CN112503046A - 一种具有自适应调整致动器的液压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自适应调整致动器的液压阀，属于液压阀领域，本发明通过设置控流变形囊环，在不妨碍致动器运行基础下，可有效实现对阀体和阀芯进行自适应密封，当阀体和阀芯之间发生泄露时，液体会进入阀体和阀芯之间间隙，并流至一对控流变形囊环之间逐渐聚集，通过液位传感器检测到液位变化即可发现泄露情况，一方面可及时向工作人员提醒，减小泄露影响，另一方面，液压系统根据液位变化自动调节分囊板的位置，使其推动控流变形囊环封堵在阀体和阀芯之间，同时对控流变形囊环进行加热，使其受热膨胀，与阀体密切贴合，从而有效拦截液体在阀体和阀芯之间的流通，实现对泄露情况进行自动紧急处理，进一步减小液体泄露带来的影响。

Description

一种具有自适应调整致动器的液压阀

技术领域

本发明涉及液压阀领域，更具体地说，涉及一种具有自适应调整致动器的液压阀。

背景技术

液压阀是一种用压力油操作的自动化元件，它受配压阀压力油的控制，通常与电磁配压阀组合使用，可用于远距离控制水电站油、气、水管路系统的通断。常用于夹紧、控制、润滑等油路。有直动型与先导型之分，多用先导型，按控制方法分类：手动，电控，液控。

液压阀主要是通过阀体和阀芯的相对运动进行工作的,阀芯在致动器作用下在阀体内作轴向运动，使得阀体和阀心之间不断产生磨擦,阀心磨损严重时，其尺寸、形状和表面质量会受到影响，导致阀体和阀心之间配合间隙过大，就会产生液体泄漏问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有自适应调整致动器的液压阀，它通过在阀芯与阀体相摩擦的部位均匀设置多个控流变形囊环，在不妨碍致动器运行基础下，可有效实现对阀体和阀芯之间间隙的自适应密封，当阀体和阀芯接触位置发生泄露时，液体会进入阀体和阀芯之间间隙，并流至一对控流变形囊环之间逐渐聚集，通过液位传感器检测到液位变化即可发现泄露情况，一方面可及时向工作人员提醒，减小泄露影响，另一方面，液压系统根据液位变化自动调节分囊板的位置，使其推动控流变形囊环封堵在阀体和阀芯之间，同时对控流变形囊环进行加热，使其受热膨胀，与阀体密切贴合，从而有效拦截液体在阀体和阀芯间隙内的流通，实现对泄露情况进行自动紧急处理，进一步减小液体泄露带来的影响。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种具有自适应调整致动器的液压阀，包括阀体、阀芯和液压系统，所述阀体设置有多个油口，所述阀芯滑动连接于阀体的内部，所述阀芯的外端开设有多个均匀分布的外环槽，所述外环槽位于阀芯与阀体相接触的位置，所述外环槽的内壁开设有内环槽，所述内环槽的内底面固定连接有多个均匀分布的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩端固定连接有分囊板，所述分囊板远离电动伸缩杆的一端固定连接有液位传感器，所述电动伸缩杆和液位传感器均与液压系统连接，所述内环槽的内侧壁固定连接有环形台，所述环形台上开设有多个均匀分布的通孔，所述电动伸缩杆位于通孔内侧，所述分囊板与通孔滑动连接，所述环形台靠近外环槽的一侧设有一对相互对称的控流变形囊环，本发明通过在阀芯与阀体相摩擦的部位均匀设置多个控流变形囊环，在不妨碍致动器运行基础下，可有效实现对阀体和阀芯之间间隙的自适应密封，当阀体和阀芯接触位置发生泄露时，液体会进入阀体和阀芯之间间隙，并流至一对控流变形囊环之间逐渐聚集，通过液位传感器检测到液位变化即可发现泄露情况，一方面可及时向工作人员提醒，减小泄露影响，另一方面，液压系统根据液位变化自动调节分囊板的位置，使其推动控流变形囊环封堵在阀体和阀芯之间，同时对控流变形囊环进行加热，使其受热膨胀，与阀体密切贴合，从而有效拦截液体在阀体和阀芯间隙内的流通，实现对泄露情况进行自动紧急处理，进一步减小液体泄露带来的影响。

