CN110259995A - 单向阀和液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种单向阀和液压系统，单向阀包括：阀体、阀芯以及具有弹性表面的复位件，阀体具有进口以及出口，复位件设置于阀体内，用于使阀芯保持在阻断进口与出口的位置，当流体从进口向出口流动时，阀芯能够在流体的推动作用下运动以使进口与出口导通。单向阀能够有效减小空蚀破坏，单向阀使用寿命长，降低成本。液压系统包括该单向阀，具有单向阀的所有优点。

Description

单向阀和液压系统

技术领域

本发明涉及阀门领域，具体而言，涉及一种单向阀和液压系统。

背景技术

随着现代技术的进步，流体系统广泛应用于液压、气压和水力等系统中。阀门是流体系统运行的关键元件，而单向阀是常用的流体控制阀，单向阀只允许流体从入口进入并从出口流出，流体从出口流入单向阀时，单向阀保持锁闭状态。随着液压流体技术的进步，单向阀内的空化问题日愈严重，单向阀内的部件容易出现振动、啸叫以及空蚀等现象。单向阀内的空蚀破坏会使液压系统效率降低甚至失效，增加成本。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种单向阀和液压系统，其能够有效减小空蚀破坏，延长单向阀使用寿命，降低成本。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种单向阀，单向阀包括：

阀体、阀芯以及具有弹性表面的复位件，阀体具有进口以及出口，复位件设置于阀体内，用于使阀芯保持在阻断进口与出口的位置，当流体从进口向出口流动时，阀芯能够在流体的推动作用下运动以使进口与出口导通。

在可选的实施方式中，复位件采用橡胶、尼龙、高压聚乙烯、聚丙烯、ABS塑料、玻璃纤维或者建筑膜材制成。

在可选的实施方式中，复位件为环状，复位件套设于阀芯外，复位件的外周壁与阀体密封连接，弹性表面位于复位件朝向进口的一侧，复位件用于使阀芯封堵进口；阀芯上设置有流动通道，当流体从进口向出口流动时，阀芯能够在流体的推动作用下运动以露出进口，进而使从进口流入的流体流经流动通道后从出口流出。

在可选的实施方式中，流动通道包括连通的第一流通段以及第二流通段，第一流通段远离第二流通段的一端延伸至阀芯的外周面；第二流通段远离第一流通段的一端延伸至阀芯远离进口的端面。

在可选的实施方式中，第一流通段的数量设置为多个，多个第一流通段均与第二流通段连通。

在可选的实施方式中，阀芯具有密封面，复位件同时与阀芯以及阀体连接，用于使密封面封堵进口。

在可选的实施方式中，密封面包括至少一个斜面。

在可选的实施方式中，密封面设置为锥面。

在可选的实施方式中，复位件的弹性模量小于1GPa。

第二方面，本发明实施例提供一种液压系统，其包括：

如前述实施方式中任一项的单向阀。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

综上，本实施例提供了一种单向阀，阀芯与阀体之间通过具有弹性表面的复位件连接，复位件使阀芯始终保持在阻断进口和出口的位置，且阀芯与阀体的配合，使得流体只能从进口向出口流动，而不能够从出口向进口流动，即实现进口向出口的单向导通。当流体从进口流入后，阀芯在流体的推动作用下相对于阀体运动，阀芯离开封堵进口和出口的位置，使进口处的流体能够通过进口后并向出口流动，流体在单向阀中产生空化时，典型的空化行为包括膨胀和溃灭，当空化溃灭的位置位于复位件的弹性表面时，溃灭射流背离复位件的弹性表面，从而有效预防溃灭射流对复位件的破坏。同时，流体通过从进口进入推动阀芯运动时，复位件随着阀芯一起运动而变形，复位件储存有恢复形变的力。当从进口进入的流体的流量减小或者为零后，流体作用在阀芯上的力减小或者消失，在复位件的作用下，带动阀芯移动至封堵住进口和出口的位置，实现进口和出口的阻断。

本实施例还提供了一种液压系统，包括上述提到的单向阀，具有上述单向阀的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例提供的单向阀的结构示意图；

图2为本实施例提供的单向阀的变形结构的结构示意图；

图3为本实施例提供的阀芯的结构示意图。

图标：

001-单向阀；100-阀体；110-进口；120-出口；130-连接端；140-通孔；200-阀芯；210-封堵部；211-密封面；220-连接部；230-流动通道；231-第一流通段；232-第二流通段；300-复位件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1和图2，本实施例提供了一种单向阀001，适用于液压系统，实现流体的单向导通。显然，单向阀001还可以适用于其他流动系统中，在此不进行一一列举。单向阀001使用过程中能够有效减少空蚀破坏，延长单向阀001的使用寿命，减小维修成本，降低使用成本。

