[发明专利]一种超高压大流量增压式液控截止阀及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高压大流量增压式液控截止阀及其应用，属于截断液流的控制元件的技术领域。

背景技术

截止阀是液压系统中用以截断液流的控制元件，阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系，属于强制密封式阀门，应用于工业技术领域，如注水泵站、高压气体动力系统、管路清洗试压机、超高压试验台等液压系统中。

现有截止阀类型包括手动截止阀、电动截止阀和法兰闸阀。手动截止阀大都采用手动螺纹机械调节阀口开度的方式，共同特点是人力旋转手轮，控制截止阀的关闭和开启，调节压力一般在16MPa以下，通径在500mm以下，长期使用中发现，手动截止阀最大的缺点是启闭力矩大、较费力，启闭时间较长，调节性能较差，动力消耗大且极易损坏手轮、转杆等零件，致使阀失灵。电动截止阀和法兰闸阀由电动执行机构或气动执行机构和截止阀两部分组成，电动截止阀适用于公称压力6～16MPa，只许介质单向流动，安装时有方向性，长期运行时，密封可靠性不强。法兰闸阀主要用来接通或截断管路中的介质，通径可达600mm，承压达到20MPa,但是不适用于调节介质流量。国外类似产品重载型气控阀工作压力达100MPa，但节流口直径都在7/16英寸（11mm）以下，且压力越高口径越小。液体通过产生节流作用，节流控制是一种不可逆的能量变化过程，存在较大的能量损失，不利于系统的高效利用，同时价格昂贵。

目前国内所研究的主要针对采用手动开关阀调制开关方式的高压阀，缺少对压力高于15Mpa的电控和液控超高压大流量截止阀的设计。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种超高压大流量增压式液控截止阀。

本发明还提供上述超高压大流量增压式液控截止阀的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种超高压大流量增压式液控截止阀，包括阀座、低压阀体和超高压阀体，所述的阀座与所述低压阀体的一端密封连接，所述低压阀体的另一端与所述超高压阀体相连；在所述阀座、低压阀体内贯通设置有活塞，所述的活塞将阀座和低压阀体组成的内腔分为Ⅰ油腔和Ⅱ油腔，在所述超高压阀体内设置有与所述活塞相连的活塞杆，在所述阀座上设置有进油口，在所述低压阀体上设置有回油口，在所述超高压阀体的前端设置有III油腔，在所述超高压阀体的前部设置有系统油出口；在所述Ⅲ油腔的一侧设置有卸荷口；此处设计的优点在于，如图4所示，超高压油液经过卸荷口卸荷以减小超高压引起的冲击；

在所述活塞靠近进油口的一端设置有节流口，在所述活塞杆的前端为锥台形，在所述活塞杆的前端还通过螺柱、第一螺母固定设置有锥形密封圈。如图3所示，采用变节流面积的方式进行缓冲。截止阀活塞在缓冲过程中，其节流口(缝隙)的通流面积，随行程而自动改变，使Ⅰ油腔内的缓冲压力保持均匀或呈一定的规律变化，而取得满意的缓冲效果。

根据本发明优选的，所述锥形密封圈为铍青铜锥形密封圈。所述铍青铜是一种含铍铜基合金（Be0.2～2.75%wt%），在所有的铍合金中是用途最广的一种，其用量在当今世界已超过铍消费总量的70%。铍青铜是沉淀硬化型合金，固溶时效处理后具有很高强度、硬度、弹性极限和疲劳极限，弹性滞后小，并具有耐蚀（铍青铜合金在海水中耐蚀速度：（1.1-1.4）×10-2mm/年。腐蚀深度：（10.9-13.8）×10-3mm/年。）腐蚀后，铍青铜合金强度、延伸率均无变化，故在海水中可保持40年以上，铍铜合金是海底电缆中继器构造体不可替代的材料。在硫酸介质中：铍青铜在小于80%浓度的硫酸中（室温）年腐蚀深度为0.0012-0.1175mm，浓度大于80%则腐蚀稍加快。

本发明超高压动密封结构采用往复式的密封。本发明在活塞上开槽放入密封件等达到密封效果。密封材料选择铍青铜，采用圆筒衬套结构的密封方式，要依靠油液的粘性流动在衬套两端产生压差使衬套抱紧在轴上，可是使密封效果达到700MPa。

根据本发明优选的，在所述阀座和低压阀体之间通过设置第一O型密封圈和第一O型密封圈挡圈密封连接。本发明中采用O型密封圈的密封能力可以达到25Mpa，与O型密封圈挡圈配合使用密封能力达30Mpa。考虑活塞杆回程缓冲时会使Ⅰ油腔压力瞬时增加，故选用O型密封圈与O型密封圈挡圈组合使用。