[实用新型]一种纯水液压节流阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水液压系统中的流量控制元件，适用于以海水、淡水、海水基等作为工作介质的中高压水液压系统中的流量控制阀，尤其涉及一种纯水液压节流阀。

背景技术

纯水液压技术是以天然淡水、海水或自来水代替矿物油作为液压系统工作介质的新技术，不含有任何的添加剂，具有来源广泛、环境友好、清洁安全的独特优势。在液压传动技术的发展进程中，水作为动力传递、交换和控制的介质起着非常重要的作用。纯水液压技术的应用展现出的技术优势有利于可持续性发展，实施绿色制造，特别是应用在有卫生、环保和消防要求的产业部门和技术领域。美国、日本、英国、芬兰、德国和丹麦等自20世纪70年代或80年代初开始研制，现已经进入实用推广阶段。我国自20世纪90年代开始纯水液压传动技术方面的研究工作，各类的纯水液压元件的研制现还处于起步阶段。

纯水液压节流阀是纯水液压系统中重要的控制元件，它是通过改变节流面积或节流长度来控制流体流量的元件。当节流阀在水（包括海水、淡水或高水基等）介质中使用时，会产生一系列的技术问题。①气蚀与气蚀磨损：由于水介质的汽化压力高，节流口处的流速也很高，所以在纯水液压节流阀中很容易产生气蚀，气蚀对材料表面的破坏作用主要是气泡崩溃后产生的压力波对零件表面产生很强的冲击作用，同矿物油相比，水在气泡破裂时产生的压力冲击更大，破坏力更强；②拉丝侵蚀和冲蚀：由于水的粘度低、润滑性差，在相同条件下阀口的流速比油压阀高，在小开度、大压差情况下更是如此，会对阀芯和阀座产生严重的冲刷作用，同时水介质中的细小颗粒被高速水流携带着冲向零件的表面，刮出一条条痕迹；③泄漏量大：由于水介质的粘度大约是油的1/30-1/40，因而在相同的过流面积和压差作用下比油的泄露量大，造成系统容积效率下降；④压力冲击、振动与噪声：由于水介质的弹性模量大约是液压油的1.5-2.4倍，水中声速比液压油中高约10%，因此水的压缩性小、刚性大、压力冲击波在水中的传递速度快而衰减慢，产生剧烈的振动和噪声，即水击现象。

目前，国内外所研制的纯水液压节流阀主要有3种形式：①采用两级平板式节流阀口形式，如日本研制的水压平板式节流阀，该类阀过流能力强，抗气蚀性能好，阀芯质量轻，闭死容积小，滞后影响小，但是其密封靠阀芯和阀座之间形成的环形面积，由于密封的面积较大，要达到实现完全密封所需的比压就需要很大的作用力，另外对阀芯和阀座的材料选择要求很高；②采用多级锥阀式节流阀口形式，如芬兰研制的水压节流阀等，该类阀通过在节流部位设计多个节流口，用多个节流口串联共同分担节流口两端的压差，能够很好地减小气蚀破坏，但这种节流口形式节流流道长，在小流量时形成较长的缝隙状流道，杂质容易阻塞节流口，且加工难度大，精度难以保证；③采用轴向三角槽式节流阀口形式，如国内的华中科技大学和浙江大学等，在中国专利申请号为：200420022460.6的专利中公开了一种流量精确控制的纯水液压节流阀，它主要包括阀体、阀套，在阀体的下端和一侧面分别开有进水口和出水口，阀体上安装有法兰，节流阀芯装在阀体和法兰类，在节流阀芯下端开有轴向三角通槽的节流阀口并与阀套配合，节流阀芯中部轴内开有斜向的压力平衡孔并与法兰孔配合；采用轴向三角通槽式的节流阀口形式，可实现微量调节，结构上采用增加阀套的锥阀式结构形式，可实现零泄漏。但是这种结构形式的节流阀无法解决大压差、变流量工况下阀口的气蚀问题，同时开设的三角通槽式的节流阀口易受到水压的冲击损坏，弱化了使用强度，降低了使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种纯水液压节流阀。

本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种纯水液压节流阀，包括阀体、阀套、锥阀芯、推杆、调节手轮、法兰，所述阀套安装在阀体的中心位置处，阀体的两侧面分别开设有进水口和出水口，阀体的进水口经阀套的两侧面孔与阀体的出水口连通；所述锥阀芯装在阀套中，推杆连接在调节手轮上并穿过法兰与锥阀芯连接；锥阀芯内安装有复位弹簧，所述复位弹簧的上端安装在弹簧座上；

所述锥阀芯由圆柱段、圆台段以及抛物线形球状段共同组成，球状段与圆台段采用光滑圆弧过渡连接；

所述锥阀芯的前端开有轴向梯形通槽并与阀套配合，在梯形通槽的内表面向外延伸方向开有四个倾斜的引流孔并与阀套内形成的空腔连通；

所述梯形通槽的底面上安装有消声垫。

作为本实用新型的优选技术方案，所述锥阀芯的圆柱段与圆台段处节流口的半锥角α为12°，在流量一定时，较小的α角使得锥阀的开度较大，有利于提高抗污染能力，所述锥阀芯的球状段出口处的扩展角β为55°。