CN108049979B - 一种可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，用于柴油机制造领域，包括壳体、滑套、阀杆和阀座活塞，壳体内设有滑套滑腔和阀座活塞滑腔，滑套设在滑套滑腔中，阀座活塞设在阀座活塞滑腔中，滑套在滑套滑腔中形成第一气腔，滑套与阀座活塞间在阀座活塞滑腔中形成第二气腔，滑套上设有第一过气孔，阀座活塞上设有第二过气孔，阀杆上设有第一阀体和第二阀体，滑套与阀杆之间设有阀杆弹簧，滑套与阀座活塞之间设有滑套弹簧，滑套弹簧底部设有平衡弹簧，壳体上设有进气孔和出气孔。本发明工作时几乎不消耗高压空气，节约了柴油机运行成本；实现输出空气压力无级调压和对柴油机曲轴转速的无级变速；结构紧凑，安全可靠，维护简单。

Description

一种可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器

技术领域

本发明用于柴油机制造领域，特别是涉及一种可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器。

背景技术

定值器是柴油机转速的气动控制元件，安装在柴油机操纵箱上，输入一定的气源压力，即可输出一个稳定的气压到转速控制器，以实现对柴油机曲轴转速的控制。其特点一般是利用给定弹簧所产生的力与输出空气压力产生的反馈力在比较元件上相平衡。

市面上现有的定值器气动控制技术多为耗气平衡式稳压调节，会损失相当一部分的气体，不利于柴油机的经济运行。同时还有部分定值器无法实现输出空气压力的连续调节。因此本专利开发的一种可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器具有一定的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、经济节能、功能完备、安全可靠的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，包括壳体、滑套、阀杆和阀座活塞，所述壳体内设有滑套滑腔和位于滑套滑腔下方的阀座活塞滑腔，所述滑套设在滑套滑腔中，滑套与滑套滑腔气密配合并可沿滑套滑腔升降运动，所述阀座活塞设在阀座活塞滑腔中，阀座活塞与阀座活塞滑腔气密配合并可沿阀座活塞滑腔升降运动，所述滑套在滑套滑腔中形成第一气腔，滑套与阀座活塞间在阀座活塞滑腔中形成第二气腔，滑套上设有导通第一气腔和第二气腔的第一过气孔，所述阀座活塞上设有导通第二气腔和外界的第二过气孔，所述阀杆可沿滑套和/或阀座活塞升降，阀杆上设有可封闭所述第一过气孔的第一阀体和可封闭第二过气孔的第二阀体，所述滑套与阀杆之间设有阀杆弹簧，滑套与阀座活塞之间设有滑套弹簧，所述滑套弹簧底部设有平衡弹簧，所述壳体上设有与第一气腔导通的进气孔和与所述第二气腔导通的出气孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述滑套滑腔和阀座活塞滑腔的过渡连接处设有限位槽，所述滑套的下端设有嵌入所述限位槽内的限位环，所述滑套上端由壳体顶部伸出，滑套上端设有钢球座，所述钢球座上设有钢球。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述钢球座与所述滑套之间设置有行程调整垫圈。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述滑套内部设有内孔，所述内孔由上到下依次包括阀杆导向孔段、第一气腔孔段和第一过气孔段，所述滑套外壁上设有进气槽以及导通所述进气槽和第一气腔孔段的进气槽过孔，所述第一过气孔段内部设有第一阀套，第一阀套内部形成第一过气孔，所述阀杆的上端插入阀杆导向孔段，下端由第一过气孔穿过并伸入第二气腔，所述第一阀体包括设在所述第一气腔孔段内部的阀盘。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述阀杆弹簧套装在第一气腔孔段内部的阀杆上，阀杆弹簧上端抵住滑套，阀杆弹簧下端抵住阀盘。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述阀座活塞在第二过气孔内设有第二阀套，所述第二阀体包括设在所述第二气腔内部并可与第二阀套配合的螺头球面阀。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述阀杆顶端设有第一密封圈槽，第一密封圈槽内设有与阀杆导向孔段配合的第一密封圈，所述滑套在进气槽的上下两侧均设有第二密封圈槽，所述第二密封槽内设有与滑套滑腔配合的第二密封圈，所述阀座活塞上设有第三密封圈槽，所述第三密封圈槽内设有与阀座活塞滑腔配合的第三密封圈。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述壳体在阀座活塞滑腔的下端设有调整弹簧罩，所述平衡弹簧设在所述阀座活塞和调整弹簧罩之间，所述调整弹簧罩与壳体螺纹连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述调整弹簧罩上设有开口，开口内侧设有弹簧垫筛板。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述壳体上装有开槽锥端紧定螺钉和六角螺母；所述开槽锥端紧定螺钉锥端顶在调整弹簧罩上。

本发明的有益效果：本发明通过调节滑套的位移，改变弹簧的压缩量，气源压力、输出压力以及三个弹簧的压力保持一定函数关系的平衡，从而控制输出空气压力的大小。本发明工作时几乎不消耗高压空气，节约了柴油机运行成本；能够实现输出空气压力无级调压，以实现对柴油机曲轴转速的无级变速；结构上为纯机械式，结构紧凑，安全可靠，维护简单。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例结构俯视图；

