本發(fā)明屬于液壓技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種主要應(yīng)用于工作在100MPa以上超高壓設(shè)備上的超高壓卸壓閥。

背景技術(shù)：

超高壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于等靜壓處理、超高壓射流、食品超高壓處理、深海壓力試驗(yàn)等行業(yè)。但由于受到材料科學(xué)、密封技術(shù)等科技水平的限制，用于食品超高壓處理和大容積等靜壓設(shè)備等需頻繁升降壓設(shè)備的疲勞壽命阻礙著超高壓技術(shù)在這些行業(yè)的進(jìn)一步應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。其中，超高壓卸壓閥的壽命是最難解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

超高壓技術(shù)在航天航空復(fù)合材料、陶瓷、高強(qiáng)度工程塑料、超硬材料制造、化學(xué)工業(yè)、石油化工、加工技術(shù)、等靜壓處理、超高靜壓擠壓、粉末冶金、金屬成形以及地球物理、地質(zhì)理學(xué)研究等領(lǐng)域、特種材料等研究領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用?？捎糜诳刂瓶諝?、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動(dòng)。在這些領(lǐng)域中要求壓力容器內(nèi)的壓力按工藝要求實(shí)現(xiàn)平滑曲線方式緩慢卸壓,避免大壓降現(xiàn)象導(dǎo)致產(chǎn)品形成內(nèi)應(yīng)力。在超高壓系統(tǒng)中,超高壓卸壓閥對(duì)系統(tǒng)的卸壓速度和精度有很大的影響。在超高壓系統(tǒng)卸壓速度控制中,超高壓卸壓閥起著關(guān)鍵性作用。超高壓技術(shù)是指利用大于100MPa的壓力處理材料，使其達(dá)到人們所需要的目的的一門新技術(shù)。超高壓卸壓閥在系統(tǒng)中的作用是控制卸壓，是超高壓系統(tǒng)少有的幾個(gè)活動(dòng)最頻繁的部件之一，其性能直接影響系統(tǒng)工作的可靠性、安全性、工作效率和使用壽命。超高壓閥的主要失效原因?yàn)?，氣蝕和沖蝕磨損，而影響氣蝕和沖蝕的因素很多，主要有材料的力學(xué)性能、流體力學(xué)因素和環(huán)境影響。為達(dá)到啟閉或調(diào)節(jié)的目的，啟閉件是一個(gè)圓盤形的閥板，在閥體內(nèi)繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)。一般超高壓卸荷閥工作時(shí)，閥瓣在介質(zhì)壓力作用下受到一個(gè)向上的推力，系統(tǒng)中壓力越高所受到向上的推力越大，密封面的比壓就越低。并且閥門在關(guān)閉的瞬間受到控制壓力的作用，對(duì)閥座產(chǎn)生很大的沖擊力，易損壞密封面而降低閥門的使用壽命。從力學(xué)上分析，因?yàn)殄F形閥是懸臂梁，在高壓高速流體的沖擊下，在高頻振動(dòng)下容易產(chǎn)生振動(dòng)和疲勞斷裂。超高壓卸壓閥是超高壓設(shè)備加壓工作完畢后釋放超高壓，使其工作介質(zhì)降到常壓的部分。由于超高壓卸壓閥卸壓時(shí)前后壓差非常大，特別是當(dāng)卸壓閥打開(kāi)的初始瞬間，壓差處于最大，流速非常高，沖擊力很大，容易引起閥芯沖蝕，加上摩擦發(fā)熱引起閥芯溫度升高導(dǎo)致硬度降低，因此閥芯會(huì)很快被沖壞，失去密封功能。超高壓卸壓閥在設(shè)備中的作用是控制卸壓，不僅要求運(yùn)動(dòng)靈活、密封性好，而且要求耐高壓、耐熱、耐沖擊、耐磨損等，其性能直接影響系統(tǒng)工作的可靠性、安全性、工作效率和使用壽命。超高壓卸壓閥的主要失效形式是閥芯的變形、斷裂、碎裂、密封面出現(xiàn)溝槽、凹坑,密封環(huán)及其附近燒傷。為提高超高壓卸壓閥的壽命，現(xiàn)有技術(shù)主要采取的措施主要有；1.閥芯選擇抗磨和紅硬性好的材料。2.對(duì)超高壓閥使用的材料，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砗捅砻嬗不幚矸椒ㄌ岣咂鹂箶D壓和耐沖蝕性能。3.超高壓卸壓閥采用特殊結(jié)構(gòu)。如：采用自緊式密封結(jié)構(gòu)。采用以上措施，壽命可延長(zhǎng)到幾百次。現(xiàn)有技術(shù)采取的措施主要針對(duì)超高壓卸壓閥的閥芯和閥座，雖然可以部分地解決上述缺陷，但在結(jié)構(gòu)上仍然存在兩個(gè)不足之處，一是超高壓的釋放在閥芯與閥座之間，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，使超高壓卸壓閥閥芯與閥座溫度升高。溫度越高，超高壓卸壓閥的閥芯與閥座壽命越短；二是超高壓卸壓閥的閥芯與閥座承受介質(zhì)的高速?zèng)_刷，導(dǎo)致其失效，失去密封能力。決定超高壓卸壓閥的壽命的閥芯和閥座的兩個(gè)關(guān)鍵因素：1.流體高速?zèng)_蝕閥芯和閥座；2.流體高速流徑閥芯和閥座是摩擦發(fā)熱引起溫度升高，導(dǎo)致閥芯和閥座硬度降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能夠避免超高壓卸壓過(guò)程中閥芯高速?zèng)_蝕和溫度過(guò)高，可顯著提高其壽命的超高壓卸壓閥。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種超高壓卸壓閥，包括：裝配在卸壓閥右端閥體4孔中的缸體10，設(shè)置在缸體10孔中的活塞9，在活塞9左端內(nèi)置彈簧8，活塞推動(dòng)閥芯7，閥芯7通過(guò)內(nèi)套6環(huán)槽頂在閥座5錐孔上，對(duì)接進(jìn)口接頭3中心節(jié)流孔，其特征在于：進(jìn)口接頭3的大端制螺紋孔，小端臺(tái)階軸制有通向閥體4閥腔的圓錐腔節(jié)流孔，該圓錐腔節(jié)流孔連通閥座5中心孔，正對(duì)閥芯7的頂尖；在上述進(jìn)口接頭3的大端制螺紋孔螺接有緊固螺母2，一個(gè)長(zhǎng)度范圍設(shè)定在幾十毫米或者更長(zhǎng)的節(jié)流管1通過(guò)所述進(jìn)口接頭3小端臺(tái)階軸的通徑孔連通上述圓錐腔節(jié)流孔的小端；卸壓時(shí)，流體在節(jié)流管1的阻尼作用下逐漸釋放壓力，將產(chǎn)生的熱量傳遞到節(jié)流管，通過(guò)節(jié)流管散熱。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。