进一步的，所述控流变形囊环包括柔性套，所述柔性套的内壁固定连接有多个均匀分布的定型片，所述柔性套的内部填充有柔性填料，定型片对柔性套起到定形作用，使柔性套的截面呈一个趋近于直角梯形的形状，柔性填料可方便柔性套进行形状大小的调节，从而使得整个控流变形囊环与外环槽内部相匹配，方便沿着外环槽进行内外移动，同时对其槽口处实现封堵，具体过程为：当控流变形囊环受到阀体的挤压向外环槽内部移动时，多个定型片相互靠近，间隙减小，带动柔性套和柔性填料向外环槽内部移动，柔性套受到挤压，外圈直径减小，从而进入外环槽中，当控流变形囊环向外环槽外侧移动时，情况相反。

进一步的，所述定型片的内底面固定连接有副磁铁，所述环形台的内部固定连接有主磁铁，所述主磁铁和副磁铁相互靠近的一端为同极，在不受其它外力作用下，即：控流变形囊环未受到阀体的挤压，通过主磁铁和副磁铁之间的斥力作用，推动控流变形囊环向外环槽外侧移动，在二者形状的相互限制下，一对控流变形囊环相互靠近，直至相互贴合，此时定型片抵在外环槽槽口处，使得一对控流变形囊环封堵在外环槽的槽口处，使液体不易进入外环槽中。

进一步的，所述定型片的内底面还固定连接有一对加热丝，所述副磁铁位于一对加热丝之间，所述加热丝与液压系统连接，当阀体和阀芯之间发生泄露时，调节分囊板的位置，使控流变形囊环在磁斥力和分囊板共同作用下，刚好抵在阀体内壁和分囊板之间，随后对加热丝进行通电，使其对柔性填料进行加热，柔性填料受热膨胀，增大控流变形囊环的体积，在膨胀力作用下，进一步加强控流变形囊环与阀体的紧密贴合，使液体不易从阀体和阀芯间隙中流出泄露。

进一步的，所述环形台靠近控流变形囊环的一端固定连接有压力传感器，所述压力传感器与液压系统连接，通过压力传感器检测控流变形囊环的位置状态，当控流变形囊环处于阀体的油口位置时，控流变形囊环夹在外环槽的槽口处，控流变形囊环与环形台不接触，对压力传感器无压力；当阀芯与阀体发生相对运动，控流变形囊环与阀体发生挤压时，控流变形囊环进入外环槽的内部，并在分囊板的贯穿下，一对控流变形囊环分离并与外环槽内壁相贴，此时控流变形囊环对压力传感器施加压力，当压力传感器处于受压状态，同时液位传感器检测的液位变化超过预设值，通过二者综合结果，证明阀体和阀芯在该控流变形囊环附近发生泄露情况。

进一步的，所述外环槽的界面呈等腰梯形形状，且其内底面宽度大于其槽口宽度，所述定型片靠近外环槽内侧壁的一端与外环槽内侧壁相平行。

进一步的，所述控流变形囊环的环宽小于外环槽的槽深，方便控流变形囊环完全进入外环槽内部，使阀体和阀芯之间可以正常移动和密封。

进一步的，所述分囊板远离电动伸缩杆的一端呈锥形形状，所述定型片靠近分囊板的底端呈斜面状。

进一步的，所述分囊板呈与外环槽相匹配的弧形形状，所述分囊板的长度是定型片长度的3-4倍，方便分囊板进入一对控流变形囊环之间将二者分开。

进一步的，所述柔性填料采用热膨胀橡胶颗粒，一方面通过柔性填料的随意移动方便柔性套的变形，即方便柔性套进行压缩和展开，另一方面，通过柔性填料的热胀冷缩实现控流变形囊环与阀体之间的紧密贴合，对泄露的液体进行封堵。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过在阀芯与阀体相摩擦的部位均匀设置多个控流变形囊环，在不妨碍致动器运行基础下，可有效实现对阀体和阀芯之间间隙的自适应密封，当阀体和阀芯接触位置发生泄露时，液体会进入阀体和阀芯之间间隙，并流至一对控流变形囊环之间逐渐聚集，通过液位传感器检测到液位变化即可发现泄露情况，一方面可及时向工作人员提醒，减小泄露影响，另一方面，液压系统根据液位变化自动调节分囊板的位置，使其推动控流变形囊环封堵在阀体和阀芯之间，同时对控流变形囊环进行加热，使其受热膨胀，与阀体密切贴合，从而有效拦截液体在阀体和阀芯间隙内的流通，实现对泄露情况进行自动紧急处理，进一步减小液体泄露带来的影响。

