CN114439800A - 一种滑锥梭阀节流器 - Google Patents

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Abstract

本发明所提供的滑锥梭阀节流器，其中滑锥梭阀节流阀芯的任意一端为圆锥结构，或者滑锥梭阀节流阀芯的两端均为圆锥结构，且滑锥梭阀节流阀芯可在由滑阀套、第一阀座和第二阀座围合形成的腔体空间内移动，可以用1个滑锥梭阀节流阀芯满足一个或两个方向上的节流需求，适用流量范围跨度大、安装布置方便、易于实现小型或微型化、结构简单、成本低、加工方便。

Description

一种滑锥梭阀节流器
技术领域
本发明涉及流量阀技术领域，尤其涉及一种滑锥梭阀节流器。
背景技术
节流阀属于流量阀的一种，常与溢流阀配合，在液压回路中通过改变节流口通流面积来改变液阻进而实现流量的控制，常用于调节执行元件的运动速度。在液压系统中有着极其广泛的应用。
常规的节流阀的节流结构原理是通过一个角度很小的锥阀在圆柱阀套内通过改变通流面积实现的。安装方式上常为叠加型或插装型，不易实现小型化和微型化，在追求小型化和集成化的液压系统中此种问题更为突出，另外常规结构的节流阀成本往往也较高。
发明内容
本发明实施例提供一种滑锥梭阀节流器，涉及流量阀领域，可以用1个滑锥梭阀节流阀芯满足一个或两个方向上的节流需求，适用流量范围跨度大、安装布置方便、易于实现小型或微型化、结构简单、成本低、加工方便。
本发明实施例提供一种滑锥梭阀节流器，包括：第一阀座(1)、第二阀座(2)、滑锥梭阀节流阀芯(3)、卡挡(4)和滑阀套(5)；所述滑阀套(5)的一端固设有第一阀座(1)，所述滑阀套(5)的另一端固设有第二阀座(2)；所述滑阀套(5)、所述第一阀座(1)和所述第二阀座(2)围合形成一个腔体空间，所述滑锥梭阀节流阀芯(3)设置于所述腔体空间内并可在所述腔体空间内移动；所述第一阀座(1)上远离所述滑阀套(5)的一侧还设置有卡挡(4)；其中，所述滑锥梭阀节流阀芯(3)的任意一端为圆锥结构，或者所述滑锥梭阀节流阀芯(3)的两端均为圆锥结构。
本发明实施例提供的滑锥梭阀节流器，滑锥梭阀节流阀芯(3)的任意一端为圆锥结构，或者滑锥梭阀节流阀芯(3)的两端均为圆锥结构，且滑锥梭阀节流阀芯(3)可在由滑阀套(5)、第一阀座(1)和第二阀座(2)围合形成的腔体空间内移动，可以用1个滑锥梭阀节流阀芯满足一个或两个方向上的节流需求，适用流量范围跨度大、安装布置方便、易于实现小型或微型化、结构简单、成本低、加工方便。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种滑锥梭阀节流器的剖面示意图；
图2是本发明实施例提供的一种滑锥梭阀节流器中滑锥梭阀节流阀芯第一实施例的结构示意图；
图3是图1中I部分的局部放大图；
图4是本发明实施例提供的一种滑锥梭阀节流器中I部分的第一参考示意图；
图5是本发明实施例提供的一种滑锥梭阀节流器中I部分的第二参考示意图；
图6是本发明实施例提供的一种滑锥梭阀节流器中中心孔的半径与有效节流面积的线性关系曲线；
图7是本发明实施例提供的一种滑锥梭阀节流器中滑锥梭阀节流阀芯第二实施例的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种滑锥梭阀节流器中第一阀座的结构示意图。
具体实施方式
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一值和第二值仅仅是为了区分不同的值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
