CN114321066A - 一种阻尼自适应调节的安全溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于控制阀相关技术领域，其公开了一种阻尼自适应调节的安全溢流阀，安全溢流阀包括阀体、设置在阀体内的阀座、阻尼通流环及阀芯，阻尼通流环设置在阀座上；阀体开设有入口及出口；阻尼通流环的两端分别开设有与出口相连通的第三凹槽及第四凹槽，第四凹槽的底面开设有贯穿第三凹槽底面的第一通孔；第三凹槽通过阀座与入口相连通；阀芯部分地收容于阻尼通流环内，其包括相连接的固定端及连接段，固定端与第四凹槽之间形成间隙配合，连接段与第一通孔之间形成间隙配合，固定端、连接段及第四凹槽之间形成阻尼腔。本发明使用双间隙配合的阻尼式结构，使得安全溢流阀的阻尼效果在不同工况、不同阀口开度下自适应调节，在小开度时增强阻尼效果。

Description

一种阻尼自适应调节的安全溢流阀

技术领域

本发明属于控制阀相关技术领域，更具体地，涉及一种阻尼自适应调节的安全溢流阀。

背景技术

安全溢流阀是一种压力控制阀门，正常情况下处于常闭状态，当试验台液压回路中的介质压力超过限定值时，安全阀开启从而向系统外排放介质来防止回路内介质压力超过限定数值。

安全溢流阀给系统管路调定的最高压力通过安全溢流阀中的调压弹簧来控制。当阀芯一端的液压力大于调压弹簧所产生的弹簧力时，阀口将会开启，介质将会通过安全溢流阀，进而将管路中的一部分介质从安全溢流阀排放，防止回路中的压力持续升高。若回路中的压力继续升高，安全溢流阀阀口开度增加，将会有更多的介质从安全溢流阀排放。最终，安全溢流阀完全开启，将回路中的所有介质均通过安全溢流阀排放。因此，液压回路中所能达到的最高压力即为安全溢流阀调定的排放压力。当安全溢流阀在正常工作过程中，常常因流量的波动或者安全溢流阀本身的不稳定而威胁到一些压力敏感元件的安全，同时对安全溢流阀的寿命是一个巨大的考验。

对压力稳定性有较高要求的溢流阀，可以通过设置阻尼元件来维持溢流阀阀芯的稳定运行。阻尼元件对于溢流阀来说是一个重要的组成部分，阻尼元件起到“阻碍但不阻止”的作用，当溢流阀开启，阀芯正向运动，此时阻尼元件开始发挥作用，阻碍阀芯的运动，当溢流阀阀口开度达到最大，阀芯反向运动时，阻尼元件又会阻碍阀芯的反向运动。因此，阻尼元件在溢流阀工作时会阻碍阀芯的正向运动或者反向运动，从而保证阀芯处于一个稳定的位置，降低了阀芯的振动。

现有的安全溢流阀中，阻尼元件往往是一个在阻尼腔上开设固定大小的阻尼孔，或者通过固定间隙来形成间隙阻尼。固定式阻尼元件的阻尼效果在不同的工况下不能自适应调节，在阀口大开度下适用的阻尼元件不一定能在阀口小开度下使用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种阻尼自适应调节的安全溢流阀，所述安全溢流阀使用双间隙配合的阻尼式结构，使得安全溢流阀的阻尼效果在不同工况、不同阀口开度下可以自适应调节，在开度较小时增强阻尼效果，防止在小开度下阀芯和阀座之间产生撞击。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种阻尼自适应调节的安全溢流阀，所述安全溢流阀包括阀体、阀座、阻尼通流环及阀芯，所述阀座及所述阻尼通流环均设置在所述阀体内，且所述阻尼通流环设置在阀座上；所述阀体开设有入口及出口；

所述阻尼通流环的一端开设有第三凹槽，另一端开设有第四凹槽，所述第四凹槽的底面开设有贯穿所述第三凹槽底面的第一通孔；所述第三凹槽的一侧与所述出口相连通，且其通过所述阀座与所述入口相连通；所述阀芯部分地收容于所述阻尼通流环内，其包括相连接的固定端及连接段，所述固定端的直径大于所述连接段的直径，所述固定端与所述第四凹槽之间形成间隙配合，所述连接段与所述第一通孔之间形成间隙配合，所述固定端、所述连接段及所述第四凹槽之间形成阻尼腔。

