CN112747137B - 用于提高通过流量的阀芯结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于提高通过流量的阀芯结构，属于换向阀制造领域；本发明可滑动的安装于壳体内，所述壳体内设置有高压油口和至少一个工作油口，所述壳体上设置有滑孔，所述阀芯套设在滑孔内并通过所述阀芯的径向面密封所述滑孔；所述阀芯滑动，以使所述阀芯的轴向端面与所述滑孔之间具有间隙，该间隙用于连通所述高压油口与所述工作油口；所述阀芯朝向所述滑孔一侧的轴向端面上，设置有凹陷的导流槽，且该导流槽的底部具有平滑的圆弧形过度曲面。本发明在不改变阀的开口及结构下，通过优化阀芯结构，在相同压降下，可通过更多的流量,还有效降低了阀芯开启过程中的反向阻力。

Description

用于提高通过流量的阀芯结构
技术领域
本发明涉及阀门制造技术，尤其涉及一种用于提高通过流量的阀芯结构，属于液压设备制造技术领域。
背景技术
换向阀作为控制油路通断和换向的一种液压元件，应用非常普遍。常见的换向阀为滑阀式结构，其阀芯在阀体内滑动，通过切换阀芯换向，使得不同油口之间连通或者关闭。
注塑机的储料动作是通过油马达带动螺杆输送原料实现的，油马达的转动由换向阀控制，由于原料的物理特性以及传送原料的体积不同，配置的油马达排量也不一样，从而导致泵的排量也不同；如果要保证换向阀能适用于更多的机型，必然要提高换向阀的通过流量，否则会增大管路压降，造成能源浪费，甚至造成换向阀无法正常工作。
如图1所示，为现有技术中的阀芯结构，阀芯处在换向位置，阀芯2中段的圆柱与阀芯2的外圆为直角过渡，当阀芯2向左侧移动后，阀芯2与壳体1中滑孔10有间隙，被油液由进油口流到工作油口时，由于流体的流动特性，在贴近阀芯2中段圆柱表面的一圈(区域A)油液流动的阻力很大，使得油液流动速度很慢，甚至不流动，造成油液流到工作油口的流量变小。
同时油液由进油口流向工作油口时，油液会以速度V,出射角度α流到工作油口；当阀芯开口不变，流量很大时，阀芯的开口处油液的流速很高，根据伯努力方程可知，流速高压力低，流速低压力高，此时阀芯会受到一个往右的作用力F，减小阀芯的开口，导致油液的通过量变小；根据液动力公式可知，其作用力F的大小为：ρ*q*V,*cosα(ρ为液体密度，q为流量)。
因此，现有技术中阀芯的开启方式造成了开启过程中不仅流量较小，而且液体流动过程中反向阻力较大。
发明内容
本发明提供一种新的用于提高通过流量的阀芯结构，通过在阀芯的密封端面上开启圆弧形的导流槽，以解决现有技术中阀芯开启状态下不仅流量较小且反向阻力较大的技术问题。
本发明实施例的用于提高通过流量的阀芯结构，可滑动的安装于壳体内，所述壳体内设置有高压油口和至少一个工作油口，所述壳体上设置有滑孔，所述阀芯套设在滑孔内并通过所述阀芯的径向面密封所述滑孔；所述阀芯滑动，以使所述阀芯的轴向端面与所述滑孔之间具有间隙，该间隙用于连通所述高压油口与所述工作油口；
所述阀芯朝向所述滑孔一侧的轴向端面上，设置有凹陷的导流槽，且该导流槽的底部具有平滑的圆弧形过度曲面。
如上所述的用于提高通过流量的阀芯结构，其中，所述阀芯上分别与所述滑孔相接触的面为肩台密封面；所述肩台密封面的上均设置有多个润滑油槽。
如上所述的用于提高通过流量的阀芯结构，其中，所述导流槽的截面由第一圆弧、第一直线、第二圆弧和第二直线组成；
所述第一圆弧的弧度小于第二圆弧的弧度；所述第二直线的长度小于第一直线的长度；所述第二直线位于所述轴向端面的边缘，且与该边缘相平齐。
如上所述的用于提高通过流量的阀芯结构，其中，所述阀芯为左右对称结构，且具有两个相互对应的所述轴向端面。
