节流阀及泄压系统的制作方法

本发明涉及一种节流阀及泄压系统。

背景技术：

我国人造金刚石的合成设备为六面顶液压机，该压机采用油压达100mpa的超高压液压系统。配备超高压油泵可直接输出高达100mpa的油压到六面顶压机工作缸中，在压机压制工作结束需要从超高压管路上泄流降压到零。目前，六面顶压机超高压卸压系统基本都采用电磁换向阀通断控制实现卸压，为了防止超高压泄压时的泄压冲击，在泄压阀内部做有小的液流阻尼孔，控制卸流油液的速度。压机的泄压过程是从100mpa的油压开始泄压，当压力泄到6mpa以下时，泄压工作结束，压机转到回程动作。由于压机泄压过程中压力变化非常大，在高压下泄压速度合适的阻尼孔，到低压时就显得泄压速度太慢。

为了解决泄压速度均匀的问题，如图1所示，目前在液压系统中安装了4个具有不同阻尼的节流阀14和与节流阀一一对应的液动换向阀15，节流阀14通过液动换向阀15控制开启与关闭，在泄压过程中随着液压系统压力的降低，逐渐开启4个不同阻尼大小的泄压阀来保证泄压速度接近一致。但由于4个泄压阀切换时压差变化大，不能满足合成高品级金刚石的泄压工艺要求。而且现有超高压泄压阀体积和重量都很大，受油的洁净度影响大，结构也复杂，给客户使用、安装和调节维护造成一定的困难。综上所述，现有液压系统中的泄压系统存在着泄压过程压差变化大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种节流阀，用以解决现有技术中泄压系统的泄压过程中压差变化大的问题；本发明的目的还在于提供一种泄压系统，用以解决现有技术中泄压系统的泄压过程中压差变化大的问题。

为实现上述目的，本发明的节流阀的技术方案是：

节流阀包括阀体，所述阀体包括泄压入口、泄压出口和连通泄压入口与泄压出口的连接通道，所述连接通道中设有节流杆，节流杆配置有控制油缸，所述控制油缸的活塞部件与节流杆之间固定连接、设为一体或者在节流阀泄压时与节流杆顶压配合，控制油缸在活塞部件背离节流杆的一侧形成控制油腔，控制油腔连接有注油阀，控制油腔还通过两位三通阀连接有定容油腔，两位三通阀为电磁阀，其p口与控制油缸连接，a口与定容油腔连接，所述定容油腔中设有排油活塞，排油活塞的背离定容油腔进油口的一侧顶装有排油弹性件，定容油腔中可进入油量为v，设定期望控制活塞每次动作的行程为l，控制油腔的截面积为s，则v＝l*s。

本发明的有益效果是：控制三通阀连通控制油腔和定容油腔，节流杆在连接通道内在高压液体的压力下推动在控制油缸内的控制活塞，控制油腔内部分油液流至定容油腔内，使控制活塞与节流杆向节流杆受压力的方向移动，即向节流阀内液阻减小的方向运动，增大了节流阀的泄压速度，然后可以控制两位三通阀，将a口与另一连接口连通，将定容油腔内的油液排出，完成一次泄压调节，之后在连通a口和p口便可进行下一次的泄压调节。当定容油腔容积和控制油腔截面积之比较小时，控制活塞做微量步进移动，使得液阻有一个微量降低，通过不断的控制两位三通阀，就能以较小的压差变化完成泄压。

进一步的，为了减少控制油腔及定容油腔内的压力，所述活塞部件包括靠近节流杆部分的小径段和远离节流杆部分的大径段，活塞部件背向控制油腔的一侧在活塞部件向控制油腔移动后形成有杆腔，有杆腔连接有压力平衡孔。

进一步的，为了能够改变定容油腔容积，所述定容油腔内设有用于改变排油活塞行程的调节螺杆，调节螺杆的轴线与排油活塞的轴线重合，通过改变调节螺杆旋进定容油腔内的长度，能够在不同的位置与排油活塞挡止，从而改变排油活塞的行程。