避免了閥芯溫度的過(guò)高和高速?zèng)_蝕，可顯著提高超高壓卸壓閥壽命。本發(fā)明在超高壓卸壓閥前端設(shè)置長(zhǎng)度為幾十毫米或者更長(zhǎng)小孔的節(jié)流管。卸壓時(shí)，流體經(jīng)過(guò)節(jié)流管，由于阻尼作用，壓力逐漸釋放，超高壓卸壓產(chǎn)生大量的熱量通過(guò)很長(zhǎng)節(jié)流管溫度升高而散熱，同時(shí)閥座5通徑加大及活塞9行程增長(zhǎng)加大了超高壓卸壓閥的開(kāi)度，使流體介質(zhì)通過(guò)超高壓卸壓閥閥芯和閥座的速度不至于太快，減弱對(duì)超高壓卸壓閥閥芯和閥座沖刷而提高其使用壽命，改變了超高壓卸壓閥閥芯和閥座經(jīng)受流體的超高速和大的沖擊作用力的狀況。節(jié)流管長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)很長(zhǎng)，壓力的釋放主要在節(jié)流管階段完成，流體的沖蝕損壞和壓力的釋放產(chǎn)生的熱量在節(jié)流管部分，溫度升高分散在節(jié)流管長(zhǎng)度上，避免閥芯溫度過(guò)高。使超高壓卸壓閥的閥芯和閥座主要完成開(kāi)關(guān)功能，沖蝕很小，不容易造成超高壓卸壓閥的密封失效。避免了閥芯和閥座之間既起開(kāi)關(guān)作用，又主要起壓力釋放作用的狀況，從而解決了傳統(tǒng)超高壓卸壓閥閥芯和閥座容易產(chǎn)生沖蝕損壞導(dǎo)致密封失效，設(shè)備不能正常工作問(wèn)題。即便是超高壓卸壓閥的節(jié)流管沖蝕損壞，只要不嚴(yán)重到爆破失效的狀況，設(shè)備仍然能正常工作，可顯著提高超高壓卸壓閥壽命，解決了超高壓卸壓閥壽命較低的問(wèn)題，提高了超高壓設(shè)備的可靠性，克服了卸壓閥壽命短，制約超高壓設(shè)備產(chǎn)業(yè)化的“瓶頸”問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明超高壓卸壓閥結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是另一種節(jié)流管方式實(shí)施例示意圖。