进一步地，所述阀芯还包括自由端，所述自由端的直径小于所述连接段的直径；所述连接段连接所述固定端及所述自由端；所述阀芯开设有流道，所述流道包括主流道及多个支流道，所述主流道贯穿所述固定端及所述连接段，所述支流道贯穿所述自由端，所述支流道的一端连接于所述主流道，且其倾斜设置，并与所述第三凹槽相连通。

进一步地，所述第三凹槽的槽壁开设有两排错位设置的通流孔，所述通流孔贯穿所述第三凹槽的槽壁，且多个所述通流孔绕所述第三凹槽的中心轴均匀排布；所述多个通流孔通流面积的总和应不大于阀座通流面积。

进一步地，所述阀体为阶梯状的圆柱体，其包括相连接的第一端及第二端，所述第一端的直径大于所述第二端的直径；所述第一端开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔的底面开设有安全溢流阀上腔；所述入口及所述出口开设于所述第二端，所述入口为第一凹槽，所述第一凹槽的底面开设有第二凹槽，所述第二凹槽的底面开设有连接孔；所述第二端还开设有收容腔，所述收容腔与所述出口、所述连接孔及所述安全溢流阀上腔均相连通；所述阀座收容在所述第二凹槽及所述连接孔内，其与所述第二凹槽的槽壁上的内螺纹形成螺纹连接。

进一步地，所述阀座形成有第一阶梯面及第二阶梯面，所述第一阶梯面抵靠在所述第二凹槽的底面；所述阻尼通流环抵靠在所述第二阶梯面上；所述阀座开设有第一阶梯槽，所述第一阶梯槽与所述入口及所述第三凹槽均相连通。

进一步地，所述阀芯靠近所述阀座的一端与所述第一阶梯槽的一端可分离地相连接。

进一步地，所述安全溢流阀还包括调压组件，所述调压组件通过所述第一螺纹孔连接于所述阀体，其包括调压螺杆、压盖、弹簧及弹簧座，所述弹簧的一端固定连接于所述固定端，另一端固定连接于所述弹簧座，所述弹簧座收容于所述安全溢流阀上腔内；所述压盖与所述第一螺纹孔形成螺纹连接；所述调压螺杆穿过所述压盖后固定连接所述弹簧座，所述调压螺杆与所述压盖之间形成螺纹连接。

进一步地，所述弹簧座与所述阀体之间设置有密封圈；所述阀座与所述阀体之间设置有密封圈。

进一步地，所述阻尼通流环是采用金属制备而成的；所述阀芯是采用具有自润滑性能的工程塑料制备而成的。

进一步地，所述阀座是采用工程塑料制备而成的，且所述阀座的硬度与所述阀芯的硬度相差预定值。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的阻尼自适应调节的安全溢流阀主要具有以下有益效果：

1.所述阀芯的阻尼效果通过阀芯与阻尼通流环上的双配合间隙以及阻尼腔来形成，安全溢流阀入口压力达到调定的开启压力后，安全溢流阀开启，阀芯离开阀座使得阻尼腔的容积增加，阻尼腔的压力下降，从而阻碍阀芯的快速开启，在外界高压、阻尼腔低压的情况下，部分介质会通过双配合间隙从外界进入阻尼腔，保证了阻尼腔只会“阻碍而不阻止”阀芯的运动；当阀口开度达到最大或者安全溢流阀入口压力降低，阀芯会向着阀座运动，使得阻尼腔的容积减小，阻尼腔的压力升高，从而阻碍阀芯的快速关闭，在阻尼腔高压、外界低压的情况下，部分介质会通过双配合间隙来开阻尼腔，保证了阻尼腔只会“阻碍而不阻止”阀芯的运动。

