CN203189410U - 双向双余度比例调压机构 - Google Patents

Abstract

双向双余度比例调压机构，包括流体层流实现机构、第一取压点、第二取压点和取压点位置调节机构；流体层流实现机构包括阀芯和阀套，所述的阀套上设置进油口、第一出油口和第二出油口，所述的进油口设置在所述的第一出油口和第二出油口之间；所述的阀芯的两端设置与阀套的内径匹配的工作台阶，且每个所述的工作台阶的侧壁轴向设置两个缺口；第一取压点和第二取压点均为贯穿阀套的取压孔，所述的取压孔连通所述的间隙；取压点位置调节机构包括所述的阀芯和推动阀芯在所述的阀套内运动的推动部件。本实用新型的有益效果是：具有双流道结构，其中一条流道堵塞之后，调压机构依然能够正常工作，有效解决了调压机构容易产生堵塞问题；并且调压稳定。

Description

双向双余度比例调压机构

技术领域

本实用新型涉及一种双向双余度动比例调压机构。

背景技术

余度是为了确保安全而考虑的一种设计手段，需要出现两个或两个以上故障，而不是一个单独故障，才引起既定不希望发生工作状态的一种设计方法。比例压力控制阀往往用来作为先导阀以组成两级或三级阀。如电液比例换向阀就是由电磁力马达、比例减压阀和液动换向阀组成，比例减压阀在这里作为先导级，以其控制的出口压力与换向主阀一端的弹簧力相平衡，从而控制换向主阀的位移开口量，流体的调压机构——压力控制元件如溢流阀、减压阀、顺序阀等，它们都是采用流体在阻力小孔中的局部压力损失实现对压力控制，流体工作介质中往往有许多杂质使阻力小孔出现堵塞现象，从而导致压力控制元件出现故障，影响整个系统的正常工作。

发明内容

为了解决目前的双向阀堵塞导致整个系统故障的问题，本实用新型提出了一种避免堵塞造成的系统故障的双向双余度比例调压机构。

本实用新型所述的双向双余度比例调压机构采用层流比例调压原理及双余度的设计概念对压力进行控制。以流体在圆管中层流的流动为例（见图1），当圆管的长度和直径之比l/d>4时，称为细长孔，流经细长孔的流动一般呈现层流流动，根据流体在管道中的受力及圆管中层流流量公式为:

$Q=\frac{\mathrm{\π}{d}^4}{128\mathrm{\μl}}(P_s-P_o)---\left(1\right)$

其中，Q为通过小孔的流量；d为圆管直径；μ为油液粘度系数；P_s为进油口的压力；P_o为出油口的压力；l为圆管长度。

本实用新型所述的双向双余度比例调压机构，其特征在于：包括流体层流实现机构、第一取压点、第二取压点和取压点位置调节机构；

流体层流实现机构包括阀芯和阀套，所述的阀套上设置进油口、第一出油口和第二出油口，所述的进油口设置在所述的第一出油口和第二出油口之间；所述的阀芯的两端设置与阀套的内径匹配的工作台阶，且每个所述的工作台阶的侧壁轴向设置两个缺口，且两个工作台阶上的缺口的位置一一对应；所述的缺口和阀套内壁形成的间隙连通进油口、第一出油口和第二出油口，所述的间隙为层流层流道，在所述的间隙中流体流动呈现层流流态，进油口和第一出油口、第二出油口的压力分布呈现稳定的线性分布；

第一取压点和第二取压点均为贯穿阀套的取压孔，所述的取压孔连通所述的间隙，所述的第一取压点设置在所述的第一出油口和所述的进油口之间、所述的第二取压点设置在所述的第二出油口和所述的进油口之间，且所述的第一取压点和第二取压点之间的距离等于所述的阀芯的长度，第一取压点和第二取压点处的压力满足以下公式：

$P_a=\frac{L_1}{L}(P_s-P_o)+P_o---\left(2\right)$

$P_b=\frac{L_2}{L}(P_s-P_o)+P_o---\left(3\right)$

其中，P_a为第一取压点处的压力；P_b为第二取压点处的压力；P_s为进油口的压力；P_o为第一出油口或第二出油口的压力；L₁为第一取压点与第一出油口之间的距离；L₂为第二取压点与第二出油口之间的距离；L为层流层流道总长度；且L₁和L₂的取值范围均为0～L；P_a和P_b的取值范围均为P_o～P_s；

