新型液控单向阀结构设计

新型液控单向阀结构设计

夏征盛

夏征盛

提要|本文提出了一种液控单向阀结构设计方案，介绍了其工作过程。采用该结构的液控单向阀操作简单方便又安全，解决了由手动保压、卸压带来的安全隐患的问题。

关键词|液控单向阀结构设计

中图分类号|O59

作者信息|夏征盛，男，1978年生，温州人，本科，温州职业技术学院机械工程系教师，讲师，研究方向：机械设计，325000。

一、引言

单向控制阀上在液压传动中用来控制流体流动方向的一种元件。一般单向阀包括阀体、阀芯和阀杆，阀芯在抵压弹簧的作用下与阀门油路通道的密封圈密封连接；阀座上设有阀杆，阀杆一端设有控制手轮，另一端位于阀孔中且朝向阀芯。通常状态下，当油从进油孔进入阀体，油压将阀芯从密封面顶开，然后通过油嘴供向液压设备，形成单向液压油路；当断开进油孔的供油时，阀芯在抵压弹簧的作用下自动回弹到密封连接，对正在运行的液压设备形成自动封油保压作用；操作手轮，驱动阀杆推动阀芯沿着油路通道运动，使其脱开与油路通道的密封连接，使正在运行的液压设备得到卸压。

上述结构的液压控制阀在保压、卸压时都需要通过手动操作手轮才能运行，不仅操作麻烦，而且容易因操作不当引发安全事故。当操作者忘记或疏忽操作手轮，在阀杆并没有将阀芯顶开的前提下，就通过泵站对液压设备进行升压卸载，结果会造成运行中的液压设备在双倍压力的状况下工作，从而引发液压设备的破坏；若手轮没有旋松，阀杆顶住阀芯没有回弹，仍在处于进油通路的状态下，泵站处在停供不稳压的情况时，会造成液压设备的活塞自动回落，从而引发安全事故。

为了克服上述问题，本文提供了一种操作简单方便又安全的液压控制阀，解决了由手动保压、卸压带来的安全隐患的问题。为了实现上述目的，液压控制阀采用的技术方案是：液压控制阀包括阀体，阀体中设有互相导通的油路通道和阀孔，油路通道与阀孔连接的一端设有密封面，油路通道的另一端设有油嘴，油路通道中设有钢珠和抵压弹簧，抵压弹簧的一端顶压着油嘴，抵压弹簧的另一端顶压着钢珠使钢珠与密封面连接，阀体上还设有与油路通道连接的进油孔，阀孔中设有阀杆，其特征在于：阀体相对设有油嘴的另一端设有阀座，阀座上设有活塞，活塞通过活塞杆与阀杆固定连接，阀体朝向阀座的端面设有横截面呈阶梯状的活塞孔，阀孔与活塞孔相通且同轴设置，活塞杆上套设有弹性件，弹性件抵压在活塞孔的阶梯面上，活塞杆朝向钢珠的端面设有橡胶垫，阀座上开设有加压油孔，加压油孔的一端与外界连通，加压油孔的另一端与所述活塞连接。

二、设计方案

（一）设备组成

液控单向阀包括阀体、阀芯、抵押弹簧、阀杆、活塞和活塞杆，阀体中设有互相导通的油路通道和阀孔，油路通道与阀孔连接的一端设有密封面，油路通道的另一端设有油嘴，油路通道中设有钢珠和抵压弹簧，抵压弹簧的一端顶压着油嘴，抵压弹簧的另一端顶压着钢珠使钢珠与密封面连接，阀体上还设有与油路通道连接的进油孔，阀孔中设有阀杆。在阀体相对设有油嘴的另一端设有阀座，阀座上设有活塞，活塞通过活塞杆与阀杆固定连接。阀体朝向阀座的端面设有横截面呈阶梯状的活塞孔，阀孔与活塞孔相通且同轴设置，活塞杆上套设有弹性件，弹性件抵压在活塞孔的阶梯面上，活塞杆朝向钢珠的端面设有橡胶垫，阀座上开设有加压油孔，加压油孔有三个，呈等边三角形分布于阀座上，加压油孔的一端与外界连通，加压油孔的另一端与活塞连接。阀体朝向阀座的端面开设有凹槽，阀座嵌设在凹槽中，且阀座通过密封圈与所述凹槽密封连接阀体朝向所述油嘴的端面开设有油嘴槽，油嘴嵌设于油嘴槽中并通过密封圈与阀体密封连接。

（二）设备具体工作过程

采用上述方案，阀体的一端开设有油路通道并通过油嘴与液压设备连接，液压油从进油孔进入推动钢珠离开密封面，使液压油通过油嘴进入液压设备，当进油孔停止供油，钢珠在抵压弹簧的弹性力的作用下回到密封面，形成自动封油保压的状态；当油路发生转换，进出油口调换，液压油从左边进油口进入，在液压油和弹簧的共同作用下，钢珠抵压在密封面，使油路保持断开状态，形成单向通油，反向断开的作用。

如果需要双向通行，可以通过阀体内的活塞和活塞杆实现。阀体的另一端连接有其内套装有活塞的阀座，活塞前端通过活塞杆与阀杆固定连接，阀座上开设有位于活塞后端的加压油孔。当需要反向通行的时候，液压油通过加压油孔注入推动活塞带动阀杆向钢珠方向运动，推动钢珠离开密封面，实现进出油口的畅通，正、反双向皆可实现通路，也可以使液压设备实现卸压操作。为了使活塞运动更加平稳，在阀座上设置了三个加油油孔，在加压的过程中，作用在活塞上的推力作用均匀，活塞运动稳定，顺利实现阀芯的脱离；阀体上设置的压力表，当不论是在保压、加压或者卸压的过程中，都能从压力表上直接观测到受载体的载荷变化，保证监控操作。活塞杆前端设置橡胶垫可以起到密封作用，防止渗漏油现象的产生，同时可以起到减少活塞杆与活塞孔底面的摩擦，延长其使用寿命，节约维修费用。

（三）设备运行的特点

与普通单向阀对比，该设备具有了双向通行，即可保压，又可卸压的特点；同时由于通过液压油控制，便于实现自动化和远程控制，解决了手动保压、卸压带来的安全隐患的问题，操作既简单方便又能安全可控。

与其他液控单向阀对比，该设备在活塞安装的阀座内开设三个加油孔，呈等边三角形均匀分布在阀座上，这样的设置保证了压力油均匀的进入阀座，活塞能够均匀受力，运动平稳；为了保证设备的安全运行，并且实现实时监控的功能，在阀体上设有压力表，压力表的探测头伸入到所述油路通道中，对油道的压力起到实时监控的作用；为了实现阀体密封性能，在多处结构上进行了改良。在阀体朝向阀座的端面开设有凹槽，将阀座嵌设在凹槽中，并且在阀座和凹槽中装有密封圈，通过密封圈起到密封连接作用；阀体朝向油嘴的端面开设有油嘴槽，将油嘴嵌设于油嘴槽中，也在他们之间安装密封圈，通过密封圈起密封连接作用。通过以上结构的改良设计，该新型液控单向阀结构合理，能够实现实时监控，安全工作，密封保护等功效。

三、结束语

单向阀的结构很多，不同的结构可以实现不同的功能。在传统单向阀的基础上改良的液控单向阀既能实现远程控制，又可以解决手动保压、卸压带来的安全隐患问题，，由于其操作简单方便又安全，在很多的液压控制油路中都需要用到。本设备对液控单向阀再进行了改良设计，通过结构设计、安装压力表、密封圈密封连接，提高了液控单向阀的工作稳定性、密封性和安全性，能更好的适应各种液压油路的工作要求。当然，具体结构还可以根据具体工况进行适当的改良。

参考文献：

[1]陆培文.实用阀门设计手册[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]张利平.液压阀原理、使用与维护[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3]陆一心.液压阀使用手册[M].北京：化学工业出版社，2009.

[4]张利平.液压阀原理使用与维护[M].北京：化学工业出版社，2005.

[5]刘惟信.机械最优化设计[M].北京：清华大学出版社，1994.

(责任编辑:张莉)