进一步的，为了便于将控制油缸固定在主体部分上，所述控制油缸法兰连接在主体部分上，通过法兰固定简单方便。

进一步的，为了便于注油操作，所述注油阀为由阀口向控制油道单向连通的单向阀。

为实现上述目的，本发明的泄压系统的技术方案是：

泄压系统包括节流阀，传感器和控制电路，控制电路包括plc，节流阀包括阀体，所述阀体包括泄压入口、泄压出口和连通泄压入口与泄压出口的连接通道，所述连接通道中设有节流杆，节流杆配置有控制油缸，所述控制油缸的活塞部件与节流杆之间固定连接、设为一体或者在节流阀泄压时与节流杆顶压配合，控制油缸在活塞部件背离节流杆的一侧形成控制油腔，控制油腔连接有注油阀，控制油缸还通过两位三通阀连接有定容油腔，两位三通阀为电磁阀，其p口与控制油缸连接，a口与定容油腔连接，所述定容油腔中设有排油活塞，排油活塞的背离定容油腔进油口的一侧顶装有排油弹性件，定容油腔中可进入油量为v，设定期望控制活塞每次动作的行程为l，控制油腔的截面积为s，则v＝l*s，所述传感器和两位三通阀均与控制电路连接，plc通过传感器检测的待泄压系统压力的变化情况，控制三通阀通断频率，从而控制节流杆移动速率，以控制泄压系统的泄压速率。

本发明的有益效果是：控制三通阀连通控制油腔和定容油腔，节流杆在连接通道内在高压液体的压力下推动在控制油缸内的控制活塞，控制油腔内部分油液流至定容油腔内，使控制活塞与节流杆向节流杆受压力的方向移动，即向节流阀内液阻减小的方向运动，增大了节流阀的泄压速度，然后可以控制两位三通阀，将a口与另一口连通，将定容油腔内的油液排出，完成一次泄压调节，之后在连通a口和p口便可进行下一次的泄压调节。当定容油腔容积和控制油腔截面积之比较小时，控制活塞做微量步进移动，使得液阻有一个微量降低，通过不断的控制两位三通阀，就能以较小的压差变化完成泄压。节流阀连接控制电路后，plc通过传感器检测的压机系统压力的变化情况，来控制三通阀通断频率，不断改变液阻使泄压速率保持恒定或是跟踪设定的压力曲线。

进一步的，为了减小控制油缸内的压力，靠近节流杆部分的小径段和远离节流杆部分的大径段，活塞部件背向控制油腔的一侧形成有杆腔，有杆腔连接有压力平衡孔。

进一步的，为了能够改变定容油腔容积，所述定容油腔内设有用于改变排油活塞行程的调节螺杆，调节螺杆的轴线与排油活塞的轴线重合，通过改变调节螺杆旋进定容油腔内的长度，能够在不同的位置与排油活塞挡止，从而改变排油活塞的行程。

进一步的，为了便于将控制油缸固定在主体部分上，所述控制油缸法兰连接在主体部分上，通过法兰固定简单方便。

进一步的，为了便于注油操作，所述注油阀为由阀口向控制油道单向连通的单向阀。

附图说明

图1为现有技术中的泄压系统的示意图；

图2为本发明的泄压系统的具体实施例中节流阀的结构示意图；

图3为本发明的泄压系统的具体实施例中节流阀的液压原理图。

图中：1、上端盖；2、厚壁缸筒；3、滤芯；4、螺栓；5、下端盖；6、节流杆；7、控制活塞；8、控制油缸；9、定容油腔；10、排油活塞；11、调节螺杆；12、单向阀；13、电磁球阀；14、节流阀；15、换向阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的泄压系统的具体实施例，泄压系统包括节流阀，传感器和控制电路，控制电路包括plc，如图2所示，节流阀包括主体部分与控制部分，主体部分与泄压系统连通，主体部分由上端盖1、厚壁缸筒2，滤芯3，螺栓4及下端盖5构成，厚壁缸筒2两端设有上端盖1和下端盖5，上端盖1与下端盖5通过螺栓4将厚壁缸筒2夹紧并密封。上端盖1开有沿厚壁缸筒2轴向开设的泄压进油孔，下端盖5上开设有由沿厚壁缸筒2轴向开设的轴向段和与轴向段连通的径向段构成的泄压出油孔，泄压进油孔、泄压出油孔与厚壁缸筒2内腔连通的共同构成连通通道，厚壁缸筒2内腔设有滤芯3，用于确保流进经节流阀油液干净，使得节流阀运行可靠，流量稳定。泄压进油孔、泄压出油孔在端盖外侧的开口为泄压入口和泄压出口，分别记做p1、p2。

下端盖5的泄压出油孔安装有与该孔的轴向段精密配合可移动的节流杆6，节流杆6上设有三角形油槽用以改变节流间隙。在下端盖5的下端面安装有控制油缸8，控制油缸8通过法兰固定在主体部分上，控制油缸8中设有控制活塞7，控制活塞7的活塞杆与节流杆6外径相同，并与节流杆6顶压配合。控制油缸8在活塞部件背离节流杆6的一侧形成控制油腔，在下端盖5上设有与控制活塞7背离控制油腔的有杆腔连通的第二压力平衡孔，记做t2，第二压力平衡孔与外界大气相连通。通过控制活塞7的移动，即改变节流杆6在下端盖5油孔中的配合长度，进而调节液阻来控制泄压系统的泄压速率。

