CN113062988A - 一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，所述阀套结构沿球阀的阀芯（4）方向的油路顺序设有进油口P、进油位阀套（2b）、控制油孔A、回油位阀套（5）和回油孔T；所述进油口的启闭由阀芯始端处的第一阀球控制；所述进油口处设有用于减缓进油流速的凸台结构；所述凸台结构分布于第一阀球旁侧；本发明能够补偿球阀阀芯开启方向液动力，简化对球阀的阀芯控制，对于改进球阀阀芯控制性能有着十分重要的工程意义。

Description

一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，尤其是一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构。
背景技术
液流流经阀口时，由于流动方向和流速的变化造成液体动量的改变，阀芯会受到附加作用力,即液动力。
球阀因其封闭性好、对介质污染不敏感、频率高、无卡死现象、换向可靠性好、耐高压以及结构简单等优点，被广泛应用于各种液压系统中。
在实际应用中，球阀阀芯容易受到液动力的干扰，使作用在阀球上的液压力不平衡，直接影响阀操纵力的大小和球阀的输出特性，且由于球阀本身用于高压工况的特性，液动力对于阀芯的影响更加严重，严重限制球阀的应用范围，对于球阀的控制造成了极大的干扰。
发明内容
本发明提出一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，能够补偿球阀阀芯开启方向液动力，简化对球阀的阀芯控制，对于改进球阀阀芯控制性能有着十分重要的工程意义。
本发明采用以下技术方案。
一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，所述阀套结构沿球阀的阀芯（4）方向的油路顺序设有进油口P、进油位阀套（2b）、控制油孔A、回油位阀套（5）和回油孔T；所述进油口的启闭由阀芯始端处的第一阀球控制；所述进油口处设有用于减缓进油流速的凸台结构；所述凸台结构分布于第一阀球旁侧。
所述凸台结构为环形凸台；当进油口P处于关闭状态时，所述第一阀球封堵于进油口处且第一阀球部分位于环形凸台内。
所述环形凸台与进油位阀套为一体结构；环形凸台与进油位阀套的中心孔同轴设置；进油位阀套与第一阀球表面配合形成球阀的阀口区域；当进油口P处于开启状态时，所述第一阀球与进油口相邻，且第一阀球侧部与环形凸台之间形成节油口结构，以提升第一阀球朝向进油口P一侧球面上的油压，降低第一阀球朝向进油位阀套中心孔一侧球面上的油压，从而降低球阀阀口压差，以对球阀开启或关闭过程中阀芯受到的液动力进行补偿。
当需对液动力补偿效果进行控制时，可通过调整环形凸台的高度或长度来实现。
所述进油位阀套、回油位阀套由定位结构固定，使进油位阀套的中心孔和回油位阀套的中心孔于同一直线上。
所述回油位阀套的回油孔的启闭由阀芯末端处的第二阀球控制；所述阀芯穿置于进油位阀套的中心孔、回油位阀套的中心孔处并可滑动。
所述阀套结构置于阀体（1）内，所述进油口P位于阀体底端；所述控制油孔A、回油孔T位于阀体侧壁处。
所述球阀为二位三通阀。
所述二位三通阀可在高压油工况下使用。
本发明具有的有益效果是：利用在普通阀套上增加的环形凸台结构，在阀球与凸台之间的区域形成新的节流口，提高进油孔处阀球面上的压力，降低控制油孔处阀球面上的压力，降低阀口压差，从而能够补偿球阀阀芯所受的液动力，本发明能够通过对环形凸台尺寸参数的改变对阀芯所受液动力的补偿程度进行调节，实现了对球阀阀芯液动力的补偿。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是球阀的剖面示意图；
附图2是进油位阀套的示意图；
附图3是进油位阀套的剖面示意图；
附图4是本发明实施例的阀口开启过程的液动力曲线图（上方曲线为传统技术的阀套方案，下方是本发明的阀套方案）；
附图5是本发明实施例的阀口关闭过程的液动力曲线图（上方曲线为传统技术的阀套方案，下方是本发明的阀套方案）；
图中：1-阀体；2b-进油位阀套；3-定位结构；4-阀芯；5-回油位阀套；10-第一阀球；11-第二阀球；12-环形凸台；13-进油位阀套的中心孔。
具体实施方式
如图所示，一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，所述阀套结构沿球阀的阀芯4方向的油路顺序设有进油口P、进油位阀套2b、控制油孔A、回油位阀套5和回油孔T；所述进油口的启闭由阀芯始端处的第一阀球控制；所述进油口处设有用于减缓进油流速的凸台结构；所述凸台结构分布于第一阀球旁侧。
所述凸台结构为环形凸台；当进油口P处于关闭状态时，所述第一阀球封堵于进油口处且第一阀球部分位于环形凸台内。
