CN114777002B - 一种调压分流的润滑油系统控制阀组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调压分流的润滑油系统控制阀组，控制阀组包括至少一个分流阀，分流阀包括阀体，阀体内部设置初压孔、高压孔、低压孔、平流孔、扩张段，平流孔水平布置，平流孔两端分别连接竖直朝下的初压孔和低压孔，平流孔中部设置扩张段，扩张段侧壁连接竖直向下的高压孔，初压孔、高压孔、低压孔在阀体底面上分别作为进流口、高压口和低压口对外进行连接。分流阀还包括调压组件，调压组件设置在阀体壁面上并延伸进入阀体内部，高压孔和低压孔分别连接一个调压组件，调压组件分别调节高压孔和低压孔在各自出口处的压力。

Description

一种调压分流的润滑油系统控制阀组

技术领域

本发明涉及润滑油供应技术领域，具体为一种调压分流的润滑油系统控制阀组。

背景技术

工业场合有大量的位置需要使用润滑油，距离相近的设备，常常是一处润滑油供油系统统一提供润滑油。

现有技术中，一般使用一台油泵统一进行增压，然后高压润滑油输入到一个阀组系统中，由阀组分别进行调压后输送往不同位置进行稀油润滑，润滑油之后统一回流到一处收集池，然后由油泵再次增压。用油位置处使用的油压各不相等，所以，油泵的出口压力传统上都是要高于需要用油位置的最高压力才可以满足润滑油的供应，例如三处分别需要1.5atm、1.8atm和2.4atm的油压，则油泵的供油压力一般会是2.6atm或以上，油泵出来的润滑油在分别通往不同位置的路径上再行通过减压阀降压处理，而实际上，需要1.5atm润滑油的位置处，并不需要油泵的出口压力到2.6atm的地步，在过流路径上，减压阀造成了较大的压力降低，这部分的能量白白损失，而如果使用2.4atm油压的位置处仅仅只需要0.2L/min的流量，而低压位置却是1.5atm、2L/min 的流量需求，则油泵提供2.6atm的油压就是大量的压力损失与泵功率浪费，违背了润滑油集中供应的成本节省初衷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调压分流的润滑油系统控制阀组，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种调压分流的润滑油系统控制阀组，控制阀组包括至少一个分流阀，分流阀包括阀体，阀体内部设置初压孔、高压孔、低压孔、平流孔、扩张段，平流孔水平布置，平流孔两端分别连接竖直朝下的初压孔和低压孔，平流孔中部设置扩张段，扩张段侧壁连接竖直向下的高压孔，初压孔、高压孔、低压孔在阀体底面上分别作为进流口、高压口和低压口对外进行连接。由进流口进入阀体内的初始压力的润滑油从初压孔向上流动，进入平流段然后往后流动，主路流体流往低压孔从低压口处排出，而润滑油从扩张段流过时，根据伯努利原理，流速减小而压力升高，流过扩张段的部分流体从侧壁上进入到高压孔内，而另一部分流体则减压后流往低压孔，设初压孔内液体的压强为p1，流量为Q1，设高压孔内液体的压强为p2，流量为Q2，设低压孔内液体的压强为p3，流量为Q3，则它们之间的关系为，Q1=Q2+Q3，p2>p1>p3，本扩张段进行分流的原理为文丘里式射流器的反向设计，相当于将一股中压流体分流两股压力一高一低的流体，低压孔存在的意义在于提供平流段内的较大流速，尽管根据伯努利原理，一截流通管的一段细一段粗的情况下，会引起压力的增加，但是，如果全部的流量全部从大口径处流出，则不可能在口径变化不大的情况下，实现所有的流体压力提升，这样不符合能量守恒，因为单管两头的压力差是反向的，只有两股流体分流一股压力升高、一股压力降低才能实现持续的压力分流，从初压孔到低压孔的主路上提供了持续的大量的流体，才能够在扩张段处分流少量出来而不影响整体的液体流动，本申请所称高压与低压均是相对大小的概念，高压大于中压（进流口初压），中压大于低压，例如，进流口进入20L/min的2atm压力润滑油，分流获得5L/min、2.5atm和15L/min、1.5atm润滑油。

进一步的，分流阀还包括调压组件，调压组件设置在阀体壁面上并延伸进入阀体内部，高压孔和低压孔分别连接一个调压组件，调压组件分别调节高压孔和低压孔在各自出口处的压力。高压口和低压口分别往各自需要的地方提供相应压力的润滑油，扩张段的分流作用不好比较精确的确定流量分配比例，流量的分配比例由高低压口的出流压力比例确定，考虑整个分流阀的工作效率，以及流量连续性，高低压口出流的润滑油的整体机械能（包括动能与压力势能）低于进流口处流入流体的机械能，调压组件调整高低压口处的排出压力，在高压口、低压口处压力相对于进流口偏离压力较小时，高压孔分流获得较多的流量，当需要高压口具有较大的压力提升时，则只能获得较小的流量，调压组件只能调配分流阀内的液体压力，高低压口出流路径上如果流量上的精确度要求大于压力，则还需要设置较为精确的减压阀结构。

