專利名稱:節(jié)能增速閥的制作方法
本實(shí)用新型屬于液壓閥的技術(shù)領(lǐng)域：
，是一種節(jié)能增速閥，主要適用于鉆井工程的防噴控制系統(tǒng)中。若用在其它具有差動(dòng)油缸的液壓機(jī)械中，可達(dá)到節(jié)能并提高工作效率的目的。
鉆井工程中的防噴控制系統(tǒng)體積大、重量大、耗能多，例如目前在油田現(xiàn)場(chǎng)使用的FYQK－2124防噴器液壓控制系統(tǒng)。為了減少防噴器控制系統(tǒng)的體積，減輕重量，同時(shí)提高防噴器的關(guān)閉速度和達(dá)到節(jié)能的目的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)出一種節(jié)能增速閥。
節(jié)能增速閥的主要特征是閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成在正常工況下具有常開(kāi)的兩條油路，能串連在油路中的四個(gè)連接油口。閥芯為兩體組合、彈簧復(fù)位和不同承壓面的差動(dòng)結(jié)構(gòu)。在換向閥的配合下，利用來(lái)自動(dòng)力源的流體進(jìn)行壓力控制，自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)油缸柱塞桿的回縮，外伸時(shí)的油缸兩腔合流在預(yù)定的壓力下關(guān)閉合流的動(dòng)作，最終通過(guò)對(duì)有桿腔內(nèi)流體的再利用，而達(dá)到節(jié)能和增速的目的。
本實(shí)用新型還具有以下特征1.閥芯兩端設(shè)計(jì)了增壓臺(tái)階，可保證在手動(dòng)泵提供的靜壓流體控制下，較容易地實(shí)現(xiàn)的閥的正常開(kāi)啟，合流與關(guān)閉合流的動(dòng)作。
2.大直徑的增速柱塞，可保證在較高的壓力下，快速關(guān)閉合流，從而使關(guān)閉合流時(shí)的內(nèi)漏減小，并允許閥芯有較大卡阻的情況下，仍能正常工作，提高了工作的可靠性。
3.左端串聯(lián)單向閥，在合流前的瞬間該閥處在關(guān)閉位置，因此增速柱塞不會(huì)直接受到?jīng)_擊壓力峰值的影響，而提前關(guān)閉合流。
4.增速柱塞的供油設(shè)計(jì)了節(jié)流孔，排出設(shè)計(jì)了阻尼孔，這樣可把高速運(yùn)動(dòng)的增速柱塞其最終速度減小，因此壓力沖擊和機(jī)械振動(dòng)被控制在允許的范圍內(nèi)。
5.增速柱塞有兩個(gè)承壓面，第一承壓面與閥芯構(gòu)成差動(dòng)，利用兩個(gè)面積差與右端彈簧力平衡，大大減小了彈簧剛度，第二承壓面使關(guān)閉合流加速，可提高節(jié)能效率。
6.為增速柱塞設(shè)計(jì)了兩條控制油路，在開(kāi)啟和關(guān)閉合流過(guò)程中，可保證排油和供油的連續(xù)性。
7.在正常工況下，把閥的開(kāi)啟和關(guān)閉兩條道路設(shè)計(jì)成常開(kāi)、直通式，可提高工作的可靠性減小能量損失。
8.閥芯中間的空腔為油缸活塞桿外伸時(shí)油路，并把相應(yīng)的兩個(gè)連接油口圈閉在該腔之內(nèi)，便于實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償密封或柔性密封結(jié)構(gòu)，并可減小閥芯卡阻，提高密封壽命。
9.復(fù)位彈簧既起復(fù)位作用，又起承載作用，彈簧剛度小，調(diào)節(jié)靈敏，小的剛度還提高了閥的工作穩(wěn)定性。
附圖1為節(jié)能增速閥的結(jié)構(gòu)示意圖。密封結(jié)構(gòu)為第一種形式。開(kāi)啟腔與 關(guān)閉腔采用壓力補(bǔ)償密封結(jié)構(gòu)。
附圖2為節(jié)能增速閥的結(jié)構(gòu)示意圖，密封結(jié)構(gòu)為第二種形式。開(kāi)啟腔與關(guān)閉腔之間采用間隙和錐面兩道密封。
