[发明专利]一种低噪声溢流阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种溢流阀，尤其是涉及一种低噪声溢流阀。

背景技术

溢流阀是液压系统中必不可少的压力控制元件，当系统压力超过溢流阀弹簧设定的压力时，溢流阀阀芯开启并将系统中多余的流量排出，以维持恒定的系统压力。由于溢流阀要求尽可能快地排出多余流量，因此，其回油管路通常直接连到油箱。在高压差和低背压作用下，油液高速流经由阀座与阀芯组成的节流面后由于压力急剧降低易产生空化。溢流阀中空化最早出现在流动分离区内。由于油液流经阀座锥形孔与阀芯锥面组成的最小节流面后，油液偏离阀座壁面流动而产生流动分离，在流动分离区附近，边界层速度梯度较高，流动分离区内原先静止的油液受到较大摩擦力作用后产生小型漩涡，引起局部压力降低。当油液中局部压力低于空气分离压时，气泡从油液中析出，产生空穴。空穴随油液一起流入下游时，随着下游通流面积增加，压力逐渐得到恢复。当气泡周围的压力高于气泡内部的压力时，气泡发生溃灭，产生噪声。同时，由于溢流阀本身是由弹簧与质量块构成的振动系统，在油液中空穴周期性脱落引起的压力波动作用下，溢流阀易产生自激振动，诱发剧烈的噪声。

现有的溢流阀设计理论主要是依据经典控制理论中稳定性判断理论进行设计，为降低溢流阀噪声，通常的作法是通过设置阻尼孔和选用大刚度的弹簧来改善系统的稳定性能，实现低噪声溢流阀设计。由于溢流阀设计的着眼点为阀的稳定性，无法从溢流阀噪声产生的微观机理出发指导进行溢流阀设计。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种低噪声溢流阀，是一种优化的阀芯形状以及抑制流动分离区空化的低噪声溢流阀。

本发明采用的技术方案是：

本发明的低噪声溢流阀包括阀体，阀芯，钢球，弹簧，弹簧座，阀盖，导向杆，锁紧螺母，调压螺杆；阀体中心向外依次开有小圆柱孔、锥形孔以及增大的三级阶梯圆柱孔；

阀芯由小圆柱体、第一圆锥体，第二圆锥体构成，第一圆锥体的圆锥表面和第二圆锥体的圆锥表面通过圆弧面相切平滑过渡，阀芯的小圆柱体、第一圆锥体和第二圆锥体安装在阀体小圆柱孔、锥形孔和第一阶圆柱孔内，阀芯的小圆柱体与阀体的小圆柱孔配合，阀芯的第二圆锥体与阀体的第一阶圆柱孔配合，T形弹簧座安装在阀体第二级阶梯圆柱孔内，T形弹簧座的大端中心与阀芯圆锥体中心之间用钢球连接，第三级阶梯圆柱孔与阀盖螺纹连接，弹簧的两端分别压在弹簧座台肩和阀盖内的导向杆台肩上，阀盖中心孔与调压螺杆螺纹连接，调压螺杆的端面顶在导向杆端面，调压螺杆用锁紧螺母连接，锁紧螺母压在阀盖上锁紧，阀体小圆柱孔周向等分开有4-6进油孔。

所述的阀芯的小圆柱体轴向开有两条环形平衡油槽。

所述的导向杆与阀盖之间装有第一密封圈；阀盖与阀体之间装有第二密封圈。

所述的阀体的锥角比阀芯的锥角大5o～10o；阀体上的小圆柱孔直径比阀芯的小圆柱体直径大0.05-0.1mm。

所述的阀芯第一圆锥体的母线A和第二圆锥体的母线C与圆弧B相切于切点d和切点e，阀芯第一圆锥体母线A与阀芯轴线组成的半圆锥顶角为45°，阀芯第二圆锥体母线C与阀芯轴线组成的半圆锥顶角为25°。

所述的阀体小圆柱孔周向等分的进油孔轴线与阀体小圆柱孔轴线的夹角为45°。

本发明具有的有益效果是：

本溢流阀油液沿圆锥面流入流道，利用阀芯圆弧凹面使油液产生离心运动，使速度较高的油液沿阀芯表面方向流出，速度较低的油液沿靠近阀座壁面方向流出。阀座轮廓转折处边界层附近的速度梯度降低，油液内部的摩擦力减小，从而使流动分离区边界层附近由高速流体带到静止油液运动产生的小漩涡减少，分离区内的空化得到抑制。同时，油液流经由阀体小圆柱孔与阀芯圆弧凹面组成的流道内，易产生固定漩涡，固定漩涡存在时，油液将沿固定漩涡的表面方向流动，油液在进入由阀体锥形孔与阀芯第二圆锥体组成的环形流道前，油液流动方向已发生改变并使油液产生沿阀芯第二圆锥体表面流动的运动，此时，由于油液流经阀体圆锥孔锐边后流动方向变化小，更进一步强化了流动分离的抑制效果，减缓了空化的产生。通过合适的阀芯轮廓组合，本溢流阀的噪声比相同规格的溢流阀有明显降低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明阀芯的结构图。

图3是本发明溢流时产生的空化结构示意图。

图中：1、阀体，2阀芯，3、钢球，4、弹簧，5、弹簧座，6、阀盖，7、导向杆，8、密封圈，9、密封圈，10、锁紧螺母，11、调压螺杆。

具体实施方式