CN109681420B - 高压往复柱塞泵用双锥面一体阀 - Google Patents

高压往复柱塞泵用双锥面一体阀 Download PDF

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Abstract

一种高压往复柱塞泵用双锥面一体阀。其包括阀芯、阀体、阀板、弹簧和锁紧母；本发明提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀的进排液只通过一个阀体上的两个密封端面(阀体两端面的密封面均为锥面)及阀芯、阀板、弹簧就能够完成一个吸入—压缩—排出循环过程，可避免以往垂直布置单一阀组给泵体十字交叉孔处造成的高压交变载荷问题，并且具有结构简单紧凑、拆卸维修方便、流量损失小、工作平稳、噪声小，锥面密封可以防止粘稠介质或带有微颗粒介质在阀口堆积产生粘连现象，使进排液阀开启关闭及时可靠、密封可靠、使用寿命长。

Description

高压往复柱塞泵用双锥面一体阀
技术领域
本实用新型属于液压机械技术领域，特别涉及一种高压往复柱塞泵用双锥面一体阀。
背景技术
高压往复柱塞泵又称柱塞泵，为液压系统的一个重要装置，其依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作腔的容积发生变化来实现吸入介质、压缩介质，具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，已被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械、油田和船舶中。目前常用的柱塞泵主要由动力端和液力端两部分组成，动力端用于将原动机的能量传给液力端，主要包括曲轴箱、高速轴、曲轴、齿圈、连杆和十字头；液力端则用于将机械能转换为液体压力能。图1为一种已有技术的柱塞泵上液力端部分结构纵向剖视图。如图1所示，这种液力端主要包括缸体9、压盖10、进液阀组和排液阀组；所述的缸体9水平设置在连接于动力端上曲轴箱后端的托架外部，中部形成有一个进液口11，靠近压盖10一侧开有排液孔；压盖10连接在缸体9的后端；进液阀组包括进液阀座1、进液阀板2、进液阀盖3和进液弹簧4；进液阀盖3位于缸体9的中部内部，一端固定在与进液口11相对的缸体9上；进液阀座1固定在进液口11处，其上开有3个环形长孔并且中部有一拆卸螺孔；进液弹簧4套在进液阀盖3中部；进液阀板2以能够沿缸体9上下移动的方式套在进液阀盖3上位于进液弹簧4和进液阀座1之间的部位，并且外部能够封堵住或离开进液长孔12；排液阀组包括排液阀座5、排液阀板6、排液阀盖7和排液弹簧8；排液阀盖7位于缸体9的后侧内部，一端固定在端盖10的侧面；排液阀座5以与进液阀座1相垂直的方式设置在缸体9内位于进液阀盖3后侧的部位，其上形成有三个液流长孔13；排液弹簧8套在排液阀盖7中部；排液阀板6以能够沿缸体9轴向移动的方式套在排液阀盖7上位于排液弹簧8和排液阀座5之间的部位，并且外部能够封堵住或离开液流长孔13；缸体9的前端内部以滑动的方式安装有一根柱塞，柱塞的前端与动力端上十字头的后端相接。
现将这种已有技术的柱塞泵工作原理阐述如下：当需要压缩液体时，在电机的作用下，动力端上的高速轴将产生旋转，从而通过齿圈带动曲轴转动，继而带动连杆、十字头水平往复运动，十字头再带动柱塞在缸体9内进行往复运动。当柱塞作回程运动时，缸体9的容积逐渐增大，形成了局部真空，此时排液阀板6将在排液弹簧8的弹力作用下紧靠在排液阀座5上而将液流长孔13封堵住，在压差的作用下，低压液体将经过与进液口11相连接的进液管进入进液阀座1上的进液长孔12内，由此向内推动进液阀板2，同时压缩进液弹簧4，直到进液阀板2离开进液阀座1上的进液长孔12，这时低压液体将进入到缸体9的内部，柱塞继续移动到回程极限位置时，吸液过程终止，这时，缸体9内部吸液最多。当柱塞作进程运动时，缸体9内的容积逐渐减小，液体受挤压，压力增加，在液压及进液弹簧4弹性力的共同作用下，进液阀板2将被推回到进液阀座1处而封堵住进液长孔12，待液体压力达到一定值时，高压液体将向左推动排液阀板6，同时压缩排液弹簧8，直到排液阀板6离开排液阀座5上的液流长孔13，这时缸体9内部的高压液体将进入到缸体9的左侧内部，然后经排液口向外排出至接收容器中，柱塞达到进程极限位置时，缸体9内部的容积最小，排液过程完毕。当缸体9内液体压力减小时，排液阀板6在排液弹簧8弹性力的作用下将回到排液阀座5而将液流长孔13封堵住。由于柱塞不断地往复运动，吸排液过程就不断地交替进行，高压液体于是不断地输出。
但是，这种已有技术的高压往复柱塞泵存在下列问题：其上进液阀组和排液阀组是以相互垂直的方式单独设置，因此结构复杂、加工难度和体积及流量损失大，并且维修不便。平面密封的阀组使用上具有局限性，对过流的介质要求洁净。另外整机运行时噪音比较大。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高压往复柱塞泵用双锥面一体阀。
为了达到上述目的，本实用新型提供高压往复柱塞泵用双锥面一体阀安装在高压往复柱塞泵液力端上，所述的液力端包括泵体、双锥面一体阀、缸体、柱塞和端盖；其中泵体内部设有进液通道和排液通道；缸体水平设置在连接于动力端上曲轴箱后端的托架内部；端盖连接在缸体的后端；缸体的内部以滑动的方式安装有一根柱塞，柱塞的前端贯穿端盖后与动力端上十字头的后端相接；双锥面一体阀安装在缸体的前端和泵体之间，包括阀芯、阀体、阀板、弹簧和锁紧母；其中，阀体为圆柱体形结构，中心部位形成有一个阀芯设置孔，阀芯设置孔的两端口均呈锥面形状，阀体上位于阀芯设置孔外侧的部位形成有多个呈放射状的斜孔，斜孔的进液口位于靠近泵体的端面中部且与泵体上的进液通道相连通，排液口则位于阀芯设置孔上靠近缸体的端口锥面上且与泵体上的排液通道相连通；阀芯为圆柱体形结构，一端部圆周面上形成有一个凸台，另一端穿过阀体的阀芯设置孔后延伸至外部，凸台26卡在阀芯设置孔上靠近泵体的端口处，并且凸台的内端面为与阀芯设置孔端口相配合的锥面；阀芯上形成有一个延伸至远离凸台的端面的轴向中心孔，同时圆周面中部沿轴向形成有多个长槽，并且长槽与轴向中心孔相连通；锁紧母为盖状，顶面中心处形成有一个开孔，螺纹连接在阀芯上远离凸台一端的外部；阀板为圆环状，套在阀芯设置孔上靠近缸体端口处的阀芯上，并且靠近阀体的端面为与阀芯设置孔上靠近缸体的端口相配合的锥面；弹簧套在位于阀板和锁紧母之间的阀芯上。