当阀口开度较小时，阻尼腔的容积处于较小值，阀芯的运动会使得阻尼腔的压力变化极为剧烈，从而产生更强的阻尼效果，可以防止阀芯在小开度时与阀座产生剧烈的碰撞进而导致压力脉动。当阀口开度较大时，阻尼腔的容积处于较大值，阀芯的运动对阻尼腔压力的影响较小，产生的阻尼效果较弱，由于此时阀芯距离阀座较远，两者之间发生碰撞的可能性较小，允许较小的阻尼效果，而较小的阻尼效果有利于提高安全溢流阀的响应速度，故该双间隙配合式的阻尼腔可以在不同的开度工况下自适应调节。

2.所述阻尼通流环的下部开设有多排错位布置的通流小孔，与传统的单排布置的通流大孔相比，可以使得阀口下游的流态更加均匀，可以显著地减小回流介质对阀芯的冲击，防止了引起阀芯和阀座之间的撞击。

3.所述阻尼通流环与阀座之间通过阀座上的阶梯面进行配合，而阀芯和阻尼通流环之间通过双阶梯面进行配合，进而提高了阀芯相对阀座的定位精度，保证了阀口的密封性。

4.所述阻尼通流环采用金属制造，所述阀芯使用具有自润滑性能的工程塑料制造，降低了阀芯与阻尼通流环之间的摩擦力，可以有效防止阀芯与阻尼通流环之间发生卡滞等问题，所述阀座采用硬度较低的工程塑料制造，所述阀芯与所述阀座之间形成“软-硬”配合，显著提高了阀口的密封性能。

附图说明

图1是本发明提供的一种阻尼自适应调节的安全溢流阀的剖视图；

图2是图1中的阻尼自适应调节的安全溢流阀的阻尼通流环的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-调压螺杆，2-压盖，3-阀芯，4-阀体，5-出口，6-入口，7-阀座，8-流道，9-阻尼通流环，10-阻尼腔，11-弹簧，12-安全溢流阀上腔，13-弹簧座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1及图2，本发明提供的一种阻尼自适应调节的安全溢流阀，所述安全溢流阀包括阀体4、阀芯3、阀座7、阻尼通流环9及调压组件，所述阀座7设置在所述阀体4内，所述阻尼通流环9设置在所述阀体4内，且与所述阀座7相连接，所述阀芯3的一端收容于所述阻尼通流环9中，另一端连接于所述调压组件。

所述阀体4为阶梯状的圆柱体，其包括相连接的第一端及第二端，所述第一端的直径大于所述第二端的直径。所述第一端开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔的底面开设有安全溢流阀上腔12。所述第二端开设有入口6，所述入口6为一凹槽，称为第一凹槽，所述第一凹槽的底面开设有第二凹槽，所述第二凹槽的底面开设有连接孔。所述第二端还开设有出口5，所述出口5的中心轴与所述入口6的中心轴相互垂直。所述第二端还开设有收容腔，所述收容腔与所述出口5、所述连接孔及所述安全溢流阀上腔12均相连通。本实施方式中，所述第一螺纹孔的中心轴、所述安全溢流阀上腔12的中心轴、所述连接孔的中心轴、所述第二凹槽的中心轴及所述第一凹槽的中心轴相互重合；所述第二凹槽的槽壁上形成有内螺纹。

所述阀座7呈阶梯状，其形成有第一阶梯面及第二阶梯面。所述阀座7收容在所述第二凹槽及所述连接孔内，其与所述第二凹槽的槽壁上的内螺纹形成螺纹连接。所述第一阶梯面抵靠在所述第二凹槽的底面。所述阀座7开设有第一阶梯槽，所述第一阶梯槽的中心轴与所述阀座7的中心轴重合。

所述阻尼通流环9为阶梯状的圆柱体，其形成有第三阶梯面。所述阻尼通流环9包括相连接的第三端及第四端，所述第三端的直径大于所述第四端的直径。所述第三端开设有第三凹槽，所述第四端开设有第四凹槽，所述第四凹槽的底面开设有第一通孔，所述第一通孔贯穿所述第三凹槽的底面。所述第三凹槽的槽壁开设有两排错位设置的通流孔，所述通流孔贯穿所述第三凹槽的槽壁，且多个所述通流孔绕所述第三凹槽的中心轴均匀排布，所述多个通流孔通流面积的总和应不大于阀座通流面积。所述第三端收容在所述收容腔内，其抵靠在所述第二阶梯面上。所述第三阶梯面与所述收容腔的腔壁相对设置，所述阻尼通流环9与所述阀体4之间形成间隙配合。所述第四端收容在所述安全溢流阀上腔12内。其中，所述通流孔与所述收容腔相连通。所述第一阶梯槽与所述第三凹槽相连通。本实施方式中，所述通流孔的数量、大小、排列方式均可以根据需要进行设置。

