WO2014187065A1 - 柱面环形缝隙节流比可调节流器 - Google Patents

柱面环形缝隙节流比可调节流器 Download PDF

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restrictor
rear end
mounting sleeve
end portion
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陈耀龙
查俊
陈晓燕
刘可佳
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西安交通大学
西安交通大学苏州研究院
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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
    • G05D7/0126—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs
    • G05D7/0133—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs within the flow-path
    • G05D7/014—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs within the flow-path using sliding elements

Definitions

  • the present invention relates to a throttle for hydrostatic support, and more particularly to a cylindrical annular gap throttle ratio adjuster for hydrostatic support in an ultra-precision machine tool.
  • Hydrostatic bearing has the advantages of low frictional resistance, long service life and high precision, so it has a wide range of applications in ultra-precision machine tools or functional components.
  • the restrictor is an indispensable component in the constant pressure oil supply hydrostatic bearing system. It functions to automatically adjust the pressure of the oil chamber, so that the constant pressure oil supply static pressure bearing system has the corresponding oil film bearing capacity and oil film stiffness.
  • Conventional fixed throttles have a small orifice restrictor and a capillary restrictor. The small orifice restrictor is easy to install, and the capillary restrictor is large in size, sensitive to temperature, and easily clogged.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a throttle device with a fixed size and a large throttle ratio adjustment, and the entire static pressure support system can use a throttle device of a single size, and has excellent performance and compact structure. , easy to disassemble and install, not easy to block and so on.
  • a cylindrical annular gap throttle ratio adjustable flow device including a throttle installation body and a throttle installation sleeve disposed in the throttle installation body, and The throttle body disposed in the throttle sleeve is characterized by:
  • the throttle mounting body is composed of a stepped first front end cavity, a first shoulder and a first rear end cavity;
  • the throttle mounting sleeve is composed of a second front end cavity, a light hole, a second hole shoulder and a second rear end cavity, and the second front end cavity has an internal thread;
  • the throttle body is composed of a front end portion and a cylindrical rear end portion;
  • the second front end cavity of the throttle mounting sleeve is axially positioned with the first hole shoulder of the throttle mounting body, and the rear end portion of the throttle body is disposed in the second rear end cavity of the throttle mounting sleeve,
  • the diameter of the cylindrical rear end portion of the flow body body is smaller than the diameter of the cylindrical second rear end cavity of the restrictor mounting sleeve, the rear end portion of the restrictor body and the second rear end cavity of the restrictor mounting sleeve
  • the gap between the two forms a working area of the restrictor, and a front end of the restrictor body is provided with a through hole communicating with the working area.
  • the second rear end cavity of the throttle mounting sleeve of the present invention and the first rear end cavity of the throttle mounting body are provided with a "0" type which has a radial sealing function. Sealing ring.
  • a second ram for axially positioning the restrictor body is disposed outside the front end portion of the throttle body.
  • a spring is disposed between the front end portion of the throttle body and the second hole of the throttle mounting sleeve, and the second pressing head is adjustable to adjust the rear end portion of the throttle body in the throttle mounting sleeve The position in the second rear end cavity.
  • the second front end cavity of the restrictor mounting sleeve is further provided with a first pressing head for axially positioning the throttle mounting sleeve.
  • the diameter of the through hole in the front end portion of the restrictor body is smaller than the diameter of the inscribed circle of the inner hexagon of the second indenter.
  • the front end cavity of the throttle mounting sleeve is further provided with a pressure head for axially positioning the throttle mounting sleeve, and an internal thread is also formed in the through hole of the front end portion of the throttle body.
  • the end face of the rear end portion of the restrictor body does not exceed the end face of the second rear end cavity of the restrictor mounting sleeve.
  • the diameter of the first front end cavity of the throttle mounting body is larger than the diameter of the first rear end cavity; the diameter of the second front end cavity of the throttle mounting sleeve is larger than the diameter of the optical hole, the optical hole The diameter is larger than the diameter of the second rear end cavity; the diameter of the front end portion constituting the restrictor body is larger than the maximum diameter of the rear end portion.
  • the cylindrical annular gap throttle of the present invention is adjusted by a spring than the adjustable flow regulator
  • the throttle length and the cylindrical annular gap restrictor of the same size can meet the requirements of the entire static pressure support system, and meet the requirements of compact structure, simple adjustment, convenient assembly and disassembly, and solve the debugging process of the existing static pressure support system. Need to constantly change the size of the throttle.
  • Fig. 1 is a schematic view of the structure of the present invention.
  • the throttle body mounting body 3 the first front end cavity body 3- 1, the first hole shoulder 3-2, the first rear end cavity (3-3);
  • the throttle mounting sleeve 4 the second front end cavity 4-1, the light hole 4-2, the second hole shoulder 4-3, the second rear end cavity 4-4;
  • the throttle body 5 the front end portion 5- 1, the rear end portion 5-2.
  • the present invention includes a throttle mounting body 3 and a throttle mounting sleeve 4 disposed within the restrictor mounting body 3, and a restrictor body 5 disposed within the restrictor mounting sleeve 4, characterized Between: said throttle installation body 3 a ladder-shaped first front end cavity 3-1, a first hole shoulder 3-2 and a first rear end cavity 3-3, and the throttle mounting sleeve 4 is internally threaded by a second front end cavity 4-1, The light hole 4-2, the second hole shoulder 4-3 and the second rear end cavity 4-4, the throttle body 5 is composed of a front end portion 5-1 and a cylindrical rear end portion 5-2, throttling
  • the second front end cavity 4-1 of the device mounting sleeve 4 is axially positioned with the first hole shoulder 3-2 of the throttle body mounting body 3, and the rear end portion 5-2 of the throttle body 5 is disposed at the throttle device In the second rear end cavity 4-4 of the sleeve 4, the diameter of the rear end portion 5-2 of the restrictor body 5
  • the length of the spring can be adjusted by adjusting the indenter 2, thereby changing the position of the rear end portion 5-2 of the restrictor body 5 in the second rear end cavity 4-4 of the restrictor mounting sleeve 4, thereby changing the section
  • the stream length is lc, thereby adjusting the throttle ratio.
  • the present invention further has an internal thread in the through hole 8 of the front end portion 5-1 of the restrictor body 5, and the long screw can be screwed into the internal thread during use. Disassembly and assembly of the throttle.
  • the pressure oil enters through the hole in the first pressure head 1 at the left end, passes through the second pressure head 2 and the through hole 8 opened in the throttle body 5, reaches the working area to throttle the pressure oil, and finally throttles The pressure oil enters the oil chamber at the right end.
  • the biggest feature of the invention is that a single size throttle can satisfy the whole The requirements of the hydrostatic bearing system, the throttle ratio can be fine-tuned, and it is not necessary to replace the throttles of different sizes during the commissioning process.

