一种液压安全阀的阀芯及液压安全阀制造技术

本实用新型专利技术涉及一种液压安全阀的阀芯及液压安全阀，所述液压安全阀包括阀体，所述阀体内设有阀孔，所述阀芯包括一体结构的锥阀密封部、柱塞部及圆台部，所述柱塞部为圆柱体结构，所述柱塞部及圆台部插装在所述阀孔内。所述圆台部的母线与其轴线夹角为α，所述锥阀密封部的母线与其轴线夹角为θ，所述α的角度小于所述θ的角度。所述α的角度范围为0<α<7度。所述θ的角度大于30度。液压安全阀包括如上所述的液压阀的阀芯。本实用新型专利技术在保障安全阀启闭静态和动态性能的前提下有效减缓因阀芯振动引起阀芯磨损，消除振动引起的高频噪音，避免安全阀失效，保障液压装备的液压系统高精度压力控制，提高安全阀的使用寿命。提高安全阀的使用寿命。提高安全阀的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种液压安全阀的阀芯及液压安全阀


[0001]本技术涉及一种液压安全阀的阀芯及液压安全阀，属于液压控制


技术介绍

[0002]飞机或液压挖掘机等装备的液压系统中常用溢流阀调节系统压力，即当系统压力超过某一规定值时，溢流阀便打开，使部分或全部高压油直接通过溢流阀流回油箱，使系统压力保持在调定的数值。用于防止液压系统压力过载的溢流阀称为安全阀。
[0003]带有变量泵的液压系统中正常情况下安全阀不起作用，处于常闭状态。当液压系统压力超过正常的最大压力时，安全阀打开，溢流液压泵的最大流量，从而防止系统过载，以确保系统的正常工作和延长液压系统的使用寿命。
[0004]目前，飞机或挖掘机等装备的液压系统上常使用一级式和二级式安全阀(或称为平衡柱塞式溢流阀)，一级式安全阀由阀体、阀芯和弹簧组成，当系统正常工作时一级式安全阀阀芯在弹簧作用下处于关闭位置，当系统压力上升到安全阀的开启压力例如290Kg/Cm^2时，液压作用力克服弹簧力顶开一级式安全阀的阀芯，液压油流回油箱。
[0005]二级式安全阀如图1和图2所示包括阀体、主阀01、平衡弹簧02、导阀03、调压弹簧04、节流孔A05及节流孔B06组成。当系统正常工作时，二级式安全阀的导阀在调压弹簧作用下也处于关闭位置，主阀的阀芯的左、右腔压力相等，两油腔间有节流孔A沟通，在平衡弹簧作用下主阀处于关闭状态，安全阀不工作，见图1。
[0006]当系统压力上升到安全阀的开启压力，例如290Kg/Cm^2时，液压作用力克服调压弹簧力顶开二级式安全阀的导阀，少量油液经节流孔B06和导阀03流回油箱，当系统压力继续增大时，通过节流孔A05的流量增大到某一数量，节流孔A05前后压差对主阀芯的作用力足以克服平衡弹簧力和阀芯上的摩擦力，主阀芯开启，见图2，大量油经主阀窗孔流回油箱。当系统压力升高直到允许的最大压力例如340Kg/Cm^2时，导阀03开启量增加，流经节流孔A05的流量随之增加，主阀芯前后压差增加，开启量随之增加，通过安全阀的流量达到液压泵的最大供油量，系统压力不再升高。
[0007]现有的安全阀中的阀芯或导阀形状有锥形和球形，较好地解决了高精度控制高压系统压力的问题，但是这种安全阀作为“锥形(或球形)阀芯
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弹簧”构成的结构形式，其本身是一个低阻尼的振动系统，在高压状态下工作时容易出现激烈的振动，并且伴随刺耳的噪音，这种振动会使导管内的压力波动，造成疲劳，并使阀体本身和导阀磨损。这种安全阀的“阀芯
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弹簧”结构形式不仅开启关闭的阻尼小，并且开启和关闭时由于液流的动量发生变化，液流对于液压阀产生作用力，这个力称为液流力或液动力，作用于阀芯上的液流力始终是安全阀启闭期间引起阀芯振动的重要原因之一。而液流力的轴向分力和调压弹簧的弹力相互迭加作用，进一步增强了阀芯振动的扰动力。具体是当液压达到阀芯开启设定压力时，克服弹簧力，阀芯开启，而液流力的轴向分力作用下促使刚刚开启的阀芯关闭，关闭后压力作用下阀芯又开启，导致振动，关闭过程也相同。在液压作用下阀芯开启或关闭时，因外部扰动或弹簧作用力方向与阀芯轴线不一致，这时阀芯的通油开口不对称，引起液流力的径
向分力不对称，不对称液流力径向分力的存在将促使阀芯轴线进一步偏离阀孔轴线，使阀芯的振动是在阀芯锥面的一部分与阀体孔接触状态下发生，因此不可避免地局部发生磨损，磨损量积累到一定程度，将引起泄露。事实上，在许多液压系统中，这种安全阀的阀芯或导阀磨损量达到一定程度后，密封性下降，导致液压系统控制压力下降。虽然在一级式阀芯上通过增加阻尼结构，其耐久性有所改善，但增加了较高的加工成本，而二级式安全阀的这种问题也是由于其结构形式带来的，因此长期没能得到解决。