如上所述的用于提高通过流量的阀芯结构，其中，所述阀芯的中部设置有变径轴，该变径轴与所述导流槽相连且平滑过度。
如上所述的用于提高通过流量的阀芯结构，其中，所述壳体的两侧分别设置有电磁铁，两个所述电磁铁的两端分别与所述阀芯的两端相接触。
如上所述的用于提高通过流量的阀芯结构，其中，所述电磁铁上均有驱动杆，所述电磁铁通过所述驱动杆与所述阀芯的端部相连；
所述驱动杆与所述阀芯之间还设置有预紧弹簧。
本发明的用于提高通过流量的阀芯结构，在不改变阀的开口及结构下，通过优化阀芯结构，在相同压降下，通过在阀芯的密封轴向端面边缘开启圆弧形的导流槽，使液体能够平滑流畅的转向并流入阀芯与壳体之间的间隙，可使同样开启距离下，间隙内通过更多的流量，还有效降低了阀芯开启过程中的反向阻力。
附图说明
图1为现有技术中阀芯开启状态下液体流向图。
图2为本发明实施例的用于提高通过流量的阀芯结构的使用状态下剖面结构示意图；
图3为图2中M局部放大示意图；
图4为图2的阀芯侧面结构示意图。
具体实施方式
本发明所述的用于提高通过流量的阀芯结构可以采用以下材料制成，且不限于如下材料，例如：阀芯、液压配套系统、电控装置等常用组件。
图2为本发明实施例的用于提高通过流量的阀芯结构的使用状态下剖面结构示意图；图3为图2中M局部放大示意图；本实施例结合图4进行说明。
本发明实施例的用于提高通过流量的阀芯结构，是在现有滑动阀门结构的基础上的改进结构，可以应用在任意的滑阀结构上。
本实施例的阀芯结构中，阀芯2可滑动的安装于壳体1内，所述壳体1内设置有高压油口和至少一个工作油口，所述壳体1上设置有滑孔10，所述阀芯2套设在滑孔10内并通过所述阀芯2的径向面密封所述滑孔10；所述阀芯2滑动，以使所述阀芯2的轴向端面与所述滑孔10之间具有间隙，该间隙用于连通所述高压油口与所述工作油口。
一般情况下，轴向端面垂直于阀芯的径向面，径向面滑动离开滑孔10，从而使轴向端面与滑孔之间形成间隙，该间隙用于连通所述高压油口与所述工作油口。
所述阀芯2朝向所述滑孔10一侧的轴向端面上，设置有凹陷的导流槽3，且该导流槽3的底部具有平滑的圆弧形过度曲面。
优选的，所述阀芯2上分别与所述滑孔10相接触的面为肩台密封面(即上述径向面)；所述肩台密封面的上均设置有多个润滑油槽21。
由于润滑油槽21的大部分与滑孔的密封面对应，所以阀芯受到了油压的悬浮支撑作用，降低了阀芯运动的摩擦力，降低了阀芯的液压卡紧力，所以当换向阀长时间处于中立位置需要换向时能正常换向。
如图3所示，本实施例的用于提高通过流量的阀芯结构，其中，所述导流槽3的截面由第一圆弧31、第一直线32、第二圆弧33和第二直线34组成；
所述第一圆弧31的弧度小于第二圆弧33的弧度；所述第二直线34的长度小于第一直线32的长度；所述第二直线34位于所述轴向端面的边缘，且与该边缘相平齐。
阀芯的导流槽采用第一圆弧31、第一直线32、第二圆弧33和第二直线34相接过渡，对油液的流向有导流作用；如图3所示，当油液由进油口流向工作油口时，由于第一圆弧31、第一直线32、第二圆弧33和第二直线34相接过渡形成的导流作用，油液会以速度V,出射角度c流到工作油口，由于有导流作用，出射角度c大于现有结构的出射角度α，根据液动力公式可知，其作用力F的大小为：ρ*q*V*cosc(ρ为液体密度，q为流量)，得知改进后的阀芯结构其作用力F要小于改进前的结构，故阀芯受到的液动力小，从而保证在同样开口，同样的压降下，改进后的结构可通过更多的流量。
改进后的出射角度c可随第一圆弧31和第二圆弧33的弧度变化而变化，所以可通过改变第一圆弧31和第二圆弧33的大小，改变出射角度c，从而改变阀芯的液动力F.
