一种新型水压比例阀制造技术

本发明专利技术涉及一种新型水压比例阀。本发明专利技术中的油水分离结构设置有滚动膜片，所述滚动膜片将油水分离结构分隔成内外两个容腔，内容腔与一个油压口连通，外容腔通过油水分离结构上的通孔与外界海水相通。本发明专利技术中的比例阀主体包括阶梯型的阀芯，阀芯的下部位于进油口容腔内，阀芯的上部位于出油口容腔内，该所述阀芯的顶部设置有突轴，所述突轴深入至油水分离结构的内容腔，在该突轴上套置有压缩弹簧。所述进油口容腔有效作用于阀芯的压力面积与出油口容腔有效作用于阀芯的压力面积相等，从而使得该比例阀的减压比为外界海水有效作用于突轴的压力面积与进油口容腔有效作用于阀芯的压力面积的比值。本发明专利技术可以根据不同的压差要求，进行调整设计。进行调整设计。进行调整设计。

【技术实现步骤摘要】
一种新型水压比例阀


[0001]本专利技术涉及一种水压比例阀，特别是在复杂的海况下，通过设计进出有效面积来调整减压比。

技术介绍

[0002]人类对海洋的探索一直没有停止过。近年来，海洋液压系统逐渐成为海洋探索中的一大热点，液压装置在水下会面临各种各样的困难，而水压就是其中一项必须攻克的难题。液压装置在水下工作时，由于水压的影响，会导致内外压力不统一，从而影响工作效率和装置的安全。传统的水压补偿装置结构较为复杂，控制系统繁琐，并且体积较大，无法在深海下长时间的工作。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对传统的水压补偿装置结构复杂，控制繁琐，且体积较大，无法在深海下长时间的工作的现状，通过设计一种新型水压比例阀，使得液压系统在水下工作时，水压补偿更加方便快捷，提高其工作效率。
[0004]本专利技术包括油水分离结构和比例阀主体，其中所述的油水分离结构设置有滚动膜片，所述滚动膜片将油水分离结构分隔成内外两个容腔，内容腔与一个油压口连通，外容腔通过油水分离结构上的通孔与外界海水相通。
[0005]所述的比例阀主体包括阶梯型的阀芯，阀芯的下部位于进油口容腔内，阀芯的上部位于出油口容腔内，该所述阀芯的顶部设置有突轴，所述突轴深入至油水分离结构的内容腔，在该突轴上套置有压缩弹簧。
[0006]所述进油口容腔有效作用于阀芯的压力面积与出油口容腔有效作用于阀芯的压力面积相等，从而使得该比例阀的减压比为外界海水有效作用于突轴的压力面积与进油口容腔有效作用于阀芯的压力面积的比值。
[0007]本专利技术具有以下有益效果：
[0008]1、本专利技术适用于海洋中，特别是面对复杂海况时，有更稳定的压力补偿效率。
[0009]2、本专利技术体积小，质量轻，更方便被液压装置携带，并且不会增加液压装置的负担。
[0010]3、本专利技术可以根据不同的压差要求，进行调整设计。
附图说明
[0011]图1为本专利技术结构示意图。
具体实施方式
[0012]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并
不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术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。
[0013]本专利技术基于传统的定比减压阀，将其内部结构进行改造。减压阀的压差由水压控制，且减压阀在结构设计上保证其设定压差ΔP＝Ph*a。其中Ph为水压，a为目标减压比，可提前设定
[0014]本专利技术具体技术方案如下：
[0015]如图1所示。为防止海水腐蚀，装置不能直接接触海水，因此在装置上方设有一个油水分离结构。下方为补偿阀主体。P1为进油口，P2为出油口，在阀芯上端有凸出部分3与油水分离结构相连，其顶部通过通孔2收到的即为水压Ph。阀芯上方设有弹簧5，使其可以自己调节阀芯位置。
[0016]本专利技术的设计原理：
[0017]首先对该原理所涉及的参见进行说明：A1
‑
进油口小阀芯8有效作用面积；A2
‑
大阀芯7截面积；A3
‑
水压作用阀芯的截面积(凸出部分3位于内容腔的有效截面)；P1
‑
水压比例阀进油口压力；P2
‑
水压比例阀出油口压力；L
‑
水压比例阀泄油口；k
‑
弹簧刚度；x0，x
‑
弹簧预压缩量及阀口开度。
[0018]对于图1所示，当阀芯处于稳态时，忽略阀芯所受到的稳态液动力、阀芯自重和摩擦力时，可得阀芯受力平衡方程为：
[0019]P1*A1＝k*(x0+x)+P2*(A2
‑
A3)+Ph*A3
[0020]当弹簧刚度较小并且预压缩量较小时，可以忽略弹簧力，则有：
[0021]P1*A1＝P2*(A2
‑
A3)+Ph*A3
[0022]将阀芯按照特殊的面积要求制作，有A1＝A2
‑
A3，则可将上式进一步化简为：
[0023]ΔP＝P1
‑
P2＝Ph*(A3/A1)
[0024]由上式可以看出，只要将阀芯按照特殊尺寸进行设计，即对A1和A3的比例进行设计制作，就可满足所需的减压比，即a＝A3/A1。
[0025]其次，其水压作用位置不能直接与海水接触，需要采用特殊材质的弹性元件，将海水压力传递至水压补偿阀的液控口，达到油水分离的效果。
[0026]可以采用滚动膜片1作为弹性元件的压力补偿器，相较于皮囊式、金属薄膜式、波纹管式的压力补偿器，滚动膜片具有如下优点：首先是行程较大，滚动膜片可以以安装面为中性面向两个方向运动，且每个方向的行程都可以达到膜片高度的70％，这是其他膜片达不到的，滚动膜片的行程通常是碟形膜片、波纹膜片的一倍；滚动膜片变形阻力较小，滚动膜片在形状设计、材料选择及参数设计等方面都使其变形阻力尽可能小，并且在有效行程范围内保持不变；滚动膜片摩擦阻力极小，滚动膜片运动时处于滚动状态，因此摩擦阻力非常小；运动过程中滚动膜片的有效作用面积不变，因此容易获得与输入压力成正比的力；采用橡胶作为密封材料，密封可靠，不会产生泄漏工作过程中膜片处于滚动状态，因此无需润滑。正由于滚动膜片具有行程大、变形阻力小、摩擦阻力小、密封可靠等一系列优点，因此作为压力补偿器的弹性元件非常适合。由于滚动膜片采用橡胶制成，因此底部与法兰端面之间可实现可靠密封，这样滚动膜片就将水压补偿阀的减压阀容腔分隔成了内外两个容腔，内容腔直接与减压阀液控口6连通，同时通过排气口4排除内容腔内的气体，而外容腔则通过壳体上的通孔2与外界海水相通，滚动膜片1在系统补油压力、外界海水压力的共同作用
下运动。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型水压比例阀，其特征在于：包括油水分离结构和比例阀主体，其中所述的油水分离结构设置有滚动膜片，所述滚动膜片将油水分离结构分隔成内外两个容腔，内容腔与一个油压口连通，外容腔通过油水分离结构上的通孔与外界海水相通；所述的比例阀主体包括阶梯型的阀芯，阀芯的下部位于进油口容腔内，阀芯的上部位于出油口容腔内，该所述阀芯的顶部设置有突轴，所述突轴深入至油水分离结构的内容腔，在该突轴上套置有压缩弹簧；...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建中，劳振华，郭启萌，聂勇，李贞辉，孙向伟，陈正，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：