所述的双锥面一体阀还包括安装在阀体和泵体以及阀体和缸体端面之间接触面上的O形密封圈。
所述的弹簧为螺旋弹簧。
本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀的进排液只通过一个阀体上的两个密封端面(阀体两端面的密封面均为锥面)及阀芯、阀板、弹簧就能够完成一个吸入—压缩—排出循环过程，可避免以往垂直布置单一阀组给泵体十字交叉孔处造成的高压交变载荷问题，并且具有结构简单紧凑、拆卸维修方便、流量损失小、工作平稳、噪声小，锥面密封可以防止粘稠介质或带有微颗粒介质在阀口堆积产生粘连现象，使进排液阀开启关闭及时可靠、密封可靠、使用寿命长。
附图说明
图1为一种已有技术的柱塞泵上液力端部分结构纵向剖视图。
图2为安装有本实用新型提供双锥面一体阀的高压往复柱塞泵液力端横向结构剖视图。
图3为本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀纵向结构剖视图。
图4为本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀中阀芯立体图。
图5为本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀中阀芯剖视图。
图6为从一侧面观察时本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀中阀体立体图。
图7为从另一侧面观察时本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀中阀体立体图。
图8为本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀中阀体剖视图。
图9为本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀中阀板立体图。
图10为本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀中阀板剖视图。
图11为本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀中锁紧母剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的高压往复柱塞泵用双锥面一体阀进行详细说明。
如图2—图11所示，本实用新型提供高压往复柱塞泵用双锥面一体阀安装在高压往复柱塞泵液力端上，所述的液力端包括泵体14、双锥面一体阀15、缸体16、柱塞17和端盖18；其中泵体14内部设有进液通道和排液通道；缸体16水平设置在连接于动力端上曲轴箱后端的托架内部；端盖18连接在缸体16的后端；缸体16的内部以滑动的方式安装有一根柱塞17，柱塞17的前端贯穿端盖18后与动力端上十字头的后端相接；双锥面一体阀15安装在缸体16的前端和泵体14之间，包括阀芯19、阀体20、阀板21、弹簧22和锁紧母23；其中，阀体20为圆柱体形结构，中心部位形成有一个阀芯设置孔24，阀芯设置孔24的两端口均呈锥面形状，阀体20上位于阀芯设置孔24外侧的部位形成有多个呈放射状的斜孔25，斜孔25的进液口位于靠近泵体14的端面中部且与泵体14上的进液通道相连通，排液口则位于阀芯设置孔24上靠近缸体16的端口锥面上且与泵体14上的排液通道相连通；阀芯19为圆柱体形结构，一端部圆周面上形成有一个凸台26，另一端穿过阀体20的阀芯设置孔24后延伸至外部，凸台26卡在阀芯设置孔24上靠近泵体14的端口处，并且凸台26的内端面为与阀芯设置孔24端口相配合的锥面；阀芯19上形成有一个延伸至远离凸台26的端面的轴向中心孔27，同时圆周面中部沿轴向形成有多个长槽28，并且长槽28与轴向中心孔27相连通；锁紧母23为盖状，顶面中心处形成有一个开孔29，螺纹连接在阀芯19上远离凸台26一端的外部；阀板21为圆环状，套在阀芯设置孔24上靠近缸体16端口处的阀芯19上，并且靠近阀体20的端面为与阀芯设置孔24上靠近缸体16的端口相配合的锥面；弹簧22套在位于阀板21和锁紧母23之间的阀芯19上。
所述的双锥面一体阀15还包括安装在阀体20和泵体14以及阀体20和缸体16端面之间接触面上的O形密封圈30。
所述的弹簧22为螺旋弹簧。
现将本实用新型提供高压往复柱塞泵用双锥面一体阀的工作原理阐述如下：
当需要压缩液体时，在高压往复柱塞泵上电机的作用下，动力端上的高速轴将产生旋转，从而通过齿圈带动曲轴转动，继而带动连杆、十字头水平往复运动，十字头再带动柱塞17在缸体16内进行往复运动。当柱塞17作回程运动时，缸体16的容积逐渐增大，形成了局部真空，这时低压液体将通过泵体14上的进液通道经斜孔25的进液口流入斜孔25的内部，然后经排液口排出，由此推开依靠弹簧22的弹性力紧贴在阀芯设置孔24端口锥面上的阀板21而进入缸体16的腔体内部，在此过程中弹簧22被压缩；低压液体同时通过阀芯19上的长槽28而进入轴向中心孔27，继而通过锁紧母23上的开孔29也流入缸体16的腔体内部。柱塞17继续移动到回程极限位置时，吸液过程终止，这时，缸体16内部吸液最多，之后弹簧22依靠弹性力及时关闭阀板21，并利用阀板21的锥面与阀芯设置孔24上靠近缸体16的端口锥面相配合来实现密封，由此切断进液通道，完成吸液过程。当柱塞17作进程运动时，缸体16内的容积逐渐减小，低压液体受挤压，压力增加，待液体压力达到一定值时，高压液体将推动阀芯19向泵体14的方向移动，使其上的凸台26脱离开阀芯设置孔24上靠近泵体14的端口处，之后高压液体依次经锁紧母23上的开孔29、阀芯19上的轴向中心孔27、长槽28、阀体20上的阀芯设置孔24而进入泵体14上的排液通道，最后排出泵体14，至此完成一个工作循环，接着系统进入下一个循环。进排液通过同一个阀体两端及阀板、阀芯形成的两个密封锥面及弹簧，不断来完成吸入-压缩-排出这个循环过程。