所述阀芯3部分地收容于所述阻尼通流环9内，其包括固定端、连接段及自由端，所述连接段连接所述固定端及所述自由端。本实施方式中，所述固定端的直径大于所述连接段的直径，所述连接段的直径大于所述自由端的直径。所述固定端部分地收容于所述第四凹槽内，其与所述第四凹槽之间形成间隙配合，所述连接段收容于所述第四凹槽及所述第一通孔内，其与所述第一通孔之间形成间隙配合，所述固定端、所述连接段及所述第四凹槽之间形成阻尼腔10。所述自由端与所述第一阶梯槽的一端可分离地连接。

所述阀芯3上形成有流道8，所述流道8包括主流道及多个支流道，所述主流道贯穿所述固定端及所述连接段，所述支流道贯穿所述自由端，所述支流道的一端连接于所述主流道，且其倾斜设置，并与所述第三凹槽相连通。

所述调压组件包括调压螺杆1、压盖2、弹簧11及弹簧座13，所述弹簧11的一端固定连接于所述固定端，另一端固定连接于所述弹簧座13，所述弹簧座13收容于所述安全溢流阀上腔12内。所述压盖2与所述第一螺纹孔形成螺纹连接。所述调压螺杆1穿过所述压盖2后固定连接所述弹簧座13，所述调压螺杆1与所述压盖2之间形成螺纹连接。所述弹簧座13与所述阀体4之间设置有密封圈，以将所述安全溢流阀上腔12和外界环境隔离，所述阀座7与所述阀体4之间设置有密封圈，以将所述入口6和所述出口5隔离。本实施方式中，所述安全溢流阀的阀口形式可以是球阀、锥阀或者平板阀。

所述阀芯3的阻尼效果是通过所述阀芯3与所述阻尼通流环9所形成的两个间隙配合及所述阻尼腔10来形成，所述入口6的压力达到调定的开启压力后，所述安全溢流阀开启，所述阀芯3离开所述阀座7，使得所述阻尼腔10的容积增加，所述阻尼腔10的压力下降，从而阻碍所述阀芯3的快速开启，在外界高压、所述阻尼腔10低压的情况下，部分介质通过间隙从外界进入所述阻尼腔10，保证了所述阻尼腔10只会“阻碍而不阻止”所述阀芯3的运动；当阀口开度达到最大或者所述入口6的压力降低，所述阀芯3会向着所述阀座7运动，使得所述阻尼腔10的容积减小，所述阻尼腔10的压力升高，从而阻碍所述阀芯3的快速关闭，在所述阻尼腔10高压、外界低压的情况下，部分介质通过间隙离开所述阻尼腔10，保证了所述阻尼腔10只会“阻碍而不阻止”所述阀芯3的运动。

当阀口开度较小时，所述阻尼腔10的容积处于较小值时，所述阀芯3的运动会使得所述阻尼腔10的压力变化极为剧烈，从而产生更强的阻尼效果，可以防止所述阀芯3在小开度时与所述阀座7产生剧烈的碰撞进而导致压力脉动。当阀口开度较大时，所述阻尼腔10的容积处于较大值，所述阀芯3的运动对所述阻尼腔10的压力的影响较小，产生的阻尼效果较弱，由于此时所述阀芯3距离所述阀座7较远，两者之间发生碰撞的可能性较小，允许较小的阻尼效果，而较小的阻尼效果有利于提高安全溢流阀的响应速度，可见双间隙配合的阻尼腔可以在不同的开度工况下自适应调节。