取压点位置调节机构包括所述的阀芯和推动阀芯在所述的阀套内运动的推动部件，阀芯的移动使L₁和L₂在0-L之间变化。

所述的阀芯沿阀套的轴线方向移动，所述的间隙呈直线方向分布，所述的第一出油口和第二出油口设置在所述的阀芯的两端之外、所述的进油口设置在所述的阀芯的两个工作台阶之间。

所述的阀芯两端的工作台阶沿阀芯的轴线对称分布。

本实用新型的工作原理是：当阀芯沿阀套向第一出油口方向滑动过程中，靠近第一出油口处的阀芯的工作台阶与阀套形成的间隙长度不变，而靠近第二出油口处的阀芯的工作台阶越过第二取压点，使得第一取压点距离第一出油口的距离逐渐增大、第二取压点距离第二出油口的距离始终为0，从而实现第一取压点处的压力逐渐增大、第二取压点处的压力不变，根据第一取压点和第二取压点处的压力计算公式可知：第一取压点处的压力跟第一取压点和第一出油口之间的距离呈线性变化的过程中、第二取压点处的压力跟第二出油口处的压力相等；反之，当阀芯沿阀套向第二出油口方向滑动过程中，靠近第二出油口处的阀芯的工作台阶与阀套形成的间隙长度不变，而靠近第一出油口处的阀芯的工作台阶越过第一取压点，使得第一取压点距离第一出油口的距离始终为0、第二取压点距离第二出油口的距离逐渐增大，从而实现第一取压点处的压力不变、第二取压点处的压力逐渐增大，根据第一取压点和第二取压点处的压力计算公式可知：第二取压点处的压力跟第二取压点和第二出油口之间的距离呈线性变化的过程中、第一取压点处的压力跟第一出油口处的压力相等，并且在整个调压过程中，其中一条间隙堵塞之后并不影响整个调压机构的正常使用。

本实用新型的有益效果表现在：具有双流道结构，其中一条流道堵塞之后，调压机构依然能够正常工作，有效解决了调压机构容易产生堵塞问题；并且调压稳定。

附图说明

图1是流体层流压力分布原理图（其中，P为取压口处的压力；l₀为取压口与出油口之间的距离）。

图2是双余度比例调压机构的结构图（1’为阀套；2’为阀芯；3’为进油口；4’为出油口；5’为取压点；6’为阀套和阀芯形成的间隙）。

图3是双余度比例调压机构的横剖局部放大图。

图4是双余度比例调压机构的纵剖局部放大图。

图5是双余度比例调压机构的横剖图。

图6是双余度比例调压机构的纵剖图。

图7是本实用新型的结构图。

图8是本实用新型的工作过程示意图（阀芯处于初始位置）。

图9是本实用新型的工作过程示意图（阀芯向第一出油口一侧运动）。

图10是本实用新型的工作过程示意图（阀向第二出油口一侧运动）。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型

参照附图：

实施例1本实用新型所述的双向双余度比例调压机构，包括流体层流实现机构1、第一取压点2、第二取压点3和取压点位置调节机构4；

流体层流实现机构1包括阀芯11和阀套12，所述的阀套12上设置进油口121、第一出油口122和第二出油口123，所述的进油口121设置在所述的第一出油口122和第二出油口123之间；所述的阀芯11的两端设置与阀套12的内径匹配的工作台阶111，且每个所述的工作台阶111的侧壁轴向设置两个缺口1111，且两个工作台阶111上的缺口1111的位置一一对应；所述的缺口1111和阀套12内壁形成的间隙13连通进油口121、第一出油口122和第二出油口123，在所述的间隙13中流体流动呈现层流流态，进油口121和第一出油口122、第二出油口123的压力分布呈现稳定的线性分布；

第一取压点2和第二取压点3均为贯穿阀套12的取压孔，所述的取压孔连通所述的间隙，所述的第一取压点2设置在所述的第一出油口122和所述的进油口121之间、所述的第二取压点3设置在所述的第二出油口123和所述的进油口121之间，且所述的第一取压点2和第二取压点3之间的距离等于所述的阀芯11的长度，第一取压点2和第二取压点3处的压力满足以下公式：

$P_a=\frac{L_1}{L}(P_s-P_o)+P_o---\left(2\right)$

$P_b=\frac{L_2}{L}(P_s-P_o)+P_o---\left(3\right)$

其中，P_a为第一取压点处的压力；P_b为第二取压点处的压力；P_s为进油口的压力；P_o为第一出油口或第二出油口的压力；L₁为第一取压点与第一出油口之间的距离；L₂为第二取压点与第二出油口之间的距离；L为层流层流道总长度；且L₁和L₂的取值范围均为0～L；P_a和P_b的取值范围均为P_o～P_s；