Claims (1)

1.一种高压往复柱塞泵用双锥面一体阀，安装在高压往复柱塞泵液力端上，所述的液力端主要包括泵体(14)、双锥面一体阀(15)、缸体(16)、柱塞(17)和端盖(18)；其中泵体(14)内部设有进液通道和排液通道；缸体(16)水平设置在连接于动力端上曲轴箱后端的托架内部；端盖(18)连接在缸体(16)的后端；缸体(16)的内部以滑动的方式安装有一根柱塞(17)，柱塞(17)的前端贯穿端盖(18)后与动力端上十字头的后端相接；其特征在于：所述的双锥面一体阀(15)安装在缸体(16)的前端和泵体(14)之间，包括阀芯(19)、阀体(20)、阀板(21)、弹簧(22)和锁紧母(23)；其中，阀体(20)为圆柱体形结构，中心部位形成有一个阀芯设置孔(24)，阀芯设置孔(24)的两端口均呈锥面形状，阀体(20)上位于阀芯设置孔(24)外侧的部位形成有多个呈放射状的斜孔(25)，斜孔(25)的进液口位于靠近泵体(14)的端面中部且与泵体(14)上的进液通道相连通，排液口则位于阀芯设置孔(24)上靠近缸体(16)的端口锥面上且与泵体(14)上的排液通道相连通；阀芯(19)为圆柱体形结构，一端部圆周面上形成有一个凸台(26)，另一端穿过阀体(20)的阀芯设置孔(24)后延伸至外部，凸台(26)卡在阀芯设置孔(24)上靠近泵体(14)的端口处，并且凸台(26)的内端面为与阀芯设置孔(24)端口相配合的锥面；阀芯(19)上形成有一个延伸至远离凸台(26)的端面的轴向中心孔(27)，同时圆周面中部沿轴向形成有多个长槽(28)，并且长槽(28)与轴向中心孔(27)相连通；锁紧母(23)为盖状，顶面中心处形成有一个开孔(29)，螺纹连接在阀芯(19)上远离凸台(26)一端的外部；阀板(21)为圆环状，套在阀芯设置孔(24)上靠近缸体(16)端口处的阀芯(19)上，并且靠近阀体(20)的端面为与阀芯设置孔(24)上靠近缸体(16)的端口相配合的锥面；
弹簧(22)套在位于阀板(21)和锁紧母(23)之间的阀芯(19)上；
所述的双锥面一体阀(15)还包括安装在阀体(20)和泵体(14)以及阀体(20)和缸体(16)端面之间接触面上的O形密封圈(30)；
所述的弹簧(22)为螺旋弹簧。
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