下面結(jié)合附圖做以詳細(xì)的說(shuō)明圖1為節(jié)能增速閥密封結(jié)構(gòu)的第一種形式。
該閥由閥體(31)，單向閥(33)，單向閥彈簧(32)，增速柱塞(34)，閥芯(35)，e腔彈簧(36)，密封套(37)、(315)，柱塞(38)、(313)，復(fù)位彈簧(311)等主要部件組成。閥體(31)上有四個(gè)連接油口(39)、(310)、(312)、(314)，其中連接油口(39)、(310)分別與油缸(4)的兩端相連，連接油口(312)、(314)分別與三位四通換向閥(2)的兩個(gè)油口連接。在正常工況下，開(kāi)啟腔油路(39)、(314)與關(guān)閉腔油路(310)、(312)均處在常通狀態(tài)。只有在三位四通換向閥處在中位，即閥體內(nèi)沒(méi)有油壓或系統(tǒng)只具有一定液柱高度的靜壓下，由于復(fù)位彈簧(311)的作用，才使節(jié)能增速閥處在合流位置。閥體上開(kāi)有四條控制油路a、b、f、l，其中a、b、l始終與閥的關(guān)閉腔相通，a、b油路可控制增速柱塞(34)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且有一定的節(jié)流作用。油路f在單向閥(33)打開(kāi)時(shí)，與a油路及閥的關(guān)閉腔構(gòu)成通路，為增速柱塞左邊的腔中供給和排出流體。油路l在合流前，為控制閥芯的起動(dòng)通道。增速柱塞(34)有兩個(gè)承壓面(h)(g)，圓形槽(h)作為第一承壓面，圓形槽內(nèi)徑與外徑之間的部分構(gòu)成第二承壓面(g)關(guān)閉合流時(shí)，兩個(gè)面依次承壓。第二承壓面(g)又包括兩條環(huán)形密封面，并靠d腔中的油壓實(shí)現(xiàn)密封。d腔始終與閥的開(kāi)啟腔相通。增速柱塞(34)可與閥體(31)、閥芯(35)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這兩處的密封均采用低阻柔性組合密封結(jié)構(gòu)。閥芯(35)上設(shè)有e腔和阻尼孔c。在e腔中裝有密封套(37)、(315)分別與柱塞(38)、(313)之間為平面接觸。該平面面積適當(dāng)，光滑尖堅(jiān)，在彈簧力和液壓力的作用下實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償密封，并可以在開(kāi)啟腔或關(guān)閉腔只有一個(gè)腔有壓的情況下，均能實(shí)現(xiàn)可靠的密封。在閥芯(35)往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有密封套(37)的右側(cè)瞬時(shí)越過(guò)連接油口(39)而自由滑過(guò)，左側(cè)始終與柱塞(38)保持接觸，密封套(315)一直把連接油口(314)圈閉在它的內(nèi)徑之內(nèi)，即始終保持與柱塞(313)的完全接觸。阻尼孔c可在增速柱塞(34)向關(guān)閉合流方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，把液壓沖擊和機(jī)械震動(dòng)減少到比較低的限度。閥芯(35)兩端與增速柱塞(34)和閥體(31)之間均有個(gè)接觸平面，該平面為增壓臺(tái)階(317)，可保證在手動(dòng)泵供給的靜壓下，閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作自如、迅速。其中右端增壓臺(tái)階(316)還承受關(guān)閉合流時(shí)增速柱塞給予較大沖擊載荷。閥芯與閥體之間有左、中、右三處導(dǎo)向，只有左端需要密封，此處也采用低阻柔性組合式密封。閥芯(35)除以上結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外，還起到合流過(guò)程中強(qiáng)行打開(kāi)單向閥(33)的作用。復(fù)位彈簧(311)即可以復(fù)位，又是承載彈簧，必要時(shí)還可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。