所述环形凸台与进油位阀套为一体结构；环形凸台与进油位阀套的中心孔同轴设置；进油位阀套与第一阀球表面配合形成球阀的阀口区域；当进油口P处于开启状态时，所述第一阀球与进油口相邻，且第一阀球侧部与环形凸台之间形成节油口结构，以提升第一阀球朝向进油口P一侧球面上的油压，降低第一阀球朝向进油位阀套中心孔一侧球面上的油压，从而降低球阀阀口压差，以对球阀开启或关闭过程中阀芯受到的液动力进行补偿。
当需对液动力补偿效果进行控制时，可通过调整环形凸台的高度或长度来实现。
所述进油位阀套、回油位阀套由定位结构固定，使进油位阀套的中心孔和回油位阀套的中心孔于同一直线上。
所述回油位阀套的回油孔的启闭由阀芯末端处的第二阀球控制；所述阀芯穿置于进油位阀套的中心孔、回油位阀套的中心孔处并可滑动。
所述阀套结构置于阀体1内，所述进油口P位于阀体底端；所述控制油孔A、回油孔T位于阀体侧壁处。
所述球阀为二位三通阀。
所述二位三通阀可在高压油工况下使用。
本例中，通过增加环形凸台结构，使液流通过凸台与阀芯4上阀球之间的节流口时产生压降，提高进油孔P处阀球面上的压力，降低控制油孔A处阀球面上的压力，降低阀口压差，使阀口处球面所受液动力减小，从而补偿阀芯4所受的液动力。
通过调整新型凸台阀套2b中环形凸台的高度和长度，能够对阀芯所受液动力的补偿效果进行控制。
在仿真验证分析中，将有新型凸台阀套结构的球阀与带传统阀套结构的球阀在阀芯4速度为0.1m/s的情况下对阀口开启和关闭过程的液动力进行了测量，结果如图4和图5所示，图4为阀口开启过程中阀芯所受液动力随阀口开度的变化，图5为阀口关闭过程中阀芯4所受液动力随阀口开度的变化，图中纵轴表示阀芯4所受液动力，横轴表示阀口开度。
由图4和图5可见，在同样的阀芯运动速度和阀口压差条件下，有新型凸台阀套结构的球阀阀芯所受的沿阀口开启方向的液动力小于带有传统阀套结构的球阀阀芯所受的沿阀口开启方向的液动力。
结果表明，有新型凸台阀套结构的球阀阀芯所受的沿阀口开启方向的液动力减小，可见本发明突出显著的技术效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，其特征在于：所述阀套结构沿球阀的阀芯（4）方向的油路顺序设有进油口P、进油位阀套（2b）、控制油孔A、回油位阀套（5）和回油孔T；所述进油口的启闭由阀芯始端处的第一阀球控制；所述进油口处设有用于减缓进油流速的凸台结构；所述凸台结构分布于第一阀球旁侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，其特征在于：所述凸台结构为环形凸台；当进油口P处于关闭状态时，所述第一阀球封堵于进油口处且第一阀球部分位于环形凸台内。
3.根据权利要求2所述的一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，其特征在于：所述环形凸台与进油位阀套为一体结构；环形凸台与进油位阀套的中心孔同轴设置；进油位阀套与第一阀球表面配合形成球阀的阀口区域；当进油口P处于开启状态时，所述第一阀球与进油口相邻，且第一阀球侧部与环形凸台之间形成节油口结构，以提升第一阀球朝向进油口P一侧球面上的油压，降低第一阀球朝向进油位阀套中心孔一侧球面上的油压，从而降低球阀阀口压差，以对球阀开启或关闭过程中阀芯受到的液动力进行补偿。
4.根据权利要求3所述的一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，其特征在于：当需对液动力补偿效果进行控制时，可通过调整环形凸台的高度或长度来实现。
5.根据权利要求1所述的一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，其特征在于：所述进油位阀套、回油位阀套由定位结构固定，使进油位阀套的中心孔和回油位阀套的中心孔于同一直线上。
6.根据权利要求5所述的一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，其特征在于：所述回油位阀套的回油孔的启闭由阀芯末端处的第二阀球控制；所述阀芯穿置于进油位阀套的中心孔、回油位阀套的中心孔处并可滑动。
7.根据权利要求1所述的一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，其特征在于：所述阀套结构置于阀体（1）内，所述进油口P位于阀体底端；所述控制油孔A、回油孔T位于阀体侧壁处。
8.根据权利要求1所述的一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，其特征在于：所述球阀为二位三通阀。
9.根据权利要求8所述的一种用于补偿球阀开启方向液动力的新型凸台阀套结构，其特征在于：所述二位三通阀可在高压油工况下使用。
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