[發(fā)明專(zhuān)利]一種適用于有背壓工況補(bǔ)償液動(dòng)力的溢流閥

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011561664.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112780623B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊慶俊;李叢飛;毛奇;羅寧波;劉鈺棟;姜宏暄;羅小梅;呂慶軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F15B13/02
• 分類(lèi)號(hào): F15B13/02
• 代理公司: 哈爾濱龍科專(zhuān)利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種適用于有背壓工況補(bǔ)償液動(dòng)力的溢流閥，屬于航空航天伺服系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。所述閥體上設(shè)有入口A、出口B、溢流口C和卸油口D，閥體和閥芯之間形成腔室e、油腔f和彈簧腔g，所述溢流口C與油腔f連通，閥芯和閥體在油腔f的入口端設(shè)有閥口，在閥芯靠近閥口處設(shè)有凸緣結(jié)構(gòu)。本發(fā)明閥芯采用的階梯式設(shè)計(jì)、中空設(shè)計(jì)、并聯(lián)雙彈簧設(shè)計(jì)等使得閥的結(jié)構(gòu)緊湊，具有大推重比。通過(guò)在閥芯上開(kāi)設(shè)阻尼孔，在閥芯回撤過(guò)程中及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油，有效消除了閥芯“卡頓”現(xiàn)象。通過(guò)合理匹配閥芯阻尼孔和回油口阻尼孔的節(jié)流面積，有效消除了溢流口背壓對(duì)閥芯平衡的不良影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空航天伺服系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于有背壓工況補(bǔ)償液動(dòng)力的溢流閥。

背景技術(shù)

溢流閥作為伺服能源的壓力控制元件，其主要作用是定壓和溢流，當(dāng)作為安全閥使用時(shí)還可以起到防止過(guò)載和安全防護(hù)的作用。相比于一般的液壓系統(tǒng)，航天伺服系統(tǒng)常具有高壓力大流量的特點(diǎn)，對(duì)溢流閥的可靠性、穩(wěn)壓精度和推重比提出了更高的要求。具體來(lái)說(shuō)，航天系統(tǒng)用溢流閥的定壓彈簧及閥芯組件應(yīng)具有較大的推重比，其閥口在啟閉過(guò)程中液動(dòng)力波動(dòng)應(yīng)盡量小。此外，航天系統(tǒng)用溢流閥應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能，在存在背壓的情況下仍具有良好的穩(wěn)壓精度，大慣性載荷作用下閥芯仍能平穩(wěn)伸縮，不卡頓。

普通溢流閥通常采用單一的螺旋壓縮彈簧作為閥的調(diào)壓彈簧，當(dāng)提高彈簧的推力時(shí)，彈簧通常體積較大，并且容易出現(xiàn)卡死、疲勞、斷裂等故障，給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。在設(shè)計(jì)航天系統(tǒng)用溢流閥時(shí)，應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)的可靠性。另一方面，普通的溢流閥通常沒(méi)有有效的抑制穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的手段。此外，在普通溢流閥的使用場(chǎng)合，溢流一般流回油箱，溢流腔的背壓不大，而在航天動(dòng)力系統(tǒng)中有時(shí)不得不面對(duì)高背壓的工況。最后，普通溢流閥在負(fù)載突降的工況下，大推力彈簧推動(dòng)閥芯復(fù)位常常因?yàn)槌霈F(xiàn)真空而產(chǎn)生卡頓，這在航天伺服系統(tǒng)中也是不允許的。單純通過(guò)提高加工精度和選擇性能優(yōu)越的材料雖然也可以緩解上述問(wèn)題，但是成本較高，本專(zhuān)利旨在從優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來(lái)緩解上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適用于有背壓工況補(bǔ)償液動(dòng)力的溢流閥。

本發(fā)明所采取技術(shù)方案是：一種適用于有背壓工況補(bǔ)償液動(dòng)力的溢流閥，包括閥芯、與閥芯滑動(dòng)配合并套裝在閥芯外側(cè)的閥體、封堵在閥體一側(cè)的彈簧端蓋以及設(shè)置在彈簧端蓋和閥芯之間的主彈簧；所述閥體上設(shè)有入口A、出口B、溢流口C和卸油口D，閥體和閥芯之間形成腔室e、油腔f和彈簧腔g，所述溢流口C與油腔f連通，閥芯和閥體在油腔f的入口端設(shè)有閥口，在閥芯靠近閥口處設(shè)有凸緣結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明在傳統(tǒng)滑閥式溢流閥的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。基于閥口流場(chǎng)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)迭代尋優(yōu)設(shè)計(jì)的閥芯凸緣，有效補(bǔ)償了穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力，使得閥芯啟閉時(shí)壓力相近。

2.閥芯采用的階梯式設(shè)計(jì)、中空設(shè)計(jì)、并聯(lián)雙彈簧設(shè)計(jì)等使得閥的結(jié)構(gòu)緊湊，具有大推重比。

3.通過(guò)在閥芯上開(kāi)設(shè)阻尼孔，在閥芯回撤過(guò)程中及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油，有效消除了閥芯“卡頓”現(xiàn)象。另一方面，通過(guò)合理匹配閥芯阻尼孔和回油口阻尼孔的節(jié)流面積，有效消除了溢流口背壓對(duì)閥芯平衡的不良影響，因此本發(fā)明可良好的適用于溢流口有背壓的工況。

4.所設(shè)計(jì)的利用凸緣結(jié)構(gòu)補(bǔ)償液動(dòng)力利用有源阻尼孔消除背壓的溢流閥具有穩(wěn)壓精度高、響應(yīng)快的特點(diǎn)，滿(mǎn)足于航天伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求，并提升了設(shè)備的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明主剖視圖；

圖2是圖1的K-1局部放大圖；

圖3是圖1的K-2局部放大圖；

圖4是閥芯等軸測(cè)圖；

圖5是閥芯主視圖；

圖6是本發(fā)明定壓溢流工況示意圖；