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Abstract

公开了一种柱面环形缝隙节流比可调节流器，包括节流器安装体（3）以及设置在节流器安装体（3）内的节流器安装套（4），和设置在节流器安装套（4）内的节流器本体（5），节流器本体（5）的圆柱形后端部（5-2）和节流器安装套（4）的柱状后端腔体之间的缝隙构成了节流器的工作区，且节流器本体（5）的前端部（5-1）上开设有通孔，通孔与工作区相连通。节流器本体（5）的前端部（5-1）和节流器安装套（4）的第二孔肩之间设置有弹簧（6），可调整压头（2）来调整节流器本体（5）的后端部（5-2）在节流器安装套（4）的第二后端腔体（4-4）的位置，以调整节流比。整个静压支承系统可使用单一尺寸形式的节流器，并具有性能优良、结构紧凑、拆装方便、不易堵塞的特点。

Description

柱面环形缝隙节流比可调节流器 技术领域
本发明涉及液体静压支承用的节流器， 尤其是一种用于 超精密机床中液体静压支承的柱面环形缝隙节流比可调节 流器。
背景技术
液体静压支承具有摩擦阻力小、 使用寿命长、 精度高等 优点， 因而在超精密机床或功能部件中有着广泛的应用。
节流器是恒压供油液体静压支承系统中不可或缺的元 件， 它起到自动调节油腔压力的功能， 使得恒压供油静压支 承系统具有相应的油膜承载力和油膜刚度。常用的传统的固 定节流器有小孔节流器和毛细管节流器， 小孔节流器安装方 便但易堵塞， 毛细管节流器尺寸较大， 对温度很敏感， 也易 堵塞。
西安交通大学赵万华和陈耀龙等人设计了一种环形缝 隙节流器， 中国专利 （申请） CN20 10 1 0 102089. 4， 通过节流 器本体的后端部与节流器安装体的后端腔体之间的缝隙即 半径差构成了节流器的工作区， 该节流器从一定程度上解决 了堵塞问题。该节流器安装到节流器安装体之后就固定了节 流比的大小， 在供油压力不变的情况下如想改变油腔的压力 只有关闭供油系统， 并需重新更换不同尺寸的节流器， 而且 尺寸的选择也较为繁琐， 增加了液体静压支承调试的难度。 发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种尺寸形式固 定、 节流比可大范围调整的节流器， 而且整个静压支承系统 可使用单一尺寸形式的节流器，并满足性能优良、结构紧凑、 拆装方便、 不易堵塞等特点。
为了解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案是： 一 种柱面环形缝隙节流比可调节流器， 包括节流器安装体以及 设置在节流器安装体内的节流器安装套，和设置在节流器安 装套内的节流器本体，其特点是：
所说的节流器安装体由阶梯型的第一前端腔体、 第一孔 肩和第一后端腔体组成；
节流器安装套由第二前端腔体、 光孔、 第二孔肩和第二 后端腔体组成， 且第二前端腔体具有内螺紋；
节流器本体由前端部和圆柱形的后端部组成；
节流器安装套的第二前端腔体与节流器安装体的第一 孔肩轴向定位， 节流器本体的后端部设置在节流器安装套的 第二后端腔体内， 节流器本体的圆柱形后端部的直径小于节 流器安装套的柱状的第二后端腔体的直径， 节流器本体的后 端部和节流器安装套的第二后端腔体之间的缝隙构成了节 流器的工作区， 且节流器本体的前端部上开设有与该工作区 相连通的通孔。 优选地， 采用上述技术方案， 本发明的节流器安装套的 第二后端腔体与节流器安装体的第一后端腔体之间设置有 起径向密封作用的 " 0 " 型密封圈。
优选地， 节流器本体的前端部外还设置有对节流器本体 起轴向定位作用的第二压头。
优选地， 节流器本体的前端部和节流器安装套的第二孔 肩之间设置有弹簧， 可调整第二压头来调整节流器本体的后 端部在节流器安装套的第二后端腔体中的位置。
优选地， 所说的节流器安装套的第二前端腔体外还设置 有对节流器安装套起轴向定位作用的第一压头。
优选地， 节流器本体的前端部中通孔的直径要小于第二 压头的内六角的内接圆直径。
