CN109282046A - 锥阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锥阀，所述锥阀包括阀体(1)、阀座机构以及阀芯(2)；所述阀座机构设置在所述阀体(1)内；所述阀芯(2)设置在所述阀体(1)内，所述阀芯(2)包括锥状部，所述锥状部的锥顶朝向所述阀座机构设置，所述阀芯(2)能够移动以靠近或远离所述阀座机构，所述锥状部能够与所述阀座机构抵接，以使得所述阀座机构的与所述锥状部接触的表面沿所述锥状部的侧壁产生形变，从而使所述阀座机构与所述锥状部密封。本发明的锥阀密封效果好、加工成本低、使用寿命长，并且减少了啸叫的问题。

Description

锥阀

技术领域

本发明涉及液压阀技术领域，具体地涉及一种锥阀。

背景技术

目前，常见的锥阀有两种密封方式：一种是线密封，另一种是面密封。这两种密封方式的锥阀存在以下问题：1、对线密封的锥阀，当系统压力波动比较大时，阀芯快速闭合会对阀座产生撞击效果，阀座的锐边很容易被磕碰。一旦出现磕碰缺口，则密封失效；2、对线密封的锥阀，从流体力学角度看，流体在流过锐边时通流面积突然发生变化，容易产生气穴现象，气穴现象不但会破坏锐边使密封失效，还会使阀芯工作不稳定；3、面密封在加工时需要严格保证阀芯锥角和阀座锥角的一致，否则密封明显失效。在实际的加工中，为了保证两个锥面的配合达到设计要求，需要对锥面进行和精细的加工和检测，加工成本约占到总成本的15-20％，使生产成本显著增加；4、面密封的锥阀一旦密封失效，必须拆解阀更换零部件，耽误生产，维护成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种锥阀，该锥阀的密封效果好、加工成本低、使用寿命长，并且减少了啸叫的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种锥阀，所述锥阀包括阀体、阀座机构以及阀芯；所述阀座机构设置在所述阀体内；所述阀芯设置在所述阀体内，所述阀芯包括锥状部，所述锥状部的锥顶朝向所述阀座机构设置，所述阀芯能够移动以靠近或远离所述阀座机构，所述锥状部能够与所述阀座机构抵接，以使得所述阀座机构的与所述锥状部接触的表面沿所述锥状部的侧壁产生形变，从而使所述阀座机构与所述锥状部密封。

优选地，所述阀座机构包括阀座本体以及密封座；所述密封座与所述阀座本体同轴地设置在所述阀座本体上，所述密封座朝向所述锥状部，从而所述锥状部能够使所述密封座的与所述锥状部接触的表面沿所述锥状部的侧壁产生形变。

优选地，在所述密封座的与所述锥状部接触的表面产生形变的状态下，所述锥状部不产生形变；和/或，密封座为铝制密封座，所述阀芯为钢制阀芯。

优选地，所述密封座与所述阀座本体螺纹连接；所述阀座机构包括组合垫，所述组合垫设置在所述密封座与所述阀座本体之间，以使所述密封座与所述阀座本体密封。

优选地，所述锥阀包括第一O型圈，所述阀座本体与所述阀体螺纹连接，所述第一O型圈设置在所述阀座本体与所述阀体之间。

优选地，所述锥阀包括导向块，所述导向块具有导向通孔，所述阀芯包括与所述锥状部的锥底连接的阀芯杆，所述阀芯杆穿过所述导向通孔设置并且通过所述导向通孔导向，所述锥状部的锥底止挡于所述导向块。

优选地，所述锥阀包括压杆、弹簧和弹簧座；所述导向块与所述阀体设置为间隙配合；所述压杆的一端伸入所述阀体内，伸入所述阀体的所述压杆上设有台阶，以限制所述弹簧座的位移，所述压杆与所述阀芯杆共轴线设置；所述弹簧的一端与所述导向块抵接，另一端与所述弹簧座抵接；所述弹簧座与所述压杆间隙配合并在所述弹簧的作用下抵靠在所述台阶上；所述压杆能够朝向所述阀座机构移动，以通过所述弹簧将所述导向块以及所述阀芯推向所述阀座机构。

