CN113483044A - 一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧 - Google Patents

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陈二辉
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/06—Wound springs with turns lying in cylindrical surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

本发明创造提供了一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧，包括主体结构及主体结构两端的支撑圈；所述主体结构包括工作圈及工作圈两端的过渡圈，工作圈内径大于过渡圈外径，弹簧受压后，即使支撑圈缩进主体结构时，过渡圈与主体结构仍无接触。本发明创造改进了弹簧工作圈结构，过渡圈外径比工作圈内径要小，确保弹簧压缩至极限位置时，钢丝不会发生干涉，使整个弹簧在工作时钢丝之间互相不接触，极大的提高了疲劳寿命，且材料选择常规弹簧钢材料即可，成本也得到了极大的降低。

Description

一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧
技术领域
本发明创造属于弹簧生产技术领域，尤其是涉及一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧。
背景技术
高速往复泵排液阀所应用的弹簧使用工况较为恶劣，其每分钟压缩420-1000次，24小时不间断使用，每年2亿次以上疲劳寿命。目前此弹簧大多从国外进口，不仅价格贵，而且使用3～5个月后就可能发生断裂，使用成本高，工作稳定性无法得到可靠的保障。因此，需要对弹簧进行改进，以避免弹簧各圈间相互摩损。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧，包括主体结构及主体结构两端的支撑圈；所述主体结构包括工作圈及工作圈两端的过渡圈，所述工作圈、过渡圈、支撑圈为一体成型结构，弹簧受压后，支撑圈与主体结构无接触。
进一步，所述主体结构两端的过渡圈一大一小，其中一侧过渡圈外径小于另一侧过渡圈内径。
进一步，所述主体结构包括一工作圈，在该工作圈两端分别设有一过渡圈。
进一步，所述支撑圈均≤1/2过渡圈，且主体结构两侧的支撑圈以主体结构轴线为中心对称布置。
进一步，所述支撑圈均≤1/2过渡圈，其中，至少主体结构一侧的支撑圈朝向主体结构中心一侧加工出平头结构。
进一步，所述工作圈的钢丝直径为4mm。
相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
本发明创造改进了弹簧工作圈结构，过渡圈外径比工作圈内径要小，确保弹簧压缩至极限位置时，支撑圈可以缩进工作圈内，在结构进一步优化设计后，各圈间均不会发生接触，使整个弹簧在工作时钢丝之间互相无干涉，极大的提高了疲劳寿命，且材料选择常规弹簧钢材料即可，成本也得到了降低。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明创造安装应用状态下的示意图；
图4为本发明创造实施例中设有平头结构时的示意图；
图5为本发明创造中主体结构的钢丝直径为变径结构的示意图；
图6为本发明创造实施例中弹簧上设有防护结构时的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧，如图1至图3所示，包括主体结构1及主体结构两端的支撑圈2；所述主体结构包括工作圈3、以及工作圈两端的过渡圈4，工作圈内径大于过渡圈外径，支撑圈外径比过渡圈内径小，所述工作圈、过渡圈、支撑圈为一体成型结构。作为举例，上述工作圈的钢丝直径为4mm。
弹簧受压后，即使支撑圈缩进主体结构时，支撑圈与主体结构仍无接触。本发明创造所提供的排液阀弹簧将工作圈外径放大，保证弹簧压缩至极限位置时，钢丝之间不发生干涉，避免出现接触疲劳而发生弹簧断裂的情况。