进一步的，调压组件包括活塞、螺柱、螺母钮和压环，阀体包括设置在壁面上的调压孔，调压孔有至少两个，分别连接至高压孔和低压孔的底部侧面，活塞设置在调压孔内并可沿壁面滑动，螺柱连接在活塞上表面，螺柱向上延伸并且端部裸露在阀体外，调压孔的上端带有螺纹沉孔，螺母钮旋合在螺柱上，压环旋合在螺纹沉孔上，压环对螺母钮轴向限位，调压孔上部侧面设置延伸往阀体表面的注气孔，调压孔内位于活塞下方的部分充入不溶于润滑油且不与润滑油反应的气体。螺母钮旋转时，带动螺柱上下移动，从而使得活塞上下移动，以低压孔处连接的调压组件为例分析，活塞下移封堵注气孔，气体受到压缩，只要低压口处的泄放不顺畅，则压力会在低压口处压力就会憋住并反向影响到上游平流孔，活塞上移后越过注气孔，引出气体以降压或者增压气体以升压。

进一步的，气体为纯净惰性气体。

进一步的，分流阀还包括伸缩组件，阀体还包括设置在壁面上的伸缩孔，伸缩孔下端连接扩张段，伸缩组件包括膜片与挤压盘，膜片封堵扩张段上端，挤压盘压住膜片上表面，挤压盘上还设置有伸缩结构，伸缩结构与调压组件内的螺柱、螺母钮和压环结构相同。扩张段通道截面变大，则流体在此处流过时流速下降较多，从而转变为较多的压力，能够在高压孔处提供更高的压力，调压组件分别调配了高低压口处的压力，但是，如果扩张段处的压力不足以让流体分流一部分流往高压孔，则高压孔内的液体会反流一部分进入到扩张段内，高压孔内压力降低并最终在一个压力点处于平衡，所以，在调节高低压口处的压力时，同时调整扩张段所能提供的最高压力则能够扩大分流体的压力调配范围，扩张段压力的提升由扩大通道截面来获得，但是，这样会引起阀的整体效率下降，所以，在高低压口只有较小的压力差值时，膜片下压使得扩张段截面较小，让系统在较高效率下运行，更充分转化压力势能。

进一步的，控制阀组包括两个分流阀，分流阀串联使用。串联使用的分流阀，可以两次提高润滑油压力，弥补单级分流阀最高压力不足的情况。串联使用的分流阀可以让阀组或者更大的分流调压范围，减轻提供润滑油的油泵的输出压力需求。

作为一种进一步方案：首级分流阀的高压口连接次级分流阀的进流口时：高压口串联的两个分流阀，在三个输出口处，有一个口具有相对于初级压力两次升压的排出口，可以获得更高的润滑油压力；

作为另一种进一步方案：首级分流阀的低压口连接次级分流阀的进流口时：低压口串联的两个分流阀，在三个输出口处，有较大流量的中级压力。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过文丘里管的反向运用，将一股中压流体分流为一高一低的两股流体，充分利用上油泵输出端相对于低压用油位置的压力降低所释放出的机械能，调压组件在阀内控制高低压处的相对大小，调整两路流体的流量比例，伸缩组件控制扩张段通道大小，改变最高压力点与整机效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视示意图；

图3是图1中的视图A；

图4是图1中的视图B；

图5是本发明转化为虹吸结构后的原理示意图；

图6是本发明分流阀串联使用时，首级高压口连接次级进流口的连接示意图；

图中：1-阀体、101-进流口、102-高压口、103-低压口、11-初压孔、12-高压孔、13-低压孔、14-平流孔、15-扩张段、16-调压孔、161-螺纹沉孔、17-伸缩孔、18-注气孔、2-调压组件、21-活塞、22-螺柱、23-螺母钮、24-压环、3-伸缩组件、31-膜片、32-挤压盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供技术方案：