优选地，所述锥阀包括第二O型圈，所述阀体的阀体壁上开设有贯穿通孔，所述压杆穿过所述贯穿通孔设置，所述第二O型圈设置在所述压杆与所述贯穿通孔之间。

优选地，所述锥阀包括旋钮，所述旋钮与所述阀体螺纹连接，所述旋钮能够向所述阀座机构移动以推动所述压杆向所述阀座机构移动。

优选地，在所述弹簧的初始状态下，所述压杆与所述阀芯杆之间具有间隙，所述间隙设置为：大于所述锥阀调节至最大压力时所述弹簧的变形量，并且小于所述弹簧压并时的变形量。

通过上述技术方案，由于阀芯的锥状部能够移动以靠近或远离所述阀座机构，当锥状部与所述阀座机构抵接并继续挤压所述阀座机构时，所述阀座机构的表面就会产生形变，这种形变沿所述锥状部的侧壁产生的，也就是说，阀座机构的表面所产生的形变适于锥状部的侧壁，从而使得阀座机构与锥状部之间形成了可靠的密封。因此，在锥阀加工时就不需要将阀座机构加工出与锥状部相匹配的锥面，从而减少了加工量，并且，阀座机构的表面所产生的形变是根据锥状部的侧壁的实际形状所产生的，这就使得阀座机构与锥状部之间的密封十分可靠。

附图说明

图1是本发明的锥阀的优选实施方式的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明的锥阀包括阀体1、阀座机构以及阀芯2；阀座机构设置在阀体1内；阀芯2设置在阀体1内，阀芯2包括锥状部，锥状部的锥顶朝向阀座机构设置，阀芯2能够移动以靠近或远离阀座机构，锥状部能够与阀座机构抵接，以使得阀座机构的与锥状部接触的表面沿锥状部的侧壁产生形变，从而使阀座机构与锥状部密封。

由于阀芯2的锥状部能够移动以靠近或远离阀座机构，当锥状部与阀座机构抵接并继续挤压阀座机构时，阀座机构的表面就会产生形变，这种形变沿锥状部的侧壁产生的，也就是说，阀座机构的表面所产生的形变适于锥状部的侧壁，从而使得阀座机构与锥状部之间形成了可靠的密封。因此，在锥阀加工时就不需要将阀座机构加工出与锥状部相匹配的锥面，从而减少了加工量，并且，阀座机构的表面所产生的形变是根据锥状部的侧壁的实际形状所产生的，这就使得阀座机构与锥状部之间的密封十分可靠。

应当理解的是，阀座机构的表面之所以会产生形变是因为阀座机构的表面的硬度小于锥状部的侧面的硬度，即在密封座4的与锥状部接触的表面产生形变的状态下，锥状部不产生形变。在一些实施方式中，阀座机构可以设置为整体的硬度均小于锥状部的硬度。在本发明的优选实施方式中，在考虑到加工难度的情况下，同时为了保证既可以使阀座机构产生形变又不会影响密封性能，优选地，阀座机构包括阀座本体3以及密封座4；密封座4与阀座本体3同轴地设置在阀座本体3上，密封座4朝向锥状部，从而锥状部能够使密封座4的与锥状部接触的表面沿锥状部的侧壁产生形变。

为了保证密封效果，在装配时，最好使阀座本体3、密封座4、阀芯2的中心线完全重合。

为使得密封座4与阀芯2之间的硬度存在差异，可以使密封座4与阀芯2使用不同硬度的材质，只要保证阀芯2的材质的硬度大于密封座4的材质的硬度即可，优选地，密封座4为铝制密封座，阀芯2为钢制阀芯。

为了使密封座4与阀座本体3之间可以较为方便地实现连接、拆卸，优选地，密封座4与阀座本体3螺纹连接，这样的好处是，当需要更换密封座4时，只需要将旧的密封座4拧下来换上新的密封座4即可。而在密封座4与阀座本体3之间为螺纹连接的情况下，为了保证密封座4与阀座本体3之间的密封性，优选地，阀座机构包括组合垫，组合垫设置在密封座4与阀座本体3之间，以使密封座4与阀座本体3密封。

应当理解的是，阀座本体3与阀体1可以有多种连接方式，为了方便地安装及拆卸，优选地，锥阀包括第一O型圈9，阀座本体3与阀体1螺纹连接，第一O型圈9设置在阀座本体3与阀体1之间。

在装配时，阀座本体3和阀体1有轴孔配合，可以看作是同心的。但是密封座4和阀座本体3是螺纹连接的，所以密封座4的轴心和阀芯2的轴心的同心度很容易超标，这时，当阀,2对密封座4施压时，阀芯2会被带偏，阀芯2开启后，阀芯2和密封座4上的锥形压痕就不会同心。

为了解决上述问题，优选地，锥阀包括导向块5，导向块5具有导向通孔，阀芯2包括与锥状部的锥底连接的阀芯杆，阀芯杆穿过导向通孔设置并且通过导向通孔导向，锥状部的锥底止挡于导向块5。装配时，导向块5可以保证阀芯2和阀体1的腔室(阀芯2、导向块5以及密封座4均设置在该腔室中)的中心线同心，在对密封座4施压时，即使密封座4的轴心和阀芯2的轴心不同心，导向块5也能有效限制密封座4对阀芯2产生的径向偏差力，保证施压时阀芯2和阀体1的腔室的中心线同心，最终保证锥形压痕和阀芯2同心。另外，导向块5可以设置为铝制的，铝制导向块5可以有效限减少阀芯2运动时的惯性，提高响应速度。此外，在阀芯2开启时，导向块5还可以有效地限制因流量不稳定而使阀芯2在径向高频震动所产生的啸叫。

在设计本发明的锥阀的各个零件时，应当考虑到装配时阀座3、密封座4、阀芯2、导向块5应当处于同心的状态，因为阀座3、密封座4、阀芯2、导向块5装配时的同心度可以为最终密封座4的压痕和阀芯2的同心提供更有利的条件。因为从密封本质来讲，在阀芯2开启时，密封座4上的锥形压痕和阀芯2的同心度是最重要的。

为了使阀芯2能够有效、可控地挤压密封座4，并在挤压之后还可以离开密封座4从而不影响阀芯2的开关，优选地，锥阀包括压杆6、弹簧7和弹簧座11；导向块5与阀体1设置为间隙配合；压杆6的一端伸入阀体1内，伸入阀体1的压杆6上设有台阶，以限制弹簧座11的位移，压杆6与阀芯杆共轴线设置；弹簧7的一端与导向块5抵接，另一端与弹簧座11抵接；弹簧座11与压杆6间隙配合并在弹簧7的作用下抵靠在台阶上；压杆6能够朝向阀座机构移动，以通过弹簧7将导向块5以及阀芯2推向阀座机构。

另外，为保证导向块5不影响锥阀的正常工作，可以在导向块5上开设供流体流动的孔，并且该孔应当避开和弹簧7接触的部位，保证弹簧7作用在导向块5上的力不发生偏心。

应当理解的是，为了方便操作压杆6靠近或远离密封座4，阀体1的阀体壁上开设有贯穿通孔，压杆6穿过贯穿通孔设置，为了保证压杆6与阀体1之间的密封性能，优选地，锥阀包括第二O型圈10，第二O型圈10设置在压杆6与贯穿通孔之间。

在操作压杆6时，为了能够精确地控制压杆6的行程，优选地，锥阀包括旋钮8，旋钮8与阀体1螺纹连接，旋钮8能够向阀座机构移动以推动压杆6向阀座机构移动。也就是说，通过旋转旋钮8拧紧或拧松，以达到推动压杆6或释放压杆6的目的。而通过记录旋钮8旋转的圈数即可判断压杆6的行进距离，这在无法观测到阀体1内部的情况下，对精确地操作压杆6是非常有帮助的。

在锥阀实际工作中，阀芯2需要开启及关闭，由于阀芯2的锥状部的锥底被导向块5所止挡，而导向块5是在弹簧7的作用下靠近或远离密封座4的，当阀芯2需要开启时，导向块5需要能够远离密封座4的空间以允许阀芯2远离密封座4，而导向块5能够远离密封座4的前提是：压杆6与阀芯杆之间存在间隙。若压杆6与阀芯杆之间没有间隙，压杆6始终抵靠在阀芯杆上，而压杆6又被旋钮8所限制，就会使得阀芯杆不能朝向远离密封座4的方向移动，从而导致锥阀无法工作。因此，优选地，在弹簧7的初始状态下，压杆6与阀芯杆之间具有间隙L，间隙L设置为：大于锥阀调节至最大压力时弹簧7的变形量，并且小于弹簧7压并时的变形量。也就是说，该间隙L必须小于弹簧7压并时的变形量，否则当弹簧7被压并时，若压杆6与阀芯杆之间仍然存在间隙L，则继续推动压杆6就可能会导致弹簧7被压坏。而该间隙L必须大于锥阀调节至最大压力时弹簧7的变形量，也就是指：当锥阀工作并且阀芯2承受最大压力时，弹簧7的变形量。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锥阀，其特征在于，所述锥阀包括阀体(1)、阀座机构以及阀芯(2)；

