[發明專利]一種抗空蝕閥芯結構

有效

• 申請號: 201710676133.4
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107327628B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 鄒俊;李博;吉晨;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16K47/02
• 分類號: F16K47/02;F16K47/04;F16K3/314
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種抗空蝕閥芯結構。閥芯上布置有用于抗空蝕的空蝕誘導孔，空蝕誘導孔布置閥芯上的易空化部位；易空化部位是指閥芯上受液體沖擊的部位或者表面；所述的空蝕誘導孔沿圓周均勻布置在閥芯的表面。空蝕誘導孔可有效將空化射流引導到空蝕誘導孔內，通過空蝕誘導孔內的流體消耗空化潰滅的射流動能，避免空化泡潰滅射流對閥體重要部位的沖擊，從而減小或抑制閥體表面的空蝕。

技術領域

本發明涉及液壓、化工等工業領域，具體是涉及了一種用于誘導空蝕、減小空蝕對閥芯重要表面破壞的閥芯結構，作為液壓系統內重要閥芯的保護裝置。

背景技術

液壓泵、閥和水利機械等流體機械，隨著現代高需求的應用而出現空化現象。空化是指當流體局部壓力低于液體汽化壓力時，液體內部形成蒸汽或氣體析出形成汽泡即空化泡的過程。當空化泡從低壓區流經高壓區時，在周圍液體高壓力的作用下體積縮小而潰滅，隨之伴隨產生壓力沖擊波、高速微射流和發光等現象。會產生空化空蝕、振動、噪聲和效率損失等嚴重后果。而空蝕是指空化泡在形成和潰滅過程中對周圍壁面材料產生的剝蝕破壞。空蝕主要發生在水利系統或液壓系統內等關鍵部位。關鍵零部件的空蝕破壞會使液壓系統效率降低甚至失效。空蝕破壞為國家國民經濟發展帶來了損失。

發明內容

為了減小并抑制閥芯內空化對閥芯本體產生的空蝕破壞，本發明提供了一種抗空蝕閥芯結構，可有效減小空蝕破壞、提高生產效率、延長閥芯使用壽命，并可節約能源。

為了實現上述有效的抗空蝕過程，本發明采用的技術方案是：

所述閥芯上布置有用于抗空蝕的空蝕誘導孔，空蝕誘導孔布置在閥芯上的易空化部位。

所述的空蝕誘導孔將空化泡潰滅時的微射流誘導至自身孔內，利用自身孔內的液體減緩微射流沖擊速度，從而有效減小空蝕破壞，保護閥芯。

所述的易空化部位是指閥芯上受液體沖擊的部位或者表面。例如滑閥中，液體入口正對的閥芯表面。

所述的空蝕誘導孔沿圓周均勻布置在閥芯的表面。

所述的空蝕誘導孔至少布置一圈圓周。

所述的空蝕誘導孔的直徑D為0.5mm～5mm，深度H為1mm～10mm。

本發明孔的尺寸是空化射流特殊設計，是適用于各種尺寸的閥芯，無論閥大閥小，上述尺寸的空蝕誘導孔都能適用，來抗空蝕。

所述的空蝕誘導孔的孔端邊緣設置有圓角。

優選地，為了營造有效的空化泡潰滅射流朝向空蝕誘導孔的條件，所述空蝕誘導孔的深度H為兩倍的直徑，即H＝2D。

所述的閥芯是指在滑閥中的閥芯。具體來說，閥芯為圓柱閥或圓錐閥等節流閥芯。

前述的閥芯結構置于流體系統中空蝕發生區域，減小、抑制空蝕破壞。

空化是當液體內局部壓力降低時，液體內部蒸汽或氣體析出形成的空泡初生、發展和潰滅的過程。液體在高速(一般為10m/s以上)通過閥芯時會產生空化。空泡的形成和潰滅會導致周圍液體的流動形成微射流，液體的流動方向根據限制域的不同，微射流方向也會不同，空化泡潰滅微射流會全部朝向管道內。目前對空蝕的相關研究認為固、液界面附近的空泡潰滅時形成的微射流的高速反復沖擊是造成空蝕破壞的主要原因。因此改變空化潰滅微射流方向及降低微射流沖擊速度是減小、抑制空蝕的有效手段。

本發明的抗空蝕閥芯結構可以通過空蝕誘導孔將空化泡潰滅時的微射流誘導至充滿液體的空蝕誘導孔內，并利用空蝕誘導孔內的液體減緩微射流沖擊速度，從而有效減小空蝕破壞，保護閥芯。

采用本發明的技術方案的有益效果是：