在一个可选的实施例中，上述主体结构包括一工作圈，在该工作圈两端分别有一过渡圈，即，主体结构及其两端的支撑圈共构成4圈。在进一步改进的方案中，上述主体结构两端的过渡圈一大一小的结构设计，其中一侧过渡圈外径小于另一侧过渡圈内径，弹簧受载压缩形变时，即使是出现过度压缩状态，过渡圈与任一圈也均无接触，由于弹簧断裂的原因主要为接触疲劳断裂，而本方案中，各圈间均不会接触磨擦，能最大限度避免接触疲劳发生，极大的提高了弹簧的使用寿命。通常，上述支撑圈(弧长)均小于等于1/2过渡圈周长，且主体结构两侧的支撑圈以主体结构轴线为中心对称布置。弹簧受载压缩时，不易出现C型弯曲形变，工作稳定性更高。
如图6所示，可在上述工作圈设有数个防护结构6，所述防护结构包括沿弹簧轴向凸出于工作圈的凸起，该凸起异于弹簧中心的一侧表面与工作圈表面弧度一致，且防护结构朝向弹簧中心一侧的内表面、以及朝向外侧的外表面均突出于工作圈，通常，防护结构突出于工作圈表面0.2-0.5mm。作为举例，防护结构可沿各圈外圆周均布设置，比如，以弹簧轴线中心为中心均布设置3-5个。
所设置的防护结构不妨碍弹簧正常伸缩，能有效加强弹簧的抗摩擦能力，即使是长期使用后，弹簧出现损耗及形变时(即使弹簧已到常规使用寿命期限，处于非正常工作状态)，偶发的或不可避免的与内侧或外侧结构件产生接触，由于通常是工作圈部分形变(位置偏移)量最大，则防护结构会先于弹簧的工作圈摩擦结构件，这样的结构设计，能有效保护弹簧主体结构结构，因此，所设置的防护结构使弹簧的抗磨损能力增强，进一步延长了弹簧的使用寿命。
在一个可选的实施例中，如图4所示，支撑圈(弧长)均小于等于1/2过渡圈，其中，至少主体结构一侧的支撑圈朝向主体结构中心一侧加工出平头结构5。即，至少一侧的支撑圈末端为扁平状，更利于弹簧稳定的安装，并且，在压缩形变时，即使弹簧末端有轻微形变，也可以有效避免弹簧末端与弹簧主体结构结构发生干涉的情况，工作稳定性更好，不易损坏，寿命更长。通常，上述平头结构占支撑圈总长的1/3-2/3。
在一个可选的实施例中，主体结构的钢丝直径均为4mm，即，工作圈钢丝直径与过渡圈钢丝直径相同，主体结构为等直径的结构设计。而在另一个可选的实施例中，主体结构的钢丝直径为变径结构设计，如图5所示，上述主体结构的钢丝直径由中部向两端(由工作圈向两侧的过渡圈)逐渐减小。
作为举例，上述主体结构的钢丝直径最大值比最小值大0.5-1.5mm。由于主体结构的钢丝直径两端小，中间大，因此，弹簧受载形变时，各工作圈间形变同步性好，并且弹簧受载压缩时，不易出现C型弯曲形变，工作时稳定性更高，由于工作圈直径大，抗磨损能力更好，能达到与过渡圈同寿命，不易出现局部磨损断裂情况。
本发明创造改进了弹簧各圈结构，过渡圈外径比工作圈内径要小，支撑圈外径比过渡圈内径小，确保弹簧压缩至极限位置时，支撑圈可以缩进工作圈内，并且，在结构进一步优化设计后，各圈间均不会发生接触，使整个弹簧在工作时钢丝之间互相无干涉，极大的提高了疲劳寿命，且材料选择常规弹簧钢材料即可，成本也得到了降低。经实际使用情况来看，使用5个月以上几乎无发生断裂的现象，可靠性、经济性均有提高。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧，其特征在于：包括主体结构及主体结构两端的支撑圈；所述主体结构包括工作圈及工作圈两端的过渡圈，所述工作圈、过渡圈、支撑圈为一体成型结构，弹簧受压后，支撑圈与主体结构无接触。
2.根据权利要求1所述的一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧，其特征在于：所述主体结构两端的过渡圈一大一小，其中一侧过渡圈外径小于另一侧过渡圈内径。
3.根据权利要求1所述的一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧，其特征在于：所述主体结构包括一工作圈，在该工作圈两端分别设有一过渡圈。
4.根据权利要求1所述的一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧，其特征在于：所述支撑圈均≤1/2过渡圈，且主体结构两侧的支撑圈以主体结构轴线为中心对称布置。
5.根据权利要求1所述的一种高速往复泵排液阀弹簧，其特征在于：所述支撑圈均≤1/2过渡圈，其中，至少主体结构一侧的支撑圈朝向主体结构中心一侧加工出平头结构。
6.根据权利要求1所述的一种防磨防断的长寿命排液阀弹簧，其特征在于：所述工作圈的钢丝直径为4mm。
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