本发明的用于提高通过流量的阀芯结构，在不改变阀的开口及结构下，通过优化阀芯结构，在相同压降下，通过在阀芯的密封轴向端面边缘开启圆弧形的导流槽，使液体能够平滑流畅的转向并流入阀芯与壳体之间的间隙，可使同样开启距离下间隙内通过更多的流量，还有效降低了阀芯开启过程中的反向阻力。
本实施例的用于提高通过流量的阀芯结构，其中，所述阀芯为左右对称结构，且具有两个相互对应的所述轴向端面。
一般情况下，所述壳体1上设置有两个滑孔，所述阀芯2套设在两个滑孔内；所述阀芯2向左或向右滑动，打开其中一侧所述滑孔，以使所述高压油口与其中一个所述工作油口相连通，进而执行换向动作。
一般情况下，高压油口与液压系统中的液压泵相连，用于通过高压油管释放高压的液压油。
两个工作油口分别与执行元件的两端相连，以便于通过进出油管进行执行换向动作。
进一步的，所述阀芯2的中部设置有变径轴22，该变径轴22与所述导流槽3相连且平滑过度。
如图2，本实施例的用于提高通过流量的阀芯结构，其中，所述壳体1的两侧分别设置有电磁铁，两个所述电磁铁的两端分别与所述阀芯2的两端相接触。
更为具体的，所述电磁铁上均有驱动杆9，所述电磁铁通过所述驱动杆9与所述阀芯2的端部相连；
所述驱动杆9与所述阀芯2之间还设置有预紧弹簧8。
另外，本发明的用于提高通过流量的阀芯结构制作成本不高，结构设计紧凑，构造巧妙，启动停止稳定，使用维护方便，适用于各种类型的液压系统的开启或换向动作的实施。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为：整体的作用和结构，并配合本发明各个实施例所述的结构。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种用于提高通过流量的阀芯结构，可滑动的安装于壳体内，所述壳体内设置有高压油口和至少一个工作油口，其特征在于，所述壳体上设置有滑孔，所述阀芯套设在滑孔内并通过所述阀芯的径向面密封所述滑孔；所述阀芯滑动，以使所述阀芯的轴向端面与所述滑孔之间具有间隙，该间隙用于连通所述高压油口与所述工作油口；
所述阀芯朝向所述滑孔一侧的轴向端面上，设置有凹陷的导流槽，且该导流槽的底部具有平滑的圆弧形过度曲面；通过在所述阀芯的密封轴向端面边缘开启所述导流槽，以降低所述阀芯开启过程中的反向阻力；
所述导流槽的截面由第一圆弧、第一直线、第二圆弧和第二直线顺次连接组成；所述第一圆弧的弧度小于第二圆弧的弧度；所述第二直线的长度小于第一直线的长度；所述第二直线位于所述轴向端面的边缘，且与该边缘相平齐；
所述阀芯的中部设置有变径轴，该变径轴与所述导流槽相连且平滑过度。
2.根据权利要求1所述的用于提高通过流量的阀芯结构，其特征在于，所述阀芯上分别与所述滑孔相接触的面为肩台密封面；所述肩台密封面上设置有多个润滑油槽。
3.根据权利要求1-2任一所述的用于提高通过流量的阀芯结构，其特征在于，所述壳体的两侧分别设置有电磁铁，两个所述电磁铁的两端分别与所述阀芯的两端相接触。
4.根据权利要求3所述的用于提高通过流量的阀芯结构，其特征在于，所述电磁铁上均有驱动杆，所述电磁铁通过所述驱动杆与所述阀芯的端部相连；
所述驱动杆与所述阀芯之间还设置有预紧弹簧。
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