图1是本发明实施例提供的一种滑锥梭阀节流器的结构示意图。如图1所示，所述滑锥梭阀节流器包括：第一阀座1、第二阀座2、滑锥梭阀节流阀芯3、卡挡4和滑阀套5；所述滑阀套5的一端固设有第一阀座1，所述滑阀套5的另一端固设有第二阀座2；所述滑阀套5、所述第一阀座1和所述第二阀座2围合形成一个腔体空间，所述滑锥梭阀节流阀芯3设置于所述腔体空间内并可在所述腔体空间内移动；所述第一阀座1上远离所述滑阀套5的一侧还设置有卡挡4；其中，所述滑锥梭阀节流阀芯3的任意一端为圆锥结构，或者所述滑锥梭阀节流阀芯3的两端均为圆锥结构。
本发明实施例中，如图1所示，滑锥梭阀节流器的核心配件为滑锥梭阀节流阀芯3、第一阀座1和第二阀座2。滑锥梭阀节流器可与相关配件共同组成一个节流单元，节流效果可通过调整与滑锥梭阀节流阀芯3配合工作的所述第一阀座1和所述第二阀座2的中心孔径大小来调整节流面积进而调整节流效果，如此实现单向或双向不同节流功能。
结构上，滑锥梭阀节流阀芯3可设计为任意一端为圆锥结构(如图2所示)，或者所述滑锥梭阀节流阀芯3的两端均为圆锥结构(如图7所示)。圆锥结构的锥面加工有节流槽,节流槽加工深度沿锥面渐变。第一阀座1和第二阀座2均为同心圆环结构。以滑锥梭阀节流阀芯3的两端均为圆锥结构为例，滑锥梭阀节流阀芯3受其两端压差△P控制，实现双向节流，双向节流功能独立可设定。
更具体的，如图1所示，是由所述滑锥梭阀节流器和相关配件组成的节流单元，即节流单元由第一阀座1、第二阀座2、滑锥梭阀节流阀芯3、卡挡4和滑阀套5组成。相对工作位置关系如下，滑锥梭阀节流阀芯3位于滑阀套5内，滑阀套5两端布置有第一阀座1和第二阀座2，第一阀座1、第二阀座2、滑阀套5共同限定了滑锥梭阀节流阀芯3的工作位置(也即腔体空间)，卡挡4将第一阀座1、第二阀座2和滑阀套5限定在阀体6中。
该节流单元共有2个工作油口，即第一油口101和第二油口102。第一油口101压力记为P1,第二油口102压力记为P2。滑锥梭阀节流阀芯3根据油口压力比较关系，自动选择工作位置。节流单元的具体工作原理如下：
(1)当P1＝P2时，滑锥梭阀节流阀芯3可在滑阀套5的任意工作位置上，此时无压力油流动，不产生节流作用；
(2)当P1＞P2时，不计摩擦，由于滑锥梭阀节流阀芯3左右端面存在压差，滑锥梭阀节流阀芯3右移，与第二阀座2形成线接触配合面，共同构成节流口。一定条件下，第一油口101压力P1流经此节流口产生节流作用，后进入第二油口102，完成从P1到P2方向上的节流过程；
(3)当P1＜P2时，不计摩擦，由于滑锥梭阀节流阀芯3左右端面存在压差，滑锥梭阀节流阀芯3左移，与第一阀座1形成线接触配合面，共同构成节流口。一定条件下，第二油口102压力P2流经此节流口产生节流作用，后进入第一油口101，完成从P2到P1方向上的节流过程。
示例性的，如图1和图2所示，作为滑锥梭阀节流阀芯3的第一实施例，所述滑锥梭阀节流阀芯3上圆锥结构的个数为2个时将所述滑锥梭阀节流阀芯3的两端的圆锥结构分别记为第一圆锥结构31和第二圆锥结构32，所述第一圆锥结构和所述第二圆锥结构之间为第一圆柱结构33，所述第一圆柱结构33的第一侧面铣有若干个均匀分布的第一平面33a。
在本实施例中，该滑锥梭阀节流阀芯3的第一实施例为双向圆锥结构(即包括第一圆锥结构31和第二圆锥结构32)，且第一圆柱结构33具有良好的导向性。第一圆柱结构33的侧面铣有若干均布的第一平面33a(示例中为3个第一平面33a)。第一圆柱结构33的侧平面的加工使得滑锥梭阀节流阀芯3与腔体空间的接触面减少，且在压力油环境下，均布的侧平面使得滑锥梭阀节流阀芯3对称性更好，可有效减小液压卡紧力。
示例性的，如图2所示，所述第一圆锥结构31和所述第二圆锥结构32上均设置有与第一侧面上第一平面33a的个数相同的第一节流槽34，且每一第一节流槽34的对称中心面与相应第一平面33a的中心线位于同一平面上。其中，所述第一节流槽34从远离第一平面到接近第一平面的方向上节流槽深度逐渐增大。
在本实施例中，继续以滑锥梭阀节流阀芯3的两个端面均为锥型设计为例，由于滑锥梭阀节流阀芯3上的所述第一圆锥结构31和所述第二圆锥结构32均是锥形结构(两端的锥形结构都是从远离第一圆柱结构的一端到接近第一圆柱结构的一端这一方向上锥形结构的外径逐渐增大)，沿第一圆柱结构33上各第一平面33a的中心线与第一圆锥结构31和第二圆锥结构32的锥斜面相交的母线加工有一定形状和宽度且加工深度相对该母线渐变的第一节流槽34，第一节流槽34的槽口形状和宽度及加工深度根据需要选择和调整(示例中第一节流槽34的槽口为矩形槽口)。
对于一个采用了第一实施例中滑锥梭阀节流阀芯3的节流单元而言，所述第一圆锥结构31和所述第二圆锥结构32的锥面锥度、第一节流槽数量、第一节流槽的槽口形状及尺寸、第一节流槽的槽口深度线相对轴线夹角等为确定量，且有效节流面积与第一阀座1和/或第二阀座2的中心孔半径的关系是确定的、可量化。
结合图2-图5，滑锥梭阀节流阀芯3中的第一节流槽34为矩形节流槽且共有3条，第一节流槽34的宽度一定且用b表示，第一阀座1和/或第二阀座2的中心孔的半径用R表示且中心孔的孔径R范围是Rmin-Rmax。
对于一个具体的滑锥梭阀节流阀芯3，由于第一圆锥结构31和所述第二圆锥结构32的锥面锥度α1一定，第一节流槽34的加工深度线为与其相对应圆锥母线成确定夹角α2的直线，故当第一阀座1和/或第二阀座2的中心孔的半径R线性变化时，第一节流槽34的槽口深度H也同步线性变化。
滑锥梭阀节流阀芯3与第一阀座1或第二阀座2相接触配合，形成的节流工作面(节流工作面在图4中用S1表示)在工作位置上与滑锥梭阀节流阀芯3轴线垂直，故此节流工作面也称径向节流面。如图4和图5所示，在径向节流面内，第一阀座1和/或第二阀座2的中心孔的半径在Rmin-Rmax内线性变化时，第一节流槽34的槽口深度H也同步线性变化(即从Hmin-Hmax内同步线性变化)。又因为第一节流槽34的宽度b一定，故此时径向节流面积也随第一阀座1和/或第二阀座2的中心孔的半径线性变化。第一节流槽34的槽口的最小过流面积即为有效节流面积，位置关系上与第一节流槽34的加工深度线垂直，与径向节流面积存在一个固定的夹角，所以此结构的滑锥梭阀节流阀芯3与第一阀座1和/或第二阀座2配合形成的有效节流面积与第一阀座1和/或第二阀座2的中心孔的半径的关系为线性关系，如图6所示(图6中横轴R表示第一阀座1和/或第二阀座2的中心孔的半径R，纵轴S表示有效作用面S2的有效节流面积S)。如上所述，通过改变第一阀座1和/或第二阀座2中心孔的半径大小便可实现节流面积线性可调，进而可简单方便的调整节流效果。
示例性的，如图7所示，作为滑锥梭阀节流阀芯3的第二实施例，所述滑锥梭阀节流阀芯3上圆锥结构的个数为1个时将所述滑锥梭阀节流阀芯3一端上设置的圆锥结构记为第三圆锥结构35，所述第三圆锥结构35中外径最大的一侧与第二圆柱结构36一体设置，所述第二圆柱结构36的第二侧面铣有若干个均匀分布的第二平面36a。
其中，所述第三圆锥结构35上设置有与第二侧面上第二平面36a的个数相同的第二节流槽37，且每一第二节流槽37的对称中心面与相应第二平面36a的中心线位于同一平面上。所述第二平面36a上远离所述第三圆锥结构的一端设置有矩形沟槽38，且每一矩形沟槽38的径向对称中心面与相应第二平面36a的中心线位于同一平面上。所述第二节流槽37从远离第二平面到接近第二平面的方向上节流槽深度逐渐增大。
在本实施例中，该滑锥梭阀节流阀芯3的第二实施例为单向圆锥结构(即包括第三圆锥结构35)，且第二圆柱结构36具有良好的导向性。该单向圆锥结构的滑锥梭阀节流阀芯3适用于单向节流的场合，与上述第一实施例中双锥面的滑锥梭阀节流阀芯3相比，结构上不同点为非圆锥平面端加工有与侧平面相通的矩形沟槽，其余结构与滑锥梭阀节流阀芯为双向圆锥结构相近，不再赘述。
示例性的，如图1和图8所示，所述第一阀座1和第二阀座2均为同心圆环结构；其中，所述同心圆环结构中的内环直径小于所述滑锥梭阀节流阀芯(3)的最大外径。
在本实施例中，所述第一阀座1和第二阀座2均为同心圆环结构，第一阀座1和/或第二阀座2中心孔的半径大小根据需要调整。
本发明实施例提供的滑锥梭阀节流器，滑锥梭阀节流阀芯(3)的任意一端为圆锥结构，或者滑锥梭阀节流阀芯(3)的两端均为圆锥结构，且滑锥梭阀节流阀芯(3)可在由滑阀套(5)、第一阀座(1)和第二阀座(2)围合形成的腔体空间内移动，可以用1个滑锥梭阀节流阀芯满足一个或两个方向上的节流需求，适用流量范围跨度大、安装布置方便、易于实现小型或微型化、结构简单、成本低、加工方便。
本发明实施例中，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”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明实施例进行了详细的说明，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实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种滑锥梭阀节流器，其特征在于，包括：第一阀座(1)、第二阀座(2)、滑锥梭阀节流阀芯(3)、卡挡(4)和滑阀套(5)；所述滑阀套(5)的一端固设有第一阀座(1)，所述滑阀套(5)的另一端固设有第二阀座(2)；所述滑阀套(5)、所述第一阀座(1)和所述第二阀座(2)围合形成一个腔体空间，所述滑锥梭阀节流阀芯(3)设置于所述腔体空间内并可在所述腔体空间内移动；所述第一阀座(1)上远离所述滑阀套(5)的一侧还设置有卡挡(4)；其中，所述滑锥梭阀节流阀芯(3)的任意一端为圆锥结构，或者所述滑锥梭阀节流阀芯(3)的两端均为圆锥结构。
2.根据权利要求1所述的滑锥梭阀节流器，其特征在于，所述滑锥梭阀节流阀芯(3)上圆锥结构的个数为2个时将所述滑锥梭阀节流阀芯(3)的两端的圆锥结构分别记为第一圆锥结构和第二圆锥结构，所述第一圆锥结构和所述第二圆锥结构之间为第一圆柱结构，所述第一圆柱结构的第一侧面铣有若干个均匀分布的第一平面。
3.根据权利要求2所述的滑锥梭阀节流器，其特征在于，所述第一圆锥结构和所述第二圆锥结构上均设置有与第一侧面上第一平面的个数相同的第一节流槽，且每一第一节流槽的对称中心面与相应第一平面的中心线位于同一平面上。
4.根据权利要求3所述的滑锥梭阀节流器，其特征在于，所述第一节流槽从远离第一平面到接近第一平面的方向上节流槽深度逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的滑锥梭阀节流器，其特征在于，所述滑锥梭阀节流阀芯(3)上圆锥结构的个数为1个时将所述滑锥梭阀节流阀芯(3)一端上设置的圆锥结构记为第三圆锥结构，所述第三圆锥结构中外径最大的一侧与第二圆柱结构一体设置，所述第二圆柱结构的第二侧面铣有若干个均匀分布的第二平面。
6.根据权利要求5所述的滑锥梭阀节流器，其特征在于，所述第三圆锥结构上设置有与第二侧面上第二平面的个数相同的第二节流槽，且每一第二节流槽的对称中心面与相应第二平面的中心线位于同一平面上。
7.根据权利要求6所述的滑锥梭阀节流器，其特征在于，所述第二平面上远离所述第三圆锥结构的一端设置有矩形沟槽，且每一矩形沟槽的径向对称中心面与相应第二平面的中心线位于同一平面上。
8.根据权利要求6所述的滑锥梭阀节流器，其特征在于，所述第二节流槽从远离第二平面到接近第二平面的方向上节流槽深度逐渐增大。
9.根据权利要求1所述的滑锥梭阀节流器，其特征在于，所述第一阀座(1)和第二阀座(2)均为同心圆环结构。
10.根据权利要求9所述的滑锥梭阀节流器，其特征在于，所述同心圆环结构中的内环直径小于所述滑锥梭阀节流阀芯(3)的最大外径。
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