圖中：1節(jié)流管、2緊固螺母、3進(jìn)口接頭、4閥體、5閥座、6內(nèi)套、7閥芯、8彈簧、9活塞、10缸體、11.密封圈、12內(nèi)套組合密封、13閥芯組合密封、14密封墊、15螺套，16芯軸，A超高壓流體進(jìn)口、B流體卸壓出口、C控制油口。

具體實(shí)施方式

在圖1所示的超高壓卸壓閥實(shí)施例中，緊固螺母2前置內(nèi)孔螺接螺套15，帶動(dòng)節(jié)流管1圓錐頭體通過(guò)進(jìn)口接頭3的大端制螺紋孔，通過(guò)進(jìn)口接頭3小端臺(tái)階軸的通孔連通圓錐腔節(jié)流孔的小端；在進(jìn)口接頭與閥體4之間墊有密封墊14，進(jìn)口接頭3小端臺(tái)階軸將密封墊14固定在閥體4上。在閥體右端孔中裝配有缸體10，在缸體10圓孔中設(shè)有活塞9。為了密封缸體10內(nèi)孔，活塞9外圓上設(shè)有裝配密封圈11的環(huán)槽?；钊?左端制有裝配彈簧8的孔，活塞9頂住閥芯7，通過(guò)裝配在活塞9左端彈簧孔槽的內(nèi)置彈簧8推動(dòng)活塞9，使活塞有向右移動(dòng)的力。閥芯7裝在內(nèi)套6內(nèi)，閥芯7通過(guò)內(nèi)套6環(huán)槽頂在閥座5的錐孔里，內(nèi)套6左端制有裝配閥座5孔。裝在缸體10里的活塞9推動(dòng)閥芯7的頂尖壓住閥座5的錐孔，形成錐面密封，同時(shí)內(nèi)套6內(nèi)孔裝配有閥芯組合密封13，密封閥芯7的外徑。在內(nèi)套6外圓的環(huán)槽內(nèi)裝配有內(nèi)套組合密封12密封內(nèi)套6的外徑。

當(dāng)需要卸壓閥開(kāi)啟時(shí)，活塞9右端的控制油經(jīng)過(guò)控制油口C回油箱，活塞9在彈簧8的作用下向右移動(dòng)，高壓油經(jīng)超高壓流體進(jìn)口A推開(kāi)閥芯7，通過(guò)內(nèi)套6的環(huán)形槽，徑向流出閥體4的流體卸壓出口B，卸壓閥開(kāi)啟。超高壓流體經(jīng)過(guò)節(jié)流管1時(shí)，由于阻尼作用，壓力逐漸進(jìn)行釋放。同時(shí)閥座5通徑加大及活塞9行程增長(zhǎng)加大了超高壓卸壓閥的開(kāi)度。流體通過(guò)閥座5與閥芯7之間的密封面時(shí)壓力和流速顯著減低，沖蝕減弱。流體流經(jīng)閥芯和閥座摩擦發(fā)熱引起溫度升高顯著減低，閥芯和閥座硬度變化不大。閥芯和閥座之間主要起開(kāi)關(guān)作用，解決了決定超高壓卸壓閥的壽命的閥芯和閥座的兩個(gè)關(guān)鍵因素，延長(zhǎng)了超高壓卸壓閥壽命。

圖1中節(jié)流管是中心小孔節(jié)流。也可采用其它方式。如圖2是另一種節(jié)流管方式。節(jié)流管1孔中設(shè)置加工有微小螺旋溝槽的芯軸16，超高壓卸壓時(shí)，流體經(jīng)過(guò)芯軸16的螺旋溝槽，實(shí)現(xiàn)效果更佳的壓力釋放和散熱。芯軸16同心裝配在節(jié)流管1孔中，節(jié)流管1通過(guò)緊固螺母2內(nèi)置螺套15，將節(jié)流管錐尖埋入在進(jìn)口接頭3內(nèi)孔中，緊固螺母2螺接在進(jìn)口接頭3螺紋孔內(nèi)。這樣可以避免現(xiàn)有技術(shù)懸臂梁錐形閥，在高壓高速流體的沖擊下，在高頻振動(dòng)下容易產(chǎn)生振動(dòng)和疲勞斷裂的缺陷。由于錐形閥頭前端緊貼螺套15，芯軸16振動(dòng)很小或很難發(fā)生振動(dòng)，密封面不易受損，提高了閥門使用壽命。