(2)控流变形囊环包括柔性套，柔性套的内壁固定连接有多个均匀分布的定型片，柔性套的内部填充有柔性填料，定型片对柔性套起到定形作用，使柔性套的截面呈一个趋近于直角梯形的形状，柔性填料可方便柔性套进行形状大小的调节，从而使得整个控流变形囊环与外环槽内部相匹配，方便沿着外环槽进行内外移动，同时对其槽口处实现封堵，具体过程为：当控流变形囊环受到阀体的挤压向外环槽内部移动时，多个定型片相互靠近，间隙减小，带动柔性套和柔性填料向外环槽内部移动，柔性套受到挤压，外圈直径减小，从而进入外环槽中，当控流变形囊环向外环槽外侧移动时，情况相反。

(3)定型片的内底面固定连接有副磁铁，环形台的内部固定连接有主磁铁，主磁铁和副磁铁相互靠近的一端为同极，在不受其它外力作用下，即：控流变形囊环未受到阀体的挤压，通过主磁铁和副磁铁之间的斥力作用，推动控流变形囊环向外环槽外侧移动，在二者形状的相互限制下，一对控流变形囊环相互靠近，直至相互贴合，此时定型片抵在外环槽槽口处，使得一对控流变形囊环封堵在外环槽的槽口处，使液体不易进入外环槽中。

(4)定型片的内底面还固定连接有一对加热丝，副磁铁位于一对加热丝之间，加热丝与液压系统连接，当阀体和阀芯之间发生泄露时，调节分囊板的位置，使控流变形囊环在磁斥力和分囊板共同作用下，刚好抵在阀体内壁和分囊板之间，随后对加热丝进行通电，使其对柔性填料进行加热，柔性填料受热膨胀，增大控流变形囊环的体积，在膨胀力作用下，进一步加强控流变形囊环与阀体的紧密贴合，使液体不易从阀体和阀芯间隙中流出泄露。

(5)环形台靠近控流变形囊环的一端固定连接有压力传感器，压力传感器与液压系统连接，通过压力传感器检测控流变形囊环的位置状态，当控流变形囊环处于阀体的油口位置时，控流变形囊环夹在外环槽的槽口处，控流变形囊环与环形台不接触，对压力传感器无压力；当阀芯与阀体发生相对运动，控流变形囊环与阀体发生挤压时，控流变形囊环进入外环槽的内部，并在分囊板的贯穿下，一对控流变形囊环分离并与外环槽内壁相贴，此时控流变形囊环对压力传感器施加压力，当压力传感器处于受压状态，同时液位传感器检测的液位变化超过预设值，通过二者综合结果，证明阀体和阀芯在该控流变形囊环附近发生泄露情况。

(6)柔性填料采用热膨胀橡胶颗粒，一方面通过柔性填料的随意移动方便柔性套的变形，即方便柔性套进行压缩和展开，另一方面，通过柔性填料的热胀冷缩实现控流变形囊环与阀体之间的紧密贴合，对泄露的液体进行封堵。

附图说明

图1为本发明的局部正面结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为图1中B处的结构示意图；

图4为本发明的控流变形囊环相互分离与贴合时的立体图；

图5为本发明的控流变形囊环相互分离与贴合时的局部正面结构示意图；

图6为本发明的控流变形囊环相互分离时的正面结构示意图；

图7为本发明的控流变形囊环膨胀密封时的正面结构示意图；

图8为本发明的分囊板处的侧面结构示意图。

图中标号说明：

1阀体、2阀芯、201内环槽、202外环槽、3电动伸缩杆、4分囊板、5液位传感器、6环形台、7主磁铁、8压力传感器、9控流变形囊环、91柔性套、92定型片、93柔性填料、94加热丝、95副磁铁。

具体实施方式

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；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1，一种具有自适应调整致动器的液压阀，包括阀体1、阀芯2和液压系统，阀体1设置有多个油口，阀芯2滑动连接于阀体1的内部，请参阅图2，阀芯2的外端开设有多个均匀分布的外环槽202，外环槽202位于阀芯2与阀体1相接触的位置，外环槽202的内壁开设有内环槽201，内环槽201的内底面固定连接有多个均匀分布的电动伸缩杆3，电动伸缩杆3的伸缩端固定连接有分囊板4，分囊板4远离电动伸缩杆3的一端固定连接有液位传感器5，电动伸缩杆3和液位传感器5均与液压系统连接，内环槽201的内侧壁固定连接有环形台6，环形台6上开设有多个均匀分布的通孔，电动伸缩杆3位于通孔内侧，分囊板4与通孔滑动连接，环形台6靠近外环槽202的一侧设有一对相互对称的控流变形囊环9。

请参阅图4和图5，控流变形囊环9包括柔性套91，柔性套91的内壁固定连接有多个均匀分布的定型片92，外环槽202的界面呈等腰梯形形状，且其内底面宽度大于其槽口宽度，定型片92靠近外环槽202内侧壁的一端与外环槽202内侧壁相平行，柔性套91的内部填充有柔性填料93，定型片92对柔性套91起到定形作用，使柔性套91的截面呈一个趋近于直角梯形的形状，柔性填料93可方便柔性套91进行形状大小的调节，从而使得整个控流变形囊环9与外环槽202内部相匹配，方便沿着外环槽202进行内外移动，同时对其槽口处实现封堵，具体过程为：当控流变形囊环9受到阀体1的挤压向外环槽202内部移动时，多个定型片92相互靠近，间隙减小，带动柔性套91和柔性填料93向外环槽202内部移动，柔性套91受到挤压，外圈直径减小，从而进入外环槽202中，当控流变形囊环9向外环槽202外侧移动时，情况相反。

定型片92的内底面固定连接有副磁铁95，请参阅图2，环形台6的内部固定连接有主磁铁7，主磁铁7和副磁铁95相互靠近的一端为同极，在不受其它外力作用下，即：控流变形囊环9未受到阀体1的挤压，通过主磁铁7和副磁铁95之间的斥力作用，推动控流变形囊环9向外环槽202外侧移动，在二者形状的相互限制下，一对控流变形囊环9相互靠近，直至相互贴合，此时定型片92抵在外环槽202槽口处，使得一对控流变形囊环9封堵在外环槽202的槽口处，使液体不易进入外环槽202中。

定型片92的内底面还固定连接有一对加热丝94，副磁铁95位于一对加热丝94之间，加热丝94与液压系统连接，当阀体1和阀芯2之间发生泄露时，调节分囊板4的位置，使控流变形囊环9在磁斥力和分囊板4共同作用下，刚好抵在阀体1内壁和分囊板4之间，随后对加热丝94进行通电，使其对柔性填料93进行加热，柔性填料93受热膨胀，增大控流变形囊环9的体积，在膨胀力作用下，进一步加强控流变形囊环9与阀体1的紧密贴合，使液体不易从阀体1和阀芯2间隙中流出泄露，柔性填料93采用热膨胀橡胶颗粒，一方面通过柔性填料93的随意移动方便柔性套91的变形，即方便柔性套91进行压缩和展开，另一方面，通过柔性填料93的热胀冷缩实现控流变形囊环9与阀体1之间的紧密贴合，对泄露的液体进行封堵。

请参阅图2和图3，环形台6靠近控流变形囊环9的一端固定连接有压力传感器8，压力传感器8与液压系统连接，通过压力传感器8检测控流变形囊环9的位置状态，当控流变形囊环9处于阀体1的油口位置时，控流变形囊环9夹在外环槽202的槽口处，控流变形囊环9与环形台6不接触，对压力传感器8无压力；当阀芯2与阀体1发生相对运动，控流变形囊环9与阀体1发生挤压时，控流变形囊环9进入外环槽202的内部，并在分囊板4的贯穿下，一对控流变形囊环9分离并与外环槽202内壁相贴，此时控流变形囊环9对压力传感器8施加压力，当压力传感器8处于受压状态，同时液位传感器5检测的液位变化超过预设值，通过二者综合结果，证明阀体1和阀芯2在该控流变形囊环9附近发生泄露情况。

当控流变形囊环9受到阀体1的挤压进入外环槽202内部后，压力传感器8检测到压力变化，电动伸缩杆3自动伸长带动分囊板4插入一对控流变形囊环9之间，将一对控流变形囊环9分离，方便泄露的液体进入一对控流变形囊环9之间，与液位传感器5接触，通过液位传感器5对液体液位进行检测，当液位逐渐升高时，说明阀体1和阀芯2之间存在泄露情况；当阀芯2带动控流变形囊环9移至油口处时，液体大量进入一对控流变形囊环9之间，通过油位检测，电动伸缩杆3自动带动分囊板4远离控流变形囊环9，一对控流变形囊环9在磁斥力作用下，向外环槽202外侧移动，相互贴合，挤出液体，封堵在外环槽202槽口处，即控流变形囊环9恢复初始贴合状态，方便进行再次检测。