圖2為節(jié)能增速閥密封結(jié)構(gòu)的第二種形式。這種形式，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，閥芯的端部為一錐面，閥芯中間的空腔為油缸活塞桿外伸時(shí)油路，并把相應(yīng)的兩個(gè)連接油口(39)、(314)圈閉在該腔之內(nèi)。閥芯的左端與閥體(31)之間采用低阻柔性組合結(jié)構(gòu)，右端與閥體之間為保持開(kāi)啟腔與關(guān)閉腔的密封可靠，采用了兩道密封，即間隙密封和錐面密封。在閥芯(35)往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有間隙密封表面的一側(cè)會(huì)瞬時(shí)通過(guò)連接油口(39)，而連接油口(314)仍被圈閉在e腔之內(nèi)，阻尼孔c可在增速柱塞(34)向關(guān)閉合方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，把液壓沖擊和機(jī)械震動(dòng)減小到較低限度。其它結(jié)構(gòu)和作用均與第一種形式的一致。
具體的工作過(guò)程圖1為換向閥(2)處在中位狀態(tài)時(shí)，為節(jié)能增速閥不工作位置。此時(shí)，由于來(lái)自動(dòng)力源〔蓄能器(5)，手動(dòng)泵(7)，電動(dòng)泵(8)〕的壓力油路被切斷，閥體(31)在無(wú)壓或只有一定液柱高度的靜壓下，靠閥芯(35)復(fù)位彈簧(311)的作用，將閥芯推到左端位置，使開(kāi)啟油路的連接油口(314)被圈閉在密封套(315)的內(nèi)徑之內(nèi)，連接油口(39)與關(guān)閉腔的連接油口(310)、(312)相通，左端單向閥(33)被閥芯(35)強(qiáng)行推到最大開(kāi)度。為下步的正常開(kāi)啟和關(guān)閉作好了準(zhǔn)備。
搬動(dòng)換向閥(2)使之處在左端位置，此時(shí)，來(lái)自動(dòng)力源的壓力介質(zhì)，通過(guò)連接油口(314)進(jìn)入e腔，再經(jīng)過(guò)阻尼孔c進(jìn)入閥芯(35)的左端d腔中，當(dāng)作用在閥芯上的液壓力大于(311)的彈簧力和摩擦阻力時(shí)，閥芯開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，一旦閥芯脫開(kāi)增速柱塞，由于增壓臺(tái)階(317)的作用，使閥芯加速運(yùn)動(dòng)，直到閥芯右端與閥體(31)接觸為止，這時(shí)油缸柱塞桿(42)一側(cè)與來(lái)自動(dòng)力源的油路完全接通，使油缸柱塞桿向回縮方向運(yùn)動(dòng)。同時(shí)油缸無(wú)桿腔，節(jié)能增速閥的連接油口(310)、(312)，控制油路a、b均與油箱相通。
換向閥(2)從左端位置移到右端位置的瞬間，油缸的無(wú)桿端，節(jié)能閥的連接油口(310)、(312)，均與來(lái)自動(dòng)力源的高壓油路接通，此時(shí)由于左端單向閥(33)是關(guān)閉的，所以只有閥芯右端受到壓力介質(zhì)的作用，在油缸活塞(41)還未來(lái)得及起動(dòng)，閥芯就開(kāi)始向合流方向移動(dòng)了，一旦閥芯與閥體之間的接觸面脫開(kāi)，閥芯運(yùn)動(dòng)的合力加大，速度加快，直至最終完全合流，這時(shí)連接油口(39)與到無(wú)桿腔的連接油口(310)、(312)接通，而連接油口(314)仍被圈閉在密封套(315)的內(nèi)徑之內(nèi)，并且使d、e腔，阻尼孔c同時(shí)與油箱相通。在閥芯開(kāi)始移動(dòng)之后，左端單向閥(33)也開(kāi)始打開(kāi)，直到最終靠閥芯推動(dòng)到最大開(kāi)度，這時(shí)控制油路a首先與油路f接通，當(dāng)油缸柱塞桿(42)端的載荷增加時(shí)，增速柱塞的h腔中的壓力也隨著上升，當(dāng)作用在增速柱塞(34)上的液壓力大于摩擦力和彈簧力之和時(shí)，閥芯被推著向關(guān)閉合流方向移動(dòng)，由于第二承壓面的作用，使關(guān)閉合流的運(yùn)動(dòng)加速。單向閥的開(kāi)度由大變小，直至完全關(guān)閉。油路f與油路a切斷，同時(shí)油路b與h腔連通，以保證壓力介質(zhì)的供給。在阻尼孔c的作用下，使增速柱塞的最終速度減慢。最后合流完全關(guān)閉，這時(shí)，油缸的有桿腔，連接油口(39)、(314)全部與油箱相通。這樣就保證了活塞(41)的最終作用力不變。