所述阀座机构设置在所述阀体(1)内；

所述阀芯(2)设置在所述阀体(1)内，所述阀芯(2)包括锥状部，所述锥状部的锥顶朝向所述阀座机构设置，所述阀芯(2)能够移动以靠近或远离所述阀座机构，所述锥状部能够与所述阀座机构抵接，以使得所述阀座机构的与所述锥状部接触的表面沿所述锥状部的侧壁产生形变，从而使所述阀座机构与所述锥状部密封。

2.根据权利要求1所述的锥阀，其特征在于，所述阀座机构包括阀座本体(3)以及密封座(4)；所述密封座(4)与所述阀座本体(3)同轴地设置在所述阀座本体(3)上，所述密封座(4)朝向所述锥状部，从而所述锥状部能够使所述密封座(4)的与所述锥状部接触的表面沿所述锥状部的侧壁产生形变。

3.根据权利要求2所述的锥阀，其特征在于，在所述密封座(4)的与所述锥状部接触的表面产生形变的状态下，所述锥状部不产生形变；和/或，密封座(4)为铝制密封座，所述阀芯(2)为钢制阀芯。

4.根据权利要求2所述的锥阀，其特征在于，所述密封座(4)与所述阀座本体(3)螺纹连接；所述阀座机构包括组合垫，所述组合垫设置在所述密封座(4)与所述阀座本体(3)之间，以使所述密封座(4)与所述阀座本体(3)密封。

5.根据权利要求2所述的锥阀，其特征在于，所述锥阀包括第一O型圈(9)，所述阀座本体(3)与所述阀体(1)螺纹连接，所述第一O型圈(9)设置在所述阀座本体(3)与所述阀体(1)之间。

6.根据权利要求1所述的锥阀，其特征在于，所述锥阀包括导向块(5)，所述导向块(5)具有导向通孔，所述阀芯(2)包括与所述锥状部的锥底连接的阀芯杆，所述阀芯杆穿过所述导向通孔设置并且通过所述导向通孔导向，所述锥状部的锥底止挡于所述导向块(5)。

7.根据权利要求6所述的锥阀，其特征在于，所述锥阀包括压杆(6)、弹簧(7)和弹簧座(11)；

所述导向块(5)与所述阀体(1)设置为间隙配合；

所述压杆(6)的一端伸入所述阀体(1)内，伸入所述阀体(1)的所述压杆(6)上设有台阶，以限制所述弹簧座(11)的位移，所述压杆(6)与所述阀芯杆共轴线设置；

所述弹簧(7)的一端与所述导向块(5)抵接，另一端与所述弹簧座(11)抵接；

所述弹簧座(11)与所述压杆(6)间隙配合并在所述弹簧(7)的作用下抵靠在所述台阶上；

所述压杆(6)能够朝向所述阀座机构移动，以通过所述弹簧(7)将所述导向块(5)以及所述阀芯(2)推向所述阀座机构。

8.根据权利要求7所述的锥阀，其特征在于，所述锥阀包括第二O型圈(10)，所述阀体(1)的阀体壁上开设有贯穿通孔，所述压杆(6)穿过所述贯穿通孔设置，所述第二O型圈(10)设置在所述压杆(6)与所述贯穿通孔之间。

9.根据权利要求7所述的锥阀，其特征在于，所述锥阀包括旋钮(8)，所述旋钮(8)与所述阀体(1)螺纹连接，所述旋钮(8)能够向所述阀座机构移动以推动所述压杆(6)向所述阀座机构移动。

10.根据权利要求7所述的锥阀，其特征在于，在所述弹簧(7)的初始状态下，所述压杆(6)与所述阀芯杆之间具有间隙(L)，所述间隙(L)设置为：大于所述锥阀调节至最大压力时所述弹簧(7)的变形量，并且小于所述弹簧(7)压并时的变形量。