请参阅图3，控流变形囊环9的环宽小于外环槽202的槽深，方便控流变形囊环9完全进入外环槽202内部，使阀体1和阀芯2之间可以正常移动和密封，分囊板4远离电动伸缩杆3的一端呈锥形形状，定型片92靠近分囊板4的底端呈斜面状，分囊板4呈与外环槽202相匹配的弧形形状，分囊板4的长度是定型片92长度的3-4倍，方便分囊板4进入一对控流变形囊环9之间将二者分开。

本发明通过在阀芯2与阀体1相摩擦的部位均匀设置多个控流变形囊环9，在不妨碍致动器运行基础下，可有效实现对阀体1和阀芯2之间间隙的自适应密封，当阀体1和阀芯2接触位置发生泄露时，液体会进入阀体1和阀芯2之间间隙，并流至一对控流变形囊环9之间逐渐聚集，通过液位传感器5检测到液位变化即可发现泄露情况，一方面可及时向工作人员提醒，减小泄露影响，另一方面，液压系统根据液位变化自动调节分囊板4的位置，使其推动控流变形囊环9封堵在阀体1和阀芯2之间，同时对控流变形囊环9进行加热，使其受热膨胀，与阀体1密切贴合，从而有效拦截液体在阀体1和阀芯2间隙内的流通，实现对泄露情况进行自动紧急处理，进一步减小液体泄露带来的影响。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；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；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有自适应调整致动器的液压阀，包括阀体(1)、阀芯(2)和液压系统，所述阀体(1)设置有多个油口，所述阀芯(2)滑动连接于阀体(1)的内部，其特征在于：所述阀芯(2)的外端开设有多个均匀分布的外环槽(202)，所述外环槽(202)位于阀芯(2)与阀体(1)相接触的位置，所述外环槽(202)的内壁开设有内环槽(201)，所述内环槽(201)的内底面固定连接有多个均匀分布的电动伸缩杆(3)，所述电动伸缩杆(3)的伸缩端固定连接有分囊板(4)，所述分囊板(4)远离电动伸缩杆(3)的一端固定连接有液位传感器(5)，所述电动伸缩杆(3)和液位传感器(5)均与液压系统连接，所述内环槽(201)的内侧壁固定连接有环形台(6)，所述环形台(6)上开设有多个均匀分布的通孔，所述电动伸缩杆(3)位于通孔内侧，所述分囊板(4)与通孔滑动连接，所述环形台(6)靠近外环槽(202)的一侧设有一对相互对称的控流变形囊环(9)。

2.根据权利要求1所述的一种具有自适应调整致动器的液压阀，其特征在于：所述控流变形囊环(9)包括柔性套(91)，所述柔性套(91)的内壁固定连接有多个均匀分布的定型片(92)，所述柔性套(91)的内部填充有柔性填料(93)。

3.根据权利要求2所述的一种具有自适应调整致动器的液压阀，其特征在于：所述定型片(92)的内底面固定连接有副磁铁(95)，所述环形台(6)的内部固定连接有主磁铁(7)，所述主磁铁(7)和副磁铁(95)相互靠近的一端为同极。

4.根据权利要求3所述的一种具有自适应调整致动器的液压阀，其特征在于：所述定型片(92)的内底面还固定连接有一对加热丝(94)，所述副磁铁(95)位于一对加热丝(94)之间，所述加热丝(94)与液压系统连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有自适应调整致动器的液压阀，其特征在于：所述环形台(6)靠近控流变形囊环(9)的一端固定连接有压力传感器(8)，所述压力传感器(8)与液压系统连接。

6.根据权利要求2所述的一种具有自适应调整致动器的液压阀，其特征在于：所述外环槽(202)的界面呈等腰梯形形状，且其内底面宽度大于其槽口宽度，所述定型片(92)靠近外环槽(202)内侧壁的一端与外环槽(202)内侧壁相平行。

7.根据权利要求1所述的一种具有自适应调整致动器的液压阀，其特征在于：所述控流变形囊环(9)的环宽小于外环槽(202)的槽深。

8.根据权利要求2所述的一种具有自适应调整致动器的液压阀，其特征在于：所述分囊板(4)远离电动伸缩杆(3)的一端呈锥形形状，所述定型片(92)靠近分囊板(4)的底端呈斜面状。

9.根据权利要求2所述的一种具有自适应调整致动器的液压阀，其特征在于：所述分囊板(4)呈与外环槽(202)相匹配的弧形形状，所述分囊板(4)的长度是定型片(92)长度的3-4倍。

10.根据权利要求2所述的一种具有自适应调整致动器的液压阀，其特征在于：所述柔性填料(93)采用热膨胀橡胶颗粒。

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