權(quán)利要求
1.一種由單向閥、增速柱塞、閥芯柱塞和復(fù)位彈簧組成的節(jié)能增速閥，其特征是增速柱塞設(shè)置在閥芯的左端，復(fù)位彈簧設(shè)置在閥芯的右端，增速柱塞在單向閥和閥芯之間，閥體上設(shè)有四個(gè)控制油路，其中a、b、l油路與閥體的關(guān)閉腔相通，f油路設(shè)在單向閥與閥芯之間，閥體上設(shè)有四個(gè)連接油口，其中兩個(gè)與油缸相連，另外兩個(gè)與換向閥相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的節(jié)能增速閥，其特征在于增速柱塞上有一個(gè)圓形槽作為第一承壓面，圓形槽內(nèi)徑與外徑之間的部分構(gòu)成第二承壓面。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的節(jié)能增速閥，其特征在于單向閥為球形狀，單向閥的一端裝有彈簧，頂在閥體上，單向閥另一端與閥芯的后部接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的節(jié)能增速閥，其特征在于閥芯的中部設(shè)有e腔，e腔的左側(cè)是阻尼孔c。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的閥芯，其特征在于閥芯e腔中裝有彈簧，e腔內(nèi)裝有密封套。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的閥芯，其特征在于閥芯的右側(cè)為一錐形端面。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5、6所述的閥芯，其特征在于閥芯的兩端均有個(gè)接觸平面，該平面為增壓臺(tái)階。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的節(jié)能增速閥，其特征在于復(fù)位彈簧一端設(shè)在閥體關(guān)閉腔內(nèi)，另一端與閥芯右端接觸，復(fù)位彈簧可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。
專利摘要
本實(shí)用新型是一種節(jié)能增速閥，主要用于鉆井工程的防噴控制系統(tǒng)中。節(jié)能增速閥設(shè)計(jì)成在正常工況下具有常開(kāi)的兩條油路，能串連在油路中的四個(gè)連接油口。閥芯為兩體組合、彈簧復(fù)位和不同承壓面的差動(dòng)結(jié)構(gòu)。在換向閥的配合下，利用來(lái)自動(dòng)力源的流體進(jìn)行壓力控制，自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)油缸柱塞桿的回縮。外伸時(shí)的油缸兩腔合流，在預(yù)定的壓力下關(guān)閉合流的動(dòng)作，最終通過(guò)對(duì)有桿腔內(nèi)流體的再利用而達(dá)到節(jié)能增速的目的。
文檔編號(hào)F15B13/02GK86203693SQ86203693
公開(kāi)日1987年7月15日 申請(qǐng)日期1986年6月7日
發(fā)明者李洪敏, 陳香凱 申請(qǐng)人:石油工業(yè)部石油勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院機(jī)械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan