擦副配对材料的性能。阀座采用铝青铜 QAL9-4，铝青铜是由塑性好的Cu 为基体，均匀分布有硬度较高的相，是一种耐磨组织,铝青铜的干摩擦系数比湿摩擦系数大30-40 倍，适宜在水润滑条件下工作。

优选的,选择硬度高的材料，提高硬度不仅提高了材料的抗气蚀性能，而且提高了材料抗流体侵蚀的能力，由于阀芯受到的气蚀破坏比阀座严重，在选择阀芯与阀座材料时，通常阀芯材料要比阀座的硬度高 HRC15 以上，主阀芯材料为热处理（等离子渗氮和低温盐浴渗氮）强化的沉淀硬化不锈钢 17-4PH，阀体采用普通不锈钢 1Cr18Ni9Ti，阀套采用铝青铜 QAL9-4。

优选的，主阀芯与先导阀芯形状均采用带圆弧的平端锥阀结构，以改善锥阀口处的流动状态，减弱涡流区的影响，锥阀结构的选取是因为在出口压力未达到调定压力之前，可以完全密封，避免了泄漏，并且，锥阀还具有过流能力强、结构简单、能完全关死，抗污染能力强等优点。

优选的，为了减小气穴发生带来的危害，主阀芯采用二级节流和高压引流组合结构，二级节流比单级节流具有更强的抗气蚀能力，同时为了稳定的提高阀的启闭性能，对阀各个零件的加工精度要求较高，否则即起不到二级节流的作用。

优选的，主阀弹簧在主阀芯关闭时起复位的作用，在主阀芯关闭后起密封的作用，保证阀芯的密封性。主阀弹簧的刚度小，阀的启闭特性好，阀的压力稳定性高，阀的静态性能较好。

优选的，磁先导式溢流阀的电磁阀采用两位两通换向阀，如图1所示，为两位两通电磁换向阀的结构原理图。主要由换向阀体、换向阀座、平板阀芯、电磁组件 I、进水口 P1（左）、回水口 T1（右）等组成。换向阀体位于主阀体的上部，换向阀体内依此布置为换向阀座、平板阀芯、复位弹簧、电磁组件、线圈。进水口 P1 口与主阀体上靠近先导阀体的流道相连，流向进水口 P1 的高压水克服弹簧的复位力推动平板阀芯向上运动，继而高压水流向回水口 T1。

优选的，回水口 T1 与主阀体上靠近进水口 P 的流道相连，通过主阀套上的环形沟槽流向回水口 T。

优选的，开关阀的换向阀座是通过螺纹连接固定在换向阀体上，电磁开关阀为常开型，电磁组件的外部套有电磁铁 H，当电磁铁得电的情况下，产生的强大的电磁力将平板阀芯与换向阀座紧密贴合，从而切断了进水口 P1 的高压水。

Claims (5)

1.一种新型水压先导式溢流阀，由主阀、先导阀和电磁换向阀组成，其特征是：高压水泵流出的高压水经进水口流向溢流阀主阀芯的前腔；高压水顺着先导阀体的流道进入了两位两通换向阀的下腔；压差推动主阀芯向左移动将主阀芯打开；主阀芯与先导阀芯形状均采用带圆弧的平端锥阀结构。

2.根据权利要求1所述的新型水压先导式溢流阀，其特征是：高压水泵流出的高压水经进水口流向溢流阀主阀芯的前腔，经过主阀芯上的阻尼孔到达主阀芯的弹簧腔，继而到达先导阀芯的前腔。

3.根据权利要求1所述的新型水压先导式溢流阀，其特征是：高压水顺着先导阀体的流道进入了两位两通换向阀的下腔，克服换向阀衔铁中弹簧的复位力即能推动平板阀芯向上运动，使高压水流向换向阀的上腔。

4.根据权利要求1所述的新型水压先导式溢流阀，其特征是：高压水的流动使得主阀弹簧腔的压力小于主阀前腔的压力，所产生的压差推动主阀芯向左移动继而将主阀芯打开。

5.根据权利要求1所述的新型水压先导式溢流阀，其特征是：主阀芯与先导阀芯形状均采用带圆弧的平端锥阀结构，以改善锥阀口处的流动状态，减弱涡流区的影响。