一种调压分流的润滑油系统控制阀组，控制阀组包括至少一个分流阀，分流阀包括阀体1，阀体1内部设置初压孔11、高压孔12、低压孔13、平流孔14、扩张段15，平流孔14水平布置，平流孔14两端分别连接竖直朝下的初压孔11和低压孔13，平流孔14中部设置扩张段15，扩张段15侧壁连接竖直向下的高压孔12，初压孔11、高压孔12、低压孔13在阀体1底面上分别作为进流口101、高压口102和低压口103对外进行连接。如图1所示，由进流口101进入阀体1内的初始压力的润滑油从初压孔11向上流动，进入平流段14然后往后流动，主路流体流往低压孔13从低压口103处排出，而润滑油从扩张段15流过时，根据伯努利原理，流速减小而压力升高，流过扩张段15的部分流体从侧壁上进入到高压孔12内，而另一部分流体则减压后流往低压孔13，设初压孔11内液体的压强为p1，流量为Q1，设高压孔12内液体的压强为p2，流量为Q2，设低压孔13内液体的压强为p3，流量为Q3，则它们之间的关系为，Q1=Q2+Q3，p2>p1>p3，本扩张段15进行分流的原理为文丘里式射流器的反向设计，相当于将一股中压流体分流两股压力一高一低的流体，低压孔13存在的意义在于提供平流段14内的较大流速，尽管根据伯努利原理，一截流通管的一段细一段粗的情况下，会引起压力的增加，但是，如果全部的流量全部从大口径处流出，则不可能在口径变化不大的情况下，实现所有的流体压力提升，这样不符合能量守恒，因为单管两头的压力差是反向的，只有两股流体分流一股压力升高、一股压力降低才能实现持续的压力分流，从初压孔11到低压孔13的主路上提供了持续的大量的流体，才能够在扩张段15处分流少量出来而不影响整体的液体流动，本申请所称高压与低压均是相对大小的概念，高压大于中压（进流口101初压），中压大于低压，例如，进流口进入20L/min的2atm压力润滑油，分流获得5L/min、2.5atm和15L/min、1.5atm润滑油。

分流阀还包括调压组件2，调压组件2设置在阀体1壁面上并延伸进入阀体1内部，高压孔12和低压孔13分别连接一个调压组件2，调压组件2分别调节高压孔12和低压孔13在各自出口处的压力。高压口102和低压口103分别往各自需要的地方提供相应压力的润滑油，扩张段15的分流作用不好比较精确的确定流量分配比例，流量的分配比例由高低压口的出流压力比例确定，考虑整个分流阀的工作效率，以及流量连续性，高低压口出流的润滑油的整体机械能（包括动能与压力势能）低于进流口101处流入流体的机械能，调压组件2调整高低压口处的排出压力，在高压口102、低压口103处压力相对于进流口101偏离压力较小时，高压孔12分流获得较多的流量，当需要高压口102具有较大的压力提升时，则只能获得较小的流量，调压组件2只能调配分流阀内的液体压力，高低压口出流路径上如果流量上的精确度要求大于压力，则还需要设置较为精确的减压阀结构。

调压组件2包括活塞21、螺柱22、螺母钮23和压环24，阀体1包括设置在壁面上的调压孔16，调压孔16有至少两个，分别连接至高压孔12和低压孔13的底部侧面，活塞21设置在调压孔16内并可沿壁面滑动，螺柱22连接在活塞21上表面，螺柱22向上延伸并且端部裸露在阀体1外，调压孔16的上端带有螺纹沉孔161，螺母钮23旋合在螺柱22上，压环24旋合在螺纹沉孔161上，压环24对螺母钮23轴向限位，调压孔16上部侧面设置延伸往阀体1表面的注气孔18，调压孔16内位于活塞21下方的部分充入不溶于润滑油且不与润滑油反应的气体。螺母钮23旋转时，带动螺柱22上下移动，从而使得活塞21上下移动，以低压孔13处连接的调压组件2为例分析，活塞21下移封堵注气孔，气体受到压缩，只要低压口103处的泄放不顺畅，则压力会在低压口103处压力就会憋住并反向影响到上游平流孔14，活塞21上移后越过注气孔18，引出气体以降压或者增压气体以升压。

气体为纯净惰性气体。

分流阀还包括伸缩组件3，阀体1还包括设置在壁面上的伸缩孔17，伸缩孔17下端连接扩张段15，伸缩组件3包括膜片31与挤压盘32，膜片31封堵扩张段15上端，挤压盘32压住膜片31上表面，挤压盘32上还设置有伸缩结构，伸缩结构与调压组件2内的螺柱22、螺母钮23和压环24结构相同。扩张段15通道截面变大，则流体在此处流过时流速下降较多，从而转变为较多的压力，能够在高压孔12处提供更高的压力，调压组件2分别调配了高低压口处的压力，但是，如果扩张段15处的压力不足以让流体分流一部分流往高压孔12，则高压孔12内的液体会反流一部分进入到扩张段15内，高压孔12内压力降低并最终在一个压力点处于平衡，所以，在调节高低压口处的压力时，同时调整扩张段15所能提供的最高压力则能够扩大分流体的压力调配范围，扩张段15压力的提升由扩大通道截面来获得，但是，这样会引起阀的整体效率下降，所以，在高低压口只有较小的压力差值时，膜片31下压使得扩张段15截面较小，让系统在较高效率下运行，更充分转化压力势能。

本申请可以以虹吸效应来进行分析，如图5所示，转化为虹吸系统后，压力转变为高度，初压孔为中位的水箱，高压孔为高位水箱，低压孔为低位水箱，中位水箱与低位水箱建立虹吸后，扩张段分流部分液体排往高位水箱，如果没有扩张段，则系统会是高位水箱内的水体优先排往低位水箱，继而中位水箱排往低位水箱，因为扩张段的存在，才能够分流部分水体往高位水箱，虹吸存在才能持续建立分流过程，调压组件调整高低位水箱高度位置，伸缩组件调整扩张段扩张度大小。

控制阀组包括两个分流阀，分流阀串联使用。串联使用的分流阀，可以两次提高润滑油压力，弥补单级分流阀最高压力不足的情况。串联使用的分流阀可以让阀组或者更大的分流调压范围，减轻提供润滑油的油泵的输出压力需求。

首级分流阀的高压口连接次级分流阀的进流口时：高压口串联的两个分流阀，在三个输出口处，有一个口具有相对于初级压力两次升压的排出口，可以获得更高的润滑油压力；

首级分流阀的低压口连接次级分流阀的进流口时：低压口串联的两个分流阀，在三个输出口处，有较大流量的中级压力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种调压分流的润滑油系统控制阀组，其特征在于：所述控制阀组包括至少一个分流阀，所述分流阀包括阀体（1），所述阀体（1）内部设置初压孔（11）、高压孔（12）、低压孔（13）、平流孔（14）、扩张段（15），所述平流孔（14）水平布置，平流孔（14）两端分别连接竖直朝下的初压孔（11）和低压孔（13），所述平流孔（14）中部设置扩张段（15），所述扩张段（15）侧壁连接竖直向下的高压孔（12），所述初压孔（11）、高压孔（12）、低压孔（13）在阀体（1）底面上分别作为进流口（101）、高压口（102）和低压口（103）对外进行连接；

所述分流阀还包括调压组件（2），所述调压组件（2）设置在阀体（1）壁面上并延伸进入阀体（1）内部，所述高压孔（12）和低压孔（13）分别连接一个调压组件（2），所述调压组件（2）分别调节高压孔（12）和低压孔（13）在各自出口处的压力；

所述调压组件（2）包括活塞（21）、螺柱（22）、螺母钮（23）和压环（24），所述阀体（1）包括设置在壁面上的调压孔（16），所述调压孔（16）有至少两个，分别连接至高压孔（12）和低压孔（13）的底部侧面，所述活塞（21）设置在调压孔（16）内并可沿壁面滑动，所述螺柱（22）连接在活塞（21）上表面，螺柱（22）向上延伸并且端部裸露在阀体（1）外，所述调压孔（16）的上端带有螺纹沉孔（161），所述螺母钮（23）旋合在螺柱（22）上，所述压环（24）旋合在螺纹沉孔（161）上，压环（24）对螺母钮（23）轴向限位，所述调压孔（16）上部侧面设置延伸往阀体（1）表面的注气孔（18），所述调压孔（16）内位于活塞（21）下方的部分充入不溶于润滑油且不与润滑油反应的气体。

2.根据权利要求1所述的一种调压分流的润滑油系统控制阀组，其特征在于：所述气体为纯净惰性气体。

3.根据权利要求1所述的一种调压分流的润滑油系统控制阀组，其特征在于：所述分流阀还包括伸缩组件（3），所述阀体（1）还包括设置在壁面上的伸缩孔（17），所述伸缩孔（17）下端连接扩张段（15），所述伸缩组件（3）包括膜片（31）与挤压盘（32），所述膜片（31）封堵扩张段（15）上端，所述挤压盘（32）压住膜片（31）上表面，挤压盘（32）上还设置有伸缩结构，伸缩结构与调压组件（2）内的螺柱（22）、螺母钮（23）和压环（24）结构相同。

4.根据权利要求3所述的一种调压分流的润滑油系统控制阀组，其特征在于：所述控制阀组包括两个分流阀，分流阀串联使用。

5.根据权利要求4所述的一种调压分流的润滑油系统控制阀组，其特征在于：首级分流阀的高压口连接次级分流阀的进流口。

6.根据权利要求4所述的一种调压分流的润滑油系统控制阀组，其特征在于：首级分流阀的低压口连接次级分流阀的进流口。