优选地， 节流器安装套的前端腔体外还设置有对节流器 安装套起轴向定位作用的压头， 节流器本体的前端部的通孔 内还开设内螺紋。
优选地， 节流器本体的后端部端面不超过节流器安装套 第二后端腔体的端面。
优选地， 所说的节流器安装体的第一前端腔体的直径大 于第一后端腔体的直径； 节流器安装套的第二前端腔体的直 径大于光孔的直径， 光孔的直径大于第二后端腔体的直径； 组成节流器本体的前端部的直径大于后端部的最大直径。
本发明柱面环形缝隙节流比可调节流器利用弹簧调节 节流长度， 同一尺寸形式的柱面环形缝隙节流器即可满足整 个静压支承系统的需求， 满足结构紧凑、 调节简单、 拆装方 便的要求， 解决了现有静压支承系统调试过程中需不停更换 不同尺寸节流器的问题。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述： 图 1为本发明结构示意图。
其中： 第一压头 1， 第二压头 2， " 0 " 型密封圈 7， 通孔
8，
节流器安装体 3， 第一前端腔体 3- 1， 第一孔肩 3-2， 第 一后端腔体 ( 3-3 )；
节流器安装套 4， 第二前端腔体 4- 1、 光孔 4-2、 第二孔 肩 4-3， 第二后端腔体 4-4 ;
节流器本体 5， 前端部 5- 1， 后端部 5-2。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。 应理 解， 这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范 围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进 一步调整， 未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
参见图 1， 本发明包括节流器安装体 3 以及设置在节流 器安装体 3 内的节流器安装套 4，和设置在节流器安装套 4 内的节流器本体 5，其特征在于：所说的节流器安装体 3 由阶 梯型的第一前端腔体 3- 1、第一孔肩 3-2和第一后端腔体 3-3 组成， 节流器安装套 4由内螺紋的第二前端腔体 4- 1、 光孔 4-2、 第二孔肩 4-3和第二后端腔体 4-4组成， 节流器本体 5 由前端部 5- 1和圆柱形的后端部 5-2组成， 节流器安装套 4的第二前端腔体 4- 1与节流器安装体 3的第一孔肩 3 -2轴 向定位， 节流器本体 5的后端部 5-2设置在节流器安装套 4 的第二后端腔体 4-4内， 节流器本体 5的后端部 5-2的直径 小于节流器安装套 4的第二后端腔体 4-4的直径， 节流器本 体 5的圆柱形后端部 5-2和节流器安装套 4的柱状第二后端 腔体 4-4之间的柱状缝隙构成了节流器的工作区， 且节流器 本体 5的前端部 5- 1上开设有与该工作区相连通的通孔 8， 通孔 8的直径要小于压头 2的内六角的内接圆直径。通过调 节压头 2可以调节弹簧的长度， 进而改变节流器本体 5的后 端部 5-2在节流器安装套 4的第二后端腔体 4-4中的位置， 以此改变节流长度 l c， 从而调整节流比。
用于节流器的装入和取出， 本发明在节流器本体 5的前 端部 5- 1 的通孔 8内还开设内螺紋， 使用时将长螺钉拧入该 内螺紋中就可以实现该节流器的拆装。
压力油通过左端的第一压头 1 中的孔进入， 经过第二压 头 2和节流器本体 5上开设的通孔 8， 到达工作区处对压力 油进行节流， 最后节流后的压力油进入右端的油腔。
本发明的最大特点是单一尺寸的节流器即可满足整个 静压支承系统的要求， 其节流比可微调， 不需要在调试过程 中更换不同尺寸的节流器。