取压点位置调节机构4包括所述的阀芯11和推动阀芯11在所述的阀套12内运动的推动部件，阀芯11的移动使L₁和L₂在0-L之间变化。

所述的阀芯11沿阀套12的轴线方向移动，所述的间隙13呈直线方向分布，所述的第一出油口122和第二出油口123设置在所述的阀芯11的两端之外、所述的进油口121设置在所述的阀芯11的两个工作台阶111之间。

所述的阀芯11两端的工作台阶111沿阀芯11的轴线对称分布。

本实用新型的工作原理是：当阀芯11沿阀套12向第一出油口122方向滑动过程中，靠近第一出油口122处的阀芯11的工作台阶111与阀套12形成的间隙13长度不变，而靠近第二出油口123处的阀芯11的工作台阶1111越过第二取压点3，使得第一取压点2距离第一出油口122的距离逐渐增大、第二取压点3距离第二出油口123的距离始终为0，从而实现第一取压点2处的压力逐渐增大、第二取压点3处的压力不变，根据第一取压点2和第二取压点3处的压力计算公式可知：第一取压点2处的压力跟第一取压点2和第一出油口122之间的距离呈线性变化的过程中、第二取压点3处的压力跟第二出油口123处的压力相等；反之，当阀芯11沿阀套12向第二出油口123方向滑动过程中，靠近第二出油口123处的阀芯11的工作台阶111与阀套12形成的间隙13长度不变，而靠近第一出油口122处的阀芯11的工作台阶111越过第一取压点2，使得第一取压点2距离第一出油口122的距离始终为0、第二取压点3距离第二出油口123的距离逐渐增大，从而实现第一取压点2处的压力不变、第二取压点3处的压力逐渐增大，根据第一取压点2和第二取压点3处的压力计算公式可知：第二取压点3处的压力跟第二取压点3和第二出油口123之间的距离呈线性变化的过程中、第一取压点2处的压力跟第一出油口122处的压力相等，并且在整个调压过程中，其中一条间隙13堵塞之后并不影响整个调压机构的正常使用。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.双向双余度比例调压机构，其特征在于：包括流体层流实现机构、第一取压点、第二取压点和取压点位置调节机构；

流体层流实现机构包括阀芯和阀套，所述的阀套上设置进油口、第一出油口和第二出油口，所述的进油口设置在所述的第一出油口和第二出油口之间；所述的阀芯的两端设置与阀套的内径匹配的工作台阶，且每个所述的工作台阶的侧壁轴向设置两个缺口，且两个工作台阶上的缺口的位置一一对应；所述的缺口和阀套内壁形成的间隙连通进油口、第一出油口和第二出油口，所述的间隙为层流层流道，在所述的间隙中流体流动呈现层流流态，进油口和第一出油口、第二出油口的压力分布呈现稳定的线性分布；

第一取压点和第二取压点均为贯穿阀套的取压孔，所述的取压孔连通所述的间隙，所述的第一取压点设置在所述的第一出油口和所述的进油口之间、所述的第二取压点设置在所述的第二出油口和所述的进油口之间，且所述的第一取压点和第二取压点之间的距离等于所述的阀芯的长度，第一取压点和第二取压点处的压力满足以下公式：

$P_a=\frac{L_1}{L}(P_s-P_o)+P_o---\left(2\right)$

$P_b=\frac{L_2}{L}(P_s-P_o)+P_o---\left(3\right)$

其中，P_a为第一取压点处的压力；P_b为第二取压点处的压力；P_s为进油口的压力；P_o为第一出油口或第二出油口的压力；L₁为第一取压点与第一出油口之间的距离；L₂为第二取压点与第二出油口之间的距离；L为层流层流道的长度；且L₁和L₂的取值范围均为0～L；P_a和P_b的取值范围均为P_o～P_s；

取压点位置调节机构包括所述的阀芯和推动阀芯在所述的阀套内运动的推动部件，阀芯的移动使L₁和L₂在0-L之间变化。

2.如权利要求1所述的双向双余度比例调压机构，其特征在于：所述的阀芯沿阀套的轴线方向移动，所述的间隙呈直线方向分布，所述的第一出油口和第二出油口设置在所述的阀芯的两端之外、所述的进油口设置在所述的阀芯的两个工作台阶之间。

3.如权利要求2所述的双向双余度比例调压机构，其特征在于：所述的阀芯两端的工作台阶沿阀芯的轴线对称分布。

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