在控制油缸8内还设有一个容积较小的定容油腔9，定容油腔9中有排油活塞10，该活塞将定容油腔9分为两个腔室，其中一个腔室内连通有调节油道。为了能使定容油腔9内活塞能够自动复位，在连通有调节油道的腔室内安装有复位弹簧并在另一个腔室内设置可控制排油活塞行程的调节螺杆11，并且该腔室内开设有第一压力平衡孔，记做t1，通过通气孔可以平衡定容油腔9内气压。调节螺杆11沿定容油腔9轴线设置，旋拧调节螺杆11调节调节螺杆11在定容油腔9内螺柱长度能够实现螺柱对排油活塞10在不同位置上的挡止，从而可以调节每次从控制油腔流向定容油腔9内油液的多少。

在缸筒底部端面上安装有电磁球阀13，电磁球阀为两位三通阀，电磁球阀13具有a口、p口与t口，其p口通过控制油道与控制油缸8连接，a口通过调节油道与定容油腔9连接，t口连接t1、t2后通入外部油箱。电磁球阀13可以实现连通a口与p口和连通a口与t口两个动作。

本实施例在控制油缸上还设有一个单向阀12，单向阀12与外界连通的口为x口，该单向阀与控制油缸8的控制油腔出口连通并只能向控制油腔出口单向开启。在电磁球阀13连通a口与t口时，工作人员可以通过该单向阀12向控制油缸8注油。

在压机升压前，系统控制油液由x口经过单向阀12进入控制油缸8内，推动控制活塞7及节流杆6上行到最大关闭位置后停止，此时节流阀拥有最大阻尼。压机升压、保压时高压油经上端盖1的p1口及滤芯3到达下端盖5的泄压出油孔中，高压油压力加载到节流杆6的上端面产生推力f＝ph*s1，(ph为高压油的压强，s1为节流杆6的轴端面积)。该推力经节流杆6及与之同轴顶压的控制活塞7传递到该底部产生油压pl＝f/s2(s2为控制活塞7底端部面积)。由于此时电磁球阀13及单向阀12均关闭，使得控制活塞7保持静止。当压机泄压时二通阀开启，高压油经p1口进入节流阀降压后从出口p2经二通阀回油箱。随着系统压力ph的降低，泄压流量q＝ph/r会减慢，为保持泄压速率稳定，通过节流阀调节相应的液阻r。

首先控制系统开通电磁球阀13，控制活塞7在高压油压力f的作用下推动其下腔的油液经电磁球阀13进入定容油腔9，推动排油活塞10移动接触到调节螺杆后停止，移动距离为l3，进入到定容油腔9腔内的油量为q3＝s3*l3。而控制活塞7及节流杆6下行移动的距离l2＝q3/s2＝(s3/s2)*l3＝(d3/d2)²*l3。(注：d2，s2及d3，s3分别为控制活塞7及定容油腔9的直径及面积。)由于d2，d3直径差距较大，使得控制活塞7做微量步进移动。电磁球阀13再由plc断电复位，定容活塞在弹簧的作用下回移，将腔体内的油推出经电磁球阀13的a口到t口回油箱，通过plc对电磁球阀13每开关一次，控制活塞7及节流杆6步进移动一个固定的距离l2，使得液阻r有一个微量降低。plc通过压力传感器检测压机系统压力的变化情况，来控制电磁球阀13的通断频率，不断改变液阻r使得泄压速率保持恒定或跟踪设定的压力曲线，即根据需要调整泄压速率。

在其他实施例中，定容油腔活塞形成较短的情况下，定容油腔内的弹性件还可以是碟簧；在其他实施例中，在定容油腔容积较小，不需要改变活塞容积的情况下，定容油腔内也可以不再设置调节螺杆；在其他实施例中，控制油缸也可以通过螺纹连接固定在主体部分上；在其他实施例中，节流杆与控制活塞也可以设为一体或固定连接；在其他实施例中，注油阀也可以是开关阀；在其他实施例中，活塞部件也可以为直径不变的杆状结构，此时控制油缸内没有有杆腔。本实施例中待泄压系统为压机系统，在其他实施例中，也可以应用于其他系统中用于泄压。

本实施例的节流阀的具体实施例，本实施例中的节流阀的结构与上述泄压系统中的节流阀的结构相同，不再赘述。