一种低压大流量直动式溢流阀的制作方法

1.本发明涉及溢流阀技术领域，特别是指一种低压大流量直动式溢流阀。


背景技术：

2.溢流阀是一种液压压力控制阀，在液压设备中主要起定压溢流作用，稳压，系统卸荷和安全保护作用。目前国产及国外的直动式溢流阀在大流量150l/min～450l/min工况下，还无法满足4～12bar调压范围，在大流量150l/min～450l/min下无法调整到0.4bar低压力。此外国产的直动式溢流阀还无法满足低压力大流量系统的需求，在阀的开启过程中，油液高速射流流动，流体微团的流速大小，方向发生急剧变化，流动过程中流体经过节流部位，极易诱发空化，涡旋，脉动等激振流态，导致压力波动并引起阀内元件的振荡，从而进一步强化压力波动，降低阀的工作性能。


技术实现要素：

3.针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种低压大流量直动式溢流阀，解决了上述技术问题。
4.本发明的技术方案是这样实现的：一种低压大流量直动式溢流阀，包括阀体，所述阀体内设有阀芯和流量适配环，所述阀芯的一端设有内孔腔、另一端设有抛物线结构体，流量适配环固定在阀体内且与抛物线结构体相对应；所述内孔腔内设有弹性件，弹性件与设置在阀体上的固定预紧机构相连接。
5.所述流量适配环为哑铃型结构体，哑铃型结构体的两端设有流道通孔。所述哑铃型结构体包括对称设置的内凹式圆盘部和中心轴部，所述流道通孔均布在内凹式圆盘部上，中心轴部的中心轴线与内凹式圆盘部的中心轴线重合。
6.所述内凹式圆盘部的外端面为圆弧球面，流道通孔的中心轴线的交点位于内凹式圆盘部的中心轴线上。所述抛物线结构体沿阀芯周向均匀设置，相邻两个抛物线结构体之间形成抛物线槽。
7.所述抛物线结构体与阀芯一体成型设置，所述阀芯的中心轴线与流量适配环的中心轴线重合。所述内孔腔的一侧设有径向通孔；阀芯与阀体台肩面配合。
8.所述固定预紧机构包括弹簧座、压盖和调节螺杆，压盖固定在阀体上，弹簧座位于压盖内，所述弹性件的一端位于内孔腔内、另一端与弹簧座相连接，调节螺杆穿过压盖与弹簧座相配合，调节螺杆与压盖螺纹连接。
9.调节螺杆伸出压盖的一端设有密封螺母，密封螺母与压盖之间设有垫片；压盖与阀体之间设有密封圈，压盖的一侧设有排气螺钉。所述压盖与调节螺杆均位于保护罩内，保护罩与阀体可拆卸连接。
10.本发明阀芯通过抛物线结构体的设计，降低在溢流阀开启过程中流量冲击导致压力超调现象，并保证阀芯开启后，流量具有快开特性，使液体快速泄放；同时使溢流阀在全开时，阀芯在大流量冲击下，一直保持阀芯振动平稳无径向串动，确保阀芯对阀口的冲击时
减轻振动，保证溢流阀可靠性。通过增加特殊设计的流量适配环，消除液压空化现象，有效减小工作过程中流体对阀芯的冲击，大大降低噪声，确保溢流阀具有良好的稳定性，进一步延长使用寿命。本发明通过优化阀芯、压盖及弹簧座结构，调整弹簧结构设计参数，创新性增加流量适配环结构，使溢流阀在大流量状态下的下调压范围为保持在3.2～16bar，实现突破性创新，具有较高的市场价值。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本发明整体结构内部示意图。
13.图2为本发明压盖局部放大图。
14.图3为本发明流量适配环结构示意图。
15.图4为本发明阀芯半剖结构示意图。
16.图5为本发明阀芯侧视示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.如图1、2所示，实施例1，一种低压大流量直动式溢流阀，包括阀体1，阀体上设有名牌2，名牌2通过铆钉15固定。阀体沿竖向设有进油口p，沿横向设有回油口t，阀芯位于p口与t口之间，控制其通断。所述阀体1内设有阀芯3和流量适配环16，流量适配环靠近p口端设置，且位于阀芯的进液端。流量适配环可通过点焊固定在发提上。所述阀芯3的一端设有内孔腔31、另一端设有抛物线结构体32，抛物线结构体32分瓣设置在阀芯上，降低在溢流阀开启过程中流量冲击导致压力超调现象。所述内孔腔31的一侧设有径向通孔14，进行通孔可采用直径为3mm的小孔，该小孔具有泄压作用。阀芯3与阀体台肩面配合，形成两道密封，提高密封效果。流量适配环16固定在阀体1内且与抛物线结构体32相对应，即流量适配环16位于与抛物线结构体相对的一端，有利于消除液压空化现象，有效减小工作过程中流体对阀芯的冲击。所述内孔腔31内设有弹性件8，弹性件优选为弹簧，弹性件8与设置在阀体1上的固定预紧机构相连接；在固定预紧机构的作用下，弹性件能固定在阀体内并能进行有效的预紧力的调节。