本实施例中，单向阀001包括阀体100、阀芯200以及具有弹性表面的复位件300，阀体100具有进口110以及出口120，复位件300设置于阀体100内，用于使阀芯200保持在阻断进口110与出口120的位置，当流体从进口110向出口120流动时，阀芯200能够在流体的推动作用下运动以使进口110与出口120导通。换句话说，流体仅能够从进口110向出口120的方向流动，当流体从出口120向进口110流动时，流体不会推动阀芯200相对于阀体100运动，进口110和出口120不会导通。

本实施例提供的单向阀001在使用过程中，当流体从进口110流入后，阀芯200在流体的推动作用下相对于阀体100运动，阀芯200离开封堵进口110和出口120的位置，使进口110处的流体能够通过进口110后并向出口120流动，流体在单向阀001中产生空化时，典型的空化行为包括膨胀和溃灭，当空化溃灭的位置位于复位件300的弹性表面时，溃灭射流背离复位件300的弹性表面，从而有效预防溃灭射流对复位件300的破坏。同时，流体通过从进口110进入推动阀芯200运动时，复位件300随着阀芯200一起运动而变形，复位件300储存有恢复形变的力。当从进口110进入的流体的流量减小或者为零后，流体作用在阀芯200上的力减小或者消失，在复位件300的作用下，带动阀芯200移动至封堵住进口110和出口120的位置，实现进口110和出口120的阻断。

需要说明的是，现有的阀芯200和阀体100之间通过弹簧组件连接，弹簧的表面为刚性表面，当空化溃灭的位置位于刚性表面附近时，溃灭射流朝向刚性表面，溃灭射流的速度可达100m/s以上，进而引起空蚀，造成弹簧的使用寿命缩短，单向阀001的使用寿命缩短，单向阀001易被损坏，增加维修成本。而本实施例中提供的单向阀001，复位件300的表面具有弹性表面，进而能够减小空蚀破坏，相比现有的单向阀001，使用寿命长，成本低。

请参阅图1或者图2，本实施例中，阀体100具有内腔以及相对的进口110和出口120，进口110和出口120均与内腔连通。内腔可以是圆柱形腔室或者方柱形腔室等。进口110可以是圆柱形口或者方柱形口等，出口120可以是圆柱形口或者方柱形口等。可选的，阀体100还包括连接端130，连接端130具有通孔140，通孔140与进口110连通，利用连接端130可以连接管道。

请参阅图3，本实施例中，阀芯200包括相连的封堵部210以及连接部220，封堵部210的横截面外轮廓形状可以是圆形，连接部220的横截面外轮廓形状可以是圆形，封堵部210和连接部220同轴设置。在其他实施例中，封堵部210的横截面外轮廓形状可以是多边形，连接部220的横截面外轮廓形状可以是多边形。

可选的，封堵部210的一端与连接部220连接，封堵部210设置有密封面211，在复位件300的作用下，密封面211能够封堵进口110靠近出口120的一端。可选的，封堵部210为圆锥结构或者圆台结构，即封堵部210的外周面为密封面211，密封面211为圆锥面，封堵部210的外径沿其轴线方向由靠近连接部220的一端向远离连接部220的一端逐渐减小，封堵部210位于阻断进口110和出口120的位置时，封堵部210插接在进口110中，密封面211与进口110靠近出口120的一端密封配合，且从出口120流入的流体的压力作用在阀芯200上后，能够增强阀芯200与进口110的密封性能。阀芯200的封堵部210设置为圆锥结构，可以适应阀体100上不同尺寸的进口110，使用范围广，且能够提高密封效果。

在其他实施例中，封堵部210可以为多面体结构，密封面211包括斜面，阀芯200采用插入进口110的方式使密封面211与进口110密封配合，密封效果好，且能够适应不同尺寸的进口110的密封。

在其他实施例中，封堵部210的端面可以为密封面211，利用封堵部210的端面与进口110靠近出口120的一端配合实现密封。

可选的，连接部220上设置有流动通道230，流动通道230包括第一流通段231以及第二流通段232，第一流通段231的一端与第二流通段232连通，第一流通段231远离第二流通段232的一端延伸至连接部220的外周壁上，第二流通段232远离第一流通段231的一端延伸至连接部220远离封堵部210的一端面上。当流体从进口110向出口120流动时，流体推动阀芯200靠近出口120运动，阀芯200与进口110解除密封配合，流体从进口110进入并流经第一流通段231、第二流通段232后从出口120流出。

可选的，第一流通段231的数量可以是一个或者多个，当第一流通段231的数量为多个时，多个第一流通段231沿连接部220的周向均匀间隔排布，多个第一流通段231均与第二流通段232连通。从进口110流入的流体能够快速从流动通道230流向出口120，提高流动效率。

