[发明专利]一种基于自适应弹性薄膜空气柱的空化喘振抑制锥阀

说明书

本发明涉及一种基于自适应弹性薄膜空气柱的空化喘振抑制锥阀，包括阀体、阀芯、以及布置在阀体内的进油流道和回油流道，所述阀体内还设有与回油通道连通的补油腔，在补油腔上远离回油流道的一端还接有空气腔，所述空气腔的一端与补油腔之间采用弹性薄膜隔开，另一端采用可往复移动的活塞密封。与现有技术相比，本发明通过设置由薄膜与空气柱组成的空气腔，可以有效抑制不同开度下锥阀节流空化自激振荡导致的流量脉动问题，结构简单，安全可靠，易于维护更换。

技术领域

本发明属于流体控制技术领域，涉及一种基于自适应弹性薄膜空气柱的空化喘振抑制锥阀。

背景技术

液压锥阀阀结构是液压阀的一种基本结构形式，和滑阀相比，锥阀可以做到密封面之间无间隙，能够完全切断油路；与球阀相比，其结构简单，制造容易；锥阀阀口处液流的方向突变小，流场分布均匀，对油液中杂质污染不敏感，使用场合广泛；锥阀具有许多优良特性的同时，也存在着一些严重的问题，锥阀中介质高速流经狭窄流道时容易出现旋涡和速度的重新分布，产生严重的空化现象。阀口空化、空化尺度与流量、压力的耦合自持变化，形成空化喘振现象，导致系统流量周期性脉动，影响液压系统的平稳运行。

为抑制液压系统流量脉动，通常在被保护结构前设置蓄能器。然而空化喘振不同于常见的系统流量压力波动，具有高频低幅的特点，故需要额外的结构加以处理。中国专利CN201920176330.4公开了一种低噪音防空化结构调节阀；中国专利CN200920011129.7公开了一种防空化高压差控制阀；中国专利ZL201320793666.8公开了一种防空化高温高压四级降压阀；以上专利均利用多级降压，从形成条件方面尽可能的削弱空化，导致结构复杂成本增加，甚至无法彻底消除空化。而本专利并非致力于消除空化，而是解决低背压锥阀的剧烈空化喘振对液压系统的影响。中国专利CN111577691A公开了一种基于阀后蓄能补偿的低脉动流量控制阀，该阀为比例滑阀，通过在阀体中设置蓄能器结构来消除空化喘振导致的执行器抖动现象。然而固定的结构对不同频率幅值空化喘振的抑制效果不尽相同，本专利利用锥阀开度与空化喘振频率幅值的相关关系设计了自适应弹性薄膜空气柱系统，能够在一定的幅值频率范围内达到最好的振荡抑制效果。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种基于自适应弹性薄膜空气柱的空化喘振抑制锥阀，以在一定的幅值频率范围内达到优异的振荡抑制效果。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于自适应弹性薄膜空气柱的空化喘振抑制锥阀，包括阀体、阀芯、以及布置在阀体内的进油流道和回油流道，所述阀体内还设有与回油通道连通的补油腔，在补油腔上远离回油流道的一端还接有空气腔，所述空气腔的一端与补油腔之间采用弹性薄膜隔开，另一端采用可往复移动的活塞密封。

进一步的，所述空气腔在其与补油腔的交界处壁面还设有凸台，所述弹性薄膜固定在凸台上。

进一步的，所述空气腔内充入有气体，并由气体给予弹性薄膜向补油腔运动的力。

进一步的，所述活塞的外侧表面还设有与阀体密封的的密封圈。

进一步的，在阀芯旁还设有带动其移动的第一驱动机构，在活塞的一侧还设有带动其往复移动的第二驱动机构。

更进一步的，所述第一驱动机构包括第一驱动动块、第一驱动电磁铁和第一驱动弹簧，其中，所述第一驱动动块与阀芯固定连接，所述第一驱动电磁铁围绕所述第一驱动动块布置，所述第一驱动弹簧的一端固定，另一端连接所述第一驱动动块。

更进一步的，所述第二驱动机构包括第二驱动动块、第二驱动电磁铁和第二驱动弹簧，其中，所述第二驱动动块与活塞固定连接，所述第二驱动电磁铁围绕所述第二驱动动块布置，所述第二驱动弹簧的一端固定，另一端连接所述第二驱动动块。