图2是图1中C-C处剖视图；

图3是本发明实施例局部剖面结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图3，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各部件的结构特点，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，是以图2所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。

本发明提供了一种可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，包括壳体1、滑套2、阀杆3和阀座活塞4，所述壳体1内设有滑套滑腔11和位于滑套滑腔11下方的阀座活塞滑腔12，所述滑套2设在滑套滑腔11中，滑套2与滑套滑腔11气密配合并可沿滑套滑腔11升降运动，所述阀座活塞4设在阀座活塞滑腔12中，阀座活塞4与阀座活塞滑腔12气密配合并可沿阀座活塞滑腔12升降运动，所述滑套2在滑套滑腔11中形成第一气腔，滑套2与阀座活塞4间在阀座活塞滑腔12中形成第二气腔，滑套2上设有导通第一气腔和第二气腔的第一过气孔21，所述阀座活塞4上设有导通第二气腔和外界的第二过气孔41，所述阀杆3可沿滑套2和/或阀座活塞4升降，阀杆3上设有可封闭所述第一过气孔21的第一阀体和可封闭第二过气孔41的第二阀体，所述滑套2与阀杆3之间设有阀杆弹簧5，滑套2与阀座活塞4之间设有滑套弹簧6，所述阀座活塞4底部设有平衡弹簧7，所述壳体1上设有与第一气腔导通的进气孔P和与所述第二气腔导通的出气孔A。

下面以本装置使用在中速柴油机操纵箱上实现对转速控制器的无级调压为例，简述其工作原理如下：

气源从进气孔P进入第一气腔，假定此时滑套2已受定值凸轮强迫下行了一段距离，阀杆3在阀杆弹簧5的作用力下随行至其下部的第二阀体抵达阀座活塞4上的第二过气孔41，关闭了第二气腔与外界的通道，此时由于平衡弹簧7的预紧力大于上部阀杆弹簧5的预紧力，阀杆3停止随行，滑套2继续下行时，阀杆3上的第一阀体离开了第一过气孔21，打通了第一气腔与第二气腔的通道，压缩空气经过节流进入第二气腔，于是第二气腔内压力升高，并从出气孔A输出压缩空气。阀座活塞4由于上面接受的力大于原来平衡弹簧7的预紧力便下行。当第二气腔内的压力达到调定值时，第一过气孔21关闭，阀座活塞4上下的作用力平衡，此后第二气腔压力保持稳定。当滑套2受定值器凸轮控制重新向下移至一个新的位置时，定值器重复上述的动作，但输出的压力改变为新的与滑套2轴向位移成函数关系的稳定值上。

当滑套2回位作向上移动时，第二过气孔41的压紧力放松，瞬间放洩。第二气腔内的压缩空气通向大气，压力下降。平衡弹簧7的压力大于作用在阀座活塞4上面的气体压力，阀座活塞4上行，直至第二气腔内压力下降至调定值，第二过气孔41封闭。而上面的第一过气孔21处于关闭状态，于是输出压力降低至于定值凸轮的升程相适应的稳定值上。

定值器的输入气源压力为0.6MPa，输出空气压力为0.1～0.6MPa，把输出的空气通入转速控制器内，对调速器进行控制，即可获得无级变速。

作为优选，滑套滑腔11和阀座活塞滑腔12同轴设置，所述滑套滑腔11和阀座活塞滑腔12的过渡连接处设有限位槽13，所述滑套2的下端设有嵌入所述限位槽13内的限位环22，所述滑套2上端由壳体1顶部伸出，滑套2上端设有钢球座8，所述钢球座8上设有滚动体，作为优选所述滚动体采用钢球81，用于与定值凸轮滚动配合。而且，所述钢球座8与所述滑套2之间设置有行程调整垫圈82，以便根据实际使用情况对钢球座8的高度进行调节，以满足与定值凸轮的配合要求。

所述滑套2内部设有内孔，所述内孔由上到下依次包括阀杆导向孔段23、第一气腔孔段24和第一过气孔段，所述滑套2外壁上设有进气槽26以及导通所述进气槽26和第一气腔孔段25的进气槽过孔27，第一气腔孔段24、进气槽26和进气槽过孔27共同形成第一气腔，所述第一过气孔段内部设有第一阀套28，第一阀套28通过弹性垫圈29固定，用于与第一阀体的配合，第一阀套28内部形成第一过气孔21，所述阀杆3的上端插入阀杆导向孔段23，下端由第一过气孔21穿过并伸入第二气腔，所述第一阀体包括设在所述第一气腔孔段24内部的阀盘31，阀盘31底部具有可与所述第一阀套28配合的锥面。

作为优选，所述阀杆弹簧5选用压缩弹簧，且所述阀杆弹簧5套装在第一气腔孔段24内部的阀杆3上，阀杆弹簧5上端抵住滑套2，阀杆弹簧5下端抵住阀盘31，工作时，阀杆弹簧5和平衡弹簧7共同作用实现第一过气孔21和第二过气孔41导通或闭合的控制。