技术实现思路

[0008]本技术针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，在保障阀启闭特性及压力稳定性的前提下避免阀芯激烈振动及减少阀芯磨损的液压安全阀的阀芯及液压安全阀。
[0009]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种液压安全阀的阀芯，所述液压安全阀包括阀体，所述阀体内设有阀孔，所述阀芯包括一体结构的锥阀密封部、柱塞部及圆台部，所述柱塞部为圆柱体结构，所述柱塞部及圆台部插装在所述阀孔内。
[0010]本技术的有益效果是：所述柱塞部与所述阀孔之间设有环形间隙，所述圆台部与所述阀孔之间沿轴线方向的间隙不相等，形成具有倾斜面的环形间隙即楔形间隙，所述锥阀密封部在安全阀关闭状态时作用于阀孔的阀口位置。阀芯设计成有圆台部、柱塞部和锥阀密封部的结合体，其中圆台部的一端面对高压油，另一端与柱塞部的一端连接，柱塞部的另一端与锥阀密封部结合，当液压达到安全阀开启设定压力时，克服弹簧力开启，安全阀开启瞬间开启窗口大小不均，将产生某一侧方向的径向液流分力，阀芯的轴线偏离阀孔的轴线，圆台部与阀体上的孔表面沿轴线方向的间隙不相等，形成具有倾斜面的环形间隙即楔形间隙，如果阀芯的轴线偏心，将形成液压侧向力，即当柱塞向一侧偏移，圆台部及柱塞部与阀孔之间的间隙不对称，使得圆台部和柱塞部表面上的压力分布不对称，间隙变小的表面液体压力大于间隙变大的对称表面液体压力，从而驱动圆台部及柱塞部克服扰动力向另一侧移动，使阀芯的轴线向阀孔的轴线靠拢，因此有了楔形间隙后阀芯实现了其轴线将被固定于阀体配合孔轴线的效果，通过该楔形间隙及时校正阀芯在阀孔内的位置，避免阀芯与阀体接触，同样在液压压力下降，安全阀关闭时，也能继续使得阀芯与阀孔的轴线重合，保持阀芯圆台部及柱塞部与阀体非接触状态，通过阀芯的圆台部及柱塞部结构的设计起到避免阀芯径向振动的作用；此外，圆台部及柱塞部与阀孔之间相对轴向运动及液压油在间隙流动所产生的内摩擦力的增加，增大了阀芯轴向移动的阻尼效果，能起到减缓阀芯与阀体的轴向振动和撞击的作用。
[0011]在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。
[0012]进一步地，所述圆台部结构的母线与其轴线夹角为α(以下简称导角α)，所述锥阀密封部的母线与其轴线夹角为θ(以下简称方向角θ)，所述导角α的角度小于所述方向角θ的角度。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是，锥阀密封部的锥度采用大角度的方向角θ，其作用是减小弹簧推力在锥阀面上的正压力，同时减小了引起轴向振动的液流力的轴向液流分力，利用锥阀密封部的方向角θ对轴向液流分力大小的影响，即锥阀的方向角θ越大，其液流力轴向分力越小，通过加大方向角θ减小了阀芯轴向振动的动力，另外锥阀密封部的方向
角θ越大，与阀体的接触压力越小，可有效缓解导阀关闭时的撞击力。
[0014]进一步地，所述导角α的角度范围为0<α<7度。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是，阀芯的轴线偏离阀孔的轴线时，在阀芯表面上形成足够大的液压分布不对称性，因导角α角度越大，沿圆台周向的压力平衡现象越明显，导致柱塞轴线偏心时，其压力分布不对称性减小，导角α角度过大将不足以平衡液流力的径向液流分力或其它扰动力，故要求圆台部导角α的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压安全阀的阀芯，所述液压安全阀包括阀体(4)，所述阀体(4)内设有阀孔，其特征在于，所述阀芯(6)包括一体结构的锥阀密封部(3)、柱塞部(2)及圆台部(1)，所述柱塞部(2)为圆柱体结构，所述柱塞部(2)及圆台部(1)插装在所述阀孔内。2.根据权利要求1所述的液压安全阀的阀芯，其特征在于，所述圆台部(1)的母线与其轴线夹角为α，所述锥阀密封部(3)的母线与其轴线夹角为θ，所述α的角度小于所述θ的角度。3.根据权利要求2所述的液压安全阀的阀芯，其特征在于，所述α的角度范围为0<α<7度。4.根据权利要求2或3所述的液压安全阀的阀芯，其特征在于，所述θ的角度大于30度。5.根据权利要求4所述的液压安全阀的阀芯，其特征在于，所述θ的角度为35
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65度。6.根据权利要求1或2或3所述的液...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志远，
申请(专利权)人：烟台江山液压技术有限公司，
类型：新型
国别省市：