[發(fā)明專利]一種超高壓大流量增壓式液控截止閥及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103573732A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周軍;李衛(wèi);曾印平;張成梁
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超高壓大流量增壓式液控截止閥及其應(yīng)用，屬于截斷液流的控制元件的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

截止閥是液壓系統(tǒng)中用以截斷液流的控制元件，閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關(guān)系，屬于強制密封式閥門，應(yīng)用于工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，如注水泵站、高壓氣體動力系統(tǒng)、管路清洗試壓機、超高壓試驗臺等液壓系統(tǒng)中。

現(xiàn)有截止閥類型包括手動截止閥、電動截止閥和法蘭閘閥。手動截止閥大都采用手動螺紋機械調(diào)節(jié)閥口開度的方式，共同特點是人力旋轉(zhuǎn)手輪，控制截止閥的關(guān)閉和開啟，調(diào)節(jié)壓力一般在16MPa以下，通徑在500mm以下，長期使用中發(fā)現(xiàn)，手動截止閥最大的缺點是啟閉力矩大、較費力，啟閉時間較長，調(diào)節(jié)性能較差，動力消耗大且極易損壞手輪、轉(zhuǎn)桿等零件，致使閥失靈。電動截止閥和法蘭閘閥由電動執(zhí)行機構(gòu)或氣動執(zhí)行機構(gòu)和截止閥兩部分組成，電動截止閥適用于公稱壓力6～16MPa，只許介質(zhì)單向流動，安裝時有方向性，長期運行時，密封可靠性不強。法蘭閘閥主要用來接通或截斷管路中的介質(zhì)，通徑可達600mm，承壓達到20MPa,但是不適用于調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。國外類似產(chǎn)品重載型氣控閥工作壓力達100MPa，但節(jié)流口直徑都在7/16英寸（11mm）以下，且壓力越高口徑越小。液體通過產(chǎn)生節(jié)流作用，節(jié)流控制是一種不可逆的能量變化過程，存在較大的能量損失，不利于系統(tǒng)的高效利用，同時價格昂貴。

目前國內(nèi)所研究的主要針對采用手動開關(guān)閥調(diào)制開關(guān)方式的高壓閥，缺少對壓力高于15Mpa的電控和液控超高壓大流量截止閥的設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種超高壓大流量增壓式液控截止閥。

本發(fā)明還提供上述超高壓大流量增壓式液控截止閥的工作方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種超高壓大流量增壓式液控截止閥，包括閥座、低壓閥體和超高壓閥體，所述的閥座與所述低壓閥體的一端密封連接，所述低壓閥體的另一端與所述超高壓閥體相連；在所述閥座、低壓閥體內(nèi)貫通設(shè)置有活塞，所述的活塞將閥座和低壓閥體組成的內(nèi)腔分為Ⅰ油腔和Ⅱ油腔，在所述超高壓閥體內(nèi)設(shè)置有與所述活塞相連的活塞桿，在所述閥座上設(shè)置有進油口，在所述低壓閥體上設(shè)置有回油口，在所述超高壓閥體的前端設(shè)置有III油腔，在所述超高壓閥體的前部設(shè)置有系統(tǒng)油出口；在所述Ⅲ油腔的一側(cè)設(shè)置有卸荷口；此處設(shè)計的優(yōu)點在于，如圖4所示，超高壓油液經(jīng)過卸荷口卸荷以減小超高壓引起的沖擊；

在所述活塞靠近進油口的一端設(shè)置有節(jié)流口，在所述活塞桿的前端為錐臺形，在所述活塞桿的前端還通過螺柱、第一螺母固定設(shè)置有錐形密封圈。如圖3所示，采用變節(jié)流面積的方式進行緩沖。截止閥活塞在緩沖過程中，其節(jié)流口(縫隙)的通流面積，隨行程而自動改變，使Ⅰ油腔內(nèi)的緩沖壓力保持均勻或呈一定的規(guī)律變化，而取得滿意的緩沖效果。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述錐形密封圈為鈹青銅錐形密封圈。所述鈹青銅是一種含鈹銅基合金（Be0.2～2.75%wt%），在所有的鈹合金中是用途最廣的一種，其用量在當(dāng)今世界已超過鈹消費總量的70%。鈹青銅是沉淀硬化型合金，固溶時效處理后具有很高強度、硬度、彈性極限和疲勞極限，彈性滯后小，并具有耐蝕（鈹青銅合金在海水中耐蝕速度：（1.1-1.4）×10-2mm/年。腐蝕深度：（10.9-13.8）×10-3mm/年。）腐蝕后，鈹青銅合金強度、延伸率均無變化，故在海水中可保持40年以上，鈹銅合金是海底電纜中繼器構(gòu)造體不可替代的材料。在硫酸介質(zhì)中：鈹青銅在小于80%濃度的硫酸中（室溫）年腐蝕深度為0.0012-0.1175mm，濃度大于80%則腐蝕稍加快。

本發(fā)明超高壓動密封結(jié)構(gòu)采用往復(fù)式的密封。本發(fā)明在活塞上開槽放入密封件等達到密封效果。密封材料選擇鈹青銅，采用圓筒襯套結(jié)構(gòu)的密封方式，要依靠油液的粘性流動在襯套兩端產(chǎn)生壓差使襯套抱緊在軸上，可是使密封效果達到700MPa。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述閥座和低壓閥體之間通過設(shè)置第一O型密封圈和第一O型密封圈擋圈密封連接。本發(fā)明中采用O型密封圈的密封能力可以達到25Mpa，與O型密封圈擋圈配合使用密封能力達30Mpa。考慮活塞桿回程緩沖時會使Ⅰ油腔壓力瞬時增加，故選用O型密封圈與O型密封圈擋圈組合使用。