所述阻尼通流环9是采用金属制造的，所述阀芯3是采用具有自润滑性能的工程塑料制备的，降低了所述阀芯3与所述阻尼通流环9之间的摩擦力，可以有效防止所述阀芯3与所述阻尼通流环9之间发生卡滞等问题；所述阀座7使用硬度较低的工程塑料制造，和所述阀芯3之间形成软-硬配合，显著提高了阀口的密封性能。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：

所述安全溢流阀包括阀体、阀座、阻尼通流环及阀芯，所述阀座及所述阻尼通流环均设置在所述阀体内，且所述阻尼通流环设置在阀座上；所述阀体开设有入口及出口；

所述阻尼通流环的一端开设有第三凹槽，另一端开设有第四凹槽，所述第四凹槽的底面开设有贯穿所述第三凹槽底面的第一通孔；所述第三凹槽的一侧与所述出口相连通，且其通过所述阀座与所述入口相连通；所述阀芯部分地收容于所述阻尼通流环内，其包括相连接的固定端及连接段，所述固定端与所述第四凹槽之间形成间隙配合，所述连接段与所述第一通孔之间形成间隙配合，所述固定端、所述连接段及所述第四凹槽之间形成阻尼腔。

2.如权利要求1所述的阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：所述阀芯还包括自由端，所述固定端的直径大于所述连接段的直径，所述自由端的直径小于所述连接段的直径；所述连接段连接所述固定端及所述自由端；所述阀芯开设有流道，所述流道包括主流道及多个支流道，所述主流道贯穿所述固定端及所述连接段，所述支流道贯穿所述自由端，所述支流道的一端连接于所述主流道，且其倾斜设置，并与所述第三凹槽相连通。

3.如权利要求1所述的阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：所述第三凹槽的槽壁开设有两排错位设置的通流孔，所述通流孔贯穿所述第三凹槽的槽壁，且多个所述通流孔绕所述第三凹槽的中心轴均匀排布；所述多个通流孔通流面积的总和不大于阀座通流面积。

4.如权利要求1所述的阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：所述阀体为阶梯状的圆柱体，其包括相连接的第一端及第二端，所述第一端的直径大于所述第二端的直径；所述第一端开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔的底面开设有安全溢流阀上腔；所述入口及所述出口开设于所述第二端，所述入口为第一凹槽，所述第一凹槽的底面开设有第二凹槽，所述第二凹槽的底面开设有连接孔；所述第二端还开设有收容腔，所述收容腔与所述出口、所述连接孔及所述安全溢流阀上腔均相连通；所述阀座收容在所述第二凹槽及所述连接孔内，其与所述第二凹槽的槽壁上的内螺纹形成螺纹连接。

5.如权利要求4所述的阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：所述阀座形成有第一阶梯面及第二阶梯面，所述第一阶梯面抵靠在所述第二凹槽的底面；所述阻尼通流环抵靠在所述第二阶梯面上；所述阀座开设有第一阶梯槽，所述第一阶梯槽与所述入口及所述第三凹槽均相连通。

6.如权利要求5所述的阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：所述阀芯靠近所述阀座的一端与所述第一阶梯槽的一端可分离地相连接。

7.如权利要求4所述的阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：所述安全溢流阀还包括调压组件，所述调压组件通过所述第一螺纹孔连接于所述阀体，其包括调压螺杆、压盖、弹簧及弹簧座，所述弹簧的一端固定连接于所述固定端，另一端固定连接于所述弹簧座，所述弹簧座收容于所述安全溢流阀上腔内；所述压盖与所述第一螺纹孔形成螺纹连接；所述调压螺杆穿过所述压盖后固定连接所述弹簧座，所述调压螺杆与所述压盖之间形成螺纹连接。

8.如权利要求7所述的阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：所述弹簧座与所述阀体之间设置有密封圈；所述阀座与所述阀体之间设置有密封圈。

9.如权利要求1-8任一项所述的阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：所述阻尼通流环是采用金属制备而成的；所述阀芯是采用具有自润滑性能的工程塑料制备而成的。

10.如权利要求9所述的阻尼自适应调节的安全溢流阀，其特征在于：所述阀座是采用工程塑料制备而成的，且所述阀座的硬度与所述阀芯的硬度相差预定值。

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