以上显示和描述了本发明的基本原理、 主要特征和本发明 的优点。 本行业的技术人员应该了解， 本发明不受上述实例的 限制， 上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理， 在 不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改 进， 这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明 要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种柱面环形缝隙节流比可调节流器， 包括节流器安 装体 （3) 以及设置在节流器安装体 （3) 内的节流器安装套
(4)， 和设置在节流器安装套 （4) 内的节流器本体 （5)， 其 特征在于：
所说的节流器安装体（3)由阶梯型的第一前端腔体（3-1)、 第一孔肩 （3-2) 和第一后端腔体 （3-3) 组成；
节流器安装套 （4) 由第二前端腔体 （4-1)、 光孔 （4-2)、 第二孔肩 （4-3) 和第二后端腔体 （4-4) 组成， 第二前端腔 体 （4-1) 具有内螺紋；
节流器本体（5)由前端部（5-1)和圆柱形的后端部（5-2) 组成；
节流器安装套 （4) 的第二前端腔体 （4-1) 与节流器安装 体 （3) 的第一孔肩 （3-2) 轴向定位， 节流器本体 （5) 的后 端部 （5-2) 设置在节流器安装套 （4) 的第二后端腔体 （4-4) 内， 节流器本体 （5) 的圆柱形后端部 （5-2) 的直径小于节 流器安装套 （4) 的柱状的第二后端腔体 （4-4) 的直径， 节 流器本体 （5) 的后端部 （5-2) 和节流器安装套 （4) 的第二 后端腔体 （4-4) 之间的缝隙构成了节流器的工作区， 且节流 器本体 （5) 的前端部 （5-1) 上开设有与该工作区相连通的 通孔 （8)。
2. 根据权利要求 1所述的柱面环形缝隙节流比可调节流 器， 其特征在于： 所说的节流器本体 （5) 的前端部 （5-1) 外还设置有对节流器本体 （5) 起轴向定位作用的第二压头 (2)。
3. 根据权利要求 2所述的柱面环形缝隙节流比可调节流 器， 其特征在于： 所说的节流器本体 （5) 的前端部 （5-1) 和节流器安装套（4)的第二孔肩 （4-3)之间设置有弹簧（6)， 可调整第二压头 （2) 来调整节流器本体 （5) 的后端部 （5-2) 在节流器安装套 （4) 的第二后端腔体 （4-4) 的位置。
4. 根据权利要求 2所述的柱面环形缝隙节流比可调节流 器， 其特征在于： 所说的节流器本体 （5) 的前端部 （5-1) 中通孔 （8) 的直径要小于第二压头 （2) 的内六角的内接圆 直径。
5. 根据权利要求 1所述的柱面环形缝隙节流比可调节流 器， 其特征在于： 所说的节流器安装套 （4) 的第二后端腔体
(4-4) 与节流器安装体 （3) 的第一后端腔体 （3-3) 之间设 置有起径向密封作用的 "0" 型密封圈 （7)。
6. 根据权利要求 1所述的柱面环形缝隙节流比可调节流 器， 其特征在于： 所说的节流器安装套 （4) 的第二前端腔体
(4-1) 外还设置有对节流器安装套 （4) 起轴向定位作用的 第一压头 （1)。
7. 根据权利要求 1所述的柱面环形缝隙节流比可调节流 器， 其特征在于： 所说的节流器本体 （5) 的前端部 （5-1) 的通孔 （8) 内还开设内螺紋。
8. 根据权利要求 1所述的柱面环形缝隙节流比可调节流 器， 其特征在于： 所说的节流器本体 （5) 的后端部 （5-2) 的端面不超过节流器安装套 （4) 的第二后端腔体 （4-4) 的 端面。
9. 根据权利要求 1-8任一项所述的柱面环形缝隙节流比 可调节流器， 其特征在于： 所说的节流器安装体 （3) 的第一 前端腔体 （3-1) 的直径大于第一后端腔体 （3-3) 的直径； 节流器安装套 （4) 的第二前端腔体 （4-1) 的直径大于光孔 (4-2) 的直径， 光孔 （4-2) 的直径大于第二后端腔体 （4-4) 的直径； 组成节流器本体 （5) 的前端部 （5-1) 的直径大于 后端部 （5-2) 的最大直径。
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