19.如图3所示，实施例2，一种低压大流量直动式溢流阀，在实施例1的基础上，所述流量适配环16为哑铃型结构体，哑铃型结构体为对称结构体，哑铃型结构体的两端设有若干个流道通孔17，用于消除液压空化现象。
20.进一步，作为优选方式，所述哑铃型结构体包括对称设置的内凹式圆盘部16-1和中心轴部16-2，内凹式圆盘部16-1和中心轴部16-2一体成型设置。所述流道通孔17均布在内凹式圆盘部16-1上，两端内凹式圆盘部上的流道通孔的位置和数量相同。中心轴部16-2
的中心轴线与内凹式圆盘部16-1的中心轴线重合。所述内凹式圆盘部16-1的外端面为圆弧球面，流道通孔17的中心轴线的交点位于内凹式圆盘部16-1的中心轴线上。
21.通过设计不同的流道通孔尺寸和位置分布，可以实现不同的固有流量特性，流道通孔式适配环的设计是在流量试验基础上结合近似计算并建模仿真确定最优化结构。再按要求的固有流量特性计算出窗口过流面积，从而得流道通孔尺寸和分布的初步方案。流量适配环的初步设计结果与阀体流道一起进行有限元计算，根据计算结果进一步修正流道通孔尺寸和分布。流道通孔窗口采取对称性设计，使流体通过窗口后喷射流体在适配环轴线处会聚，使液体相互冲撞，在通道间发生高度湍流，从而使溢流阀中液体的动能由于相互摩擦而耗散，减少气泡的形成。形成的气泡也大多在适配环中心破裂，避免对阀座和阀瓣表面的直接破坏，确保溢流阀在大流量工况下，运行稳定可靠，噪声低至50db以下。
22.如图4、5所示，进一步优选设计为：所述抛物线结构体32与阀芯3一体成型设置，所述阀芯3的中心轴线与流量适配环16的中心轴线重合。所述抛物线结构体32沿阀芯3周向均匀设置，相邻两个抛物线结构体32之间形成抛物线槽。
23.根据试验验证，未优化之前溢流阀在性能测试时，振动及噪声大，导致流量不稳定，大流量低压力情况可调性差。上述结构设计通过优化溢流阀阀芯结构、配合间隙、流体力学分析及仿真模拟，阀芯结构设计为圆周流道“抛物线”结构，降低在溢流阀开启过程中流量冲击导致压力超调现象，并保证阀芯开启后，流量具有快开特性，使液体快速泄放，使溢流阀在全开时，阀芯在大流量冲击下，一直保持阀芯振动平稳无径向串动，确保阀芯对阀口的冲击时减轻振动，保证溢流阀可靠性。
24.如图1所示，实施例3，一种低压大流量直动式溢流阀，所述固定预紧机构包括弹簧座4、压盖5和调节螺杆6，压盖5固定在阀体1上，弹簧座4位于压盖5内，弹簧座通过与压盖尺寸及限位配合。所述弹性件8的一端位于内孔腔31内、另一端与弹簧座4相连接，弹性件采用弹簧。调节螺杆6穿过压盖5与弹簧座4相配合；调节螺杆与弹簧座端面上的凹槽配合，即顶住压盖上端面。调节螺杆6与压盖5螺纹连接，通过转动调节螺杆调节弹簧的预紧力。
25.调节螺杆6伸出压盖5的一端设有密封螺母12，密封螺母12与压盖5之间设有垫片7；通过密封螺母对调节螺杆螺纹处进行密封，防止调节螺杆时，螺纹处泄露；压盖5与阀体1之间设有密封圈11，完成密封，控制产品外漏。压盖5的一侧设有排气螺钉13，用于排出阀体内部气体。所述压盖5与调节螺杆6均位于保护罩10内，保护罩10与阀体1可拆卸连接，提高整体密封性。溢流阀开启时，先拧松密封螺母，通过调节螺杆处的内六方使调节螺杆向上转动，进而带动弹簧座向上运动，使阀芯全开，满足溢流阀低压力大流量工作；当需控制系统压力及流量时，拧紧调节螺杆并固定螺母，使阀芯与阀体完全闭合，系统无流量。
26.通过上述方式优化产品阀芯、压盖及弹簧座结构，调整弹簧结构设计参数，创新性增加流量适配环结构，优化后溢流阀通过试验验证，在大流量150l/min～450l/min下调压范围为3.2～16bar，满足研制要求。
27.其他结构与实施例2相同。
28.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。