本实施例中可选的，复位件300的全部表面均可以设置为弹性表面。进一步的，复位件300采用橡胶、尼龙、高压聚乙烯、聚丙烯、ABS塑料、玻璃纤维或者建筑膜材制成。其中，ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物。换句话说，上述材料均为现有的材料，直接获取加工得到复位件300即可。复位件300采用上述之一的材料制成，整个复位件300为弹性件，具有形变能力，能够使阀芯200始终保持在阻断进口110和出口120的位置，且阀芯200在流体推动后带动复位件300运动，复位件300具有使阀芯200朝向封堵在进口110和出口120的位置的运动趋势。同时，复位件300的表面均为弹性表面，能够进一步减小空蚀破坏，大大延长复位件300的使用寿命，进而延长单向阀001的使用寿命。

进一步的，复位件300的弹性模量E不大于1GPa，在增加复位件300的弹性的同时，能够保证复位件300具有较好的韧性，复位件300变形后能够产生较强的回复力，便于将阀芯200保持在封堵进口110和出口120的位置。

显然，在其他实施例中，可以将复位件300的部分表面设置为弹性表面。

需要说明的是，复位件300可以直接采用具有弹性的材料制成，或者，复位件300可以采用非弹性材料制成，然后在复位件300的至少部分表面涂覆弹性材料形成弹性表面，同样可以减小空蚀破坏。

本实施例中，复位件300可以是片状，复位件300同时与阀芯200和阀体100连接，复位件300和阀芯200均位于阀体100的内腔中，且位于进口110和出口120之间。进一步的，复位件300为圆环状，复位件300套设在阀芯200的连接部220外且与连接部220密封连接，复位件300的外周壁与阀体100的内周壁密封连接，第一流通段231远离第二流通段232的端口位于复位件300和进口110之间。复位件300阻隔在进口110和出口120之间，复位件300上未设置开口，复位件300为一个整体结构，强度高，不易被损坏。进一步的，复位件300的半径A大于阀体100的内周壁与阀芯200的外周壁之间的距离B，例如，A＝(1.1-1.3)B，本实施例中，A＝1.2B。复位件300的部分卡入阀和/或阀体100，提高复位件300与阀芯200和/或阀体100的连接强度。

本实施例提供的单向阀001，当流体从进口110进入后，在流体的压力下推动阀芯200靠近出口120运动，阀芯200露出进口110，流体可以从进口110进入并流经流动通道230后从出口120流出。流体在阀体100中产生空化时，当空化溃灭的位置位于复位件300的弹性表面时，溃灭射流背离复位件300的弹性表面，从而有效预防溃灭射流对复位件300的破坏，单向阀001不易被损坏，使用寿命长，降低成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种单向阀，其特征在于，所述单向阀包括：

阀体、阀芯以及具有弹性表面的复位件，所述阀体具有进口以及出口，所述复位件设置于所述阀体内，用于使所述阀芯保持在阻断所述进口与所述出口的位置，当流体从所述进口向所述出口流动时，所述阀芯能够在流体的推动作用下运动以使所述进口与所述出口导通。

2.根据权利要求1所述的单向阀，其特征在于：

所述复位件采用橡胶、尼龙、高压聚乙烯、聚丙烯、ABS塑料、玻璃纤维或者建筑膜材制成。

3.根据权利要求1所述的单向阀，其特征在于：

所述复位件为环状，所述复位件套设于所述阀芯外，所述复位件的外周壁与所述阀体密封连接，所述弹性表面位于所述复位件朝向所述进口的一侧，所述复位件用于使所述阀芯封堵所述进口；所述阀芯上设置有流动通道，当流体从所述进口向所述出口流动时，所述阀芯能够在流体的推动作用下运动以露出所述进口，进而使从所述进口流入的流体流经所述流动通道后从所述出口流出。

4.根据权利要求3所述的单向阀，其特征在于：

所述流动通道包括连通的第一流通段以及第二流通段，所述第一流通段远离所述第二流通段的一端延伸至所述阀芯的外周面；所述第二流通段远离所述第一流通段的一端延伸至所述阀芯远离所述进口的端面。

5.根据权利要求4所述的单向阀，其特征在于：

所述第一流通段的数量设置为多个，多个所述第一流通段均与所述第二流通段连通。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的单向阀，其特征在于：

所述阀芯具有密封面，所述复位件同时与所述阀芯以及所述阀体连接，用于使所述密封面封堵所述进口。

7.根据权利要求6所述的单向阀，其特征在于：

所述密封面包括至少一个斜面。

8.根据权利要求6所述的单向阀，其特征在于：

所述密封面设置为锥面。

9.根据权利要求1所述的单向阀，其特征在于：

所述复位件的弹性模量小于1GPa。

10.一种液压系统，其特征在于，其包括：

如权利要求1-9中任一项所述的单向阀。