阀座活塞4在第一气腔的下方形成锥形槽，所述第二过气孔41位于所述锥形槽的槽底，所述阀座活塞4在第二过气孔41内设有第二阀套42，所述第二阀体包括设在所述第二气腔内部并可与第二阀套42配合的螺头球面阀32，螺头球面阀32通过螺母33紧固安装在阀杆3下端，螺头球面阀32底部具有可与第二阀套42配合的球面。

为了避免气体外泄，所述阀杆3顶端设有第一密封圈槽，第一密封圈槽内设有与阀杆导向孔段23配合的第一密封圈34，所述滑套2在进气槽26的上下两侧均设有第二密封圈槽，所述第二密封槽内设有与滑套滑腔11配合的第二密封圈20，所述阀座活塞4上设有第三密封圈槽，所述第三密封圈槽内设有与阀座活塞滑腔12配合的第三密封圈43。

此外，为了方便固定安装平衡弹簧7，所述壳体1在阀座活塞滑腔12的下端设有调整弹簧罩9，所述平衡弹簧7设在所述阀座活塞4和调整弹簧罩9之间，所述调整弹簧罩9与壳体1螺纹连接，转动调整弹簧罩9可调整平衡弹簧7的初始压缩量。

所述调整弹簧罩9上设有开口，开口内侧设有弹簧垫筛板91，满足第二气腔与外界相通的要求。为了避免调整弹簧罩9反松，所述壳体1上装有开槽锥端紧定螺钉92和六角螺母93；所述开槽锥端紧定螺钉92锥端顶在调整弹簧罩9上。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：包括壳体、滑套、阀杆和阀座活塞，所述壳体内设有滑套滑腔和位于滑套滑腔下方的阀座活塞滑腔，所述滑套设在滑套滑腔中，滑套与滑套滑腔气密配合并可沿滑套滑腔升降运动，所述阀座活塞设在阀座活塞滑腔中，阀座活塞与阀座活塞滑腔气密配合并可沿阀座活塞滑腔升降运动，所述滑套在滑套滑腔中形成第一气腔，滑套与阀座活塞间在阀座活塞滑腔中形成第二气腔，滑套上设有导通第一气腔和第二气腔的第一过气孔，所述阀座活塞上设有导通第二气腔和外界的第二过气孔，所述阀杆可沿滑套和/或阀座活塞升降，阀杆上设有可封闭所述第一过气孔的第一阀体和可封闭第二过气孔的第二阀体，所述滑套与阀杆之间设有阀杆弹簧，滑套与阀座活塞之间设有滑套弹簧，所述滑套弹簧底部设有平衡弹簧，所述壳体上设有与第一气腔导通的进气孔和与所述第二气腔导通的出气孔。

2.根据权利要求1所述的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：所述滑套滑腔和阀座活塞滑腔的过渡连接处设有限位槽，所述滑套的下端设有嵌入所述限位槽内的限位环，所述滑套上端由壳体顶部伸出，滑套上端设有钢球座，所述钢球座上设有钢球。

3.根据权利要求2所述的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：所述钢球座与所述滑套之间设置有行程调整垫圈。

4.根据权利要求1所述的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：所述滑套内部设有内孔，所述内孔由上到下依次包括阀杆导向孔段、第一气腔孔段和第一过气孔段，所述滑套外壁上设有进气槽以及导通所述进气槽和第一气腔孔段的进气槽过孔，所述第一过气孔段内部设有第一阀套，第一阀套内部形成第一过气孔，所述阀杆的上端插入阀杆导向孔段，下端由第一过气孔穿过并伸入第二气腔，所述第一阀体包括设在所述第一气腔孔段内部的阀盘。

5.根据权利要求4所述的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：所述阀杆弹簧套装在第一气腔孔段内部的阀杆上，阀杆弹簧上端抵住滑套，阀杆弹簧下端抵住阀盘。

6.根据权利要求4所述的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：所述阀座活塞在第二过气孔内设有第二阀套，所述第二阀体包括设在所述第二气腔内部并可与第二阀套配合的螺头球面阀。

7.根据权利要求4所述的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：所述阀杆顶端设有第一密封圈槽，第一密封圈槽内设有与阀杆导向孔段配合的第一密封圈，所述滑套在进气槽的上下两侧均设有第二密封圈槽，所述第二密封槽内设有与滑套滑腔配合的第二密封圈，所述阀座活塞上设有第三密封圈槽，所述第三密封圈槽内设有与阀座活塞滑腔配合的第三密封圈。

8.根据权利要求1所述的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：所述壳体在阀座活塞滑腔的下端设有调整弹簧罩，所述平衡弹簧设在所述阀座活塞和调整弹簧罩之间，所述调整弹簧罩与壳体螺纹连接。

9.根据权利要求8所述的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：所述调整弹簧罩上设有开口，开口内侧设有弹簧垫筛板。

10.根据权利要求8所述的可无级调压空气压力的柴油机机旁操纵定值器，其特征在于：所述壳体上装有开槽锥端紧定螺钉和六角螺母；所述开槽锥端紧定螺钉锥端顶在调整弹簧罩上。