本發(fā)明涉及液壓、化工等工業(yè)領(lǐng)域，具體是涉及了一種用于誘導空蝕、減小空蝕對閥芯重要表面破壞的閥芯結(jié)構(gòu)，作為液壓系統(tǒng)內(nèi)重要閥芯的保護裝置。

背景技術(shù)：

液壓泵、閥和水利機械等流體機械，隨著現(xiàn)代高需求的應(yīng)用而出現(xiàn)空化現(xiàn)象?？栈侵府斄黧w局部壓力低于液體汽化壓力時，液體內(nèi)部形成蒸汽或氣體析出形成汽泡即空化泡的過程。當空化泡從低壓區(qū)流經(jīng)高壓區(qū)時，在周圍液體高壓力的作用下體積縮小而潰滅，隨之伴隨產(chǎn)生壓力沖擊波、高速微射流和發(fā)光等現(xiàn)象。會產(chǎn)生空化空蝕、振動、噪聲和效率損失等嚴重后果。而空蝕是指空化泡在形成和潰滅過程中對周圍壁面材料產(chǎn)生的剝蝕破壞。空蝕主要發(fā)生在水利系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)內(nèi)等關(guān)鍵部位。關(guān)鍵零部件的空蝕破壞會使液壓系統(tǒng)效率降低甚至失效?？瘴g破壞為國家國民經(jīng)濟發(fā)展帶來了損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了減小并抑制閥芯內(nèi)空化對閥芯本體產(chǎn)生的空蝕破壞，本發(fā)明提供了一種抗空蝕閥芯結(jié)構(gòu)，可有效減小空蝕破壞、提高生產(chǎn)效率、延長閥芯使用壽命，并可節(jié)約能源。

為了實現(xiàn)上述有效的抗空蝕過程，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

所述閥芯上布置有用于抗空蝕的空蝕誘導孔，空蝕誘導孔布置在閥芯上的易空化部位。

所述的空蝕誘導孔將空化泡潰滅時的微射流誘導至自身孔內(nèi)，利用自身孔內(nèi)的液體減緩微射流沖擊速度，從而有效減小空蝕破壞，保護閥芯。

所述的易空化部位是指閥芯上受液體沖擊的部位或者表面。例如滑閥中，液體入口正對的閥芯表面。

所述的空蝕誘導孔沿圓周均勻布置在閥芯的表面。

所述的空蝕誘導孔至少布置一圈圓周。

所述的空蝕誘導孔的直徑d為0.5mm～5mm，深度h為1mm～10mm。

本發(fā)明孔的尺寸是空化射流特殊設(shè)計，是適用于各種尺寸的閥芯，無論閥大閥小，上述尺寸的空蝕誘導孔都能適用，來抗空蝕。

所述的空蝕誘導孔的孔端邊緣設(shè)置有圓角。

優(yōu)選地，為了營造有效的空化泡潰滅射流朝向空蝕誘導孔的條件，所述空蝕誘導孔的深度h為兩倍的直徑，即h＝2d。

所述的閥芯是指在滑閥中的閥芯。具體來說，閥芯為圓柱閥或圓錐閥等節(jié)流閥芯。

前述的閥芯結(jié)構(gòu)置于流體系統(tǒng)中空蝕發(fā)生區(qū)域，減小、抑制空蝕破壞。

空化是當液體內(nèi)局部壓力降低時，液體內(nèi)部蒸汽或氣體析出形成的空泡初生、發(fā)展和潰滅的過程。液體在高速(一般為10m/s以上)通過閥芯時會產(chǎn)生空化。空泡的形成和潰滅會導致周圍液體的流動形成微射流，液體的流動方向根據(jù)限制域的不同，微射流方向也會不同，空化泡潰滅微射流會全部朝向管道內(nèi)。目前對空蝕的相關(guān)研究認為固、液界面附近的空泡潰滅時形成的微射流的高速反復沖擊是造成空蝕破壞的主要原因。因此改變空化潰滅微射流方向及降低微射流沖擊速度是減小、抑制空蝕的有效手段。

本發(fā)明的抗空蝕閥芯結(jié)構(gòu)可以通過空蝕誘導孔將空化泡潰滅時的微射流誘導至充滿液體的空蝕誘導孔內(nèi)，并利用空蝕誘導孔內(nèi)的液體減緩微射流沖擊速度，從而有效減小空蝕破壞，保護閥芯。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：

本發(fā)明為液壓閥抗空蝕技術(shù)提供了一種全新的、高效的方式，通過在閥芯空蝕發(fā)生嚴重區(qū)域的表面均布一周空蝕誘導孔，改變空化泡潰滅微射流的方向和速度，從而抑制空蝕。

本發(fā)明的抗空蝕閥芯結(jié)構(gòu)加工方便、安全、可靠，抗空蝕效果好，以非常簡單的結(jié)構(gòu)能大幅度減小閥芯空蝕破壞、保護閥芯閥體結(jié)構(gòu)的表面。

附圖說明

圖1為本發(fā)明抗空蝕閥芯結(jié)構(gòu)的示意立體圖。

圖2為本發(fā)明抗空蝕閥芯結(jié)構(gòu)的示意局部剖面圖。

圖3為本發(fā)明抗空蝕閥芯結(jié)構(gòu)的空蝕誘導孔局部剖面圖。

圖4為本發(fā)明抗空蝕閥芯結(jié)構(gòu)的原理示意圖。

圖中：1為閥芯，2為空蝕誘導孔，3為空蝕空泡。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例針對滑閥中圓柱閥的閥芯，液體入口正對的圓柱閥周面上沿多個圓周均布置有盲孔作為空蝕誘導孔2，每一圈圓周的空蝕誘導孔2沿周向間隔均布。

具體實施中，空蝕誘導孔2的直徑d為0.5mm～5mm，深度h為1mm～10mm，并且h＝2d。優(yōu)選的，誘導孔的深度h為2d。

如圖4所示，實施時將水流經(jīng)過滑閥，經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)：

空蝕誘導孔不存在時，空化泡在潰滅時的潰滅射流會朝向閥芯表面。

空蝕誘導孔存在時，將空化泡潰滅時的微射流誘導至充滿液體的空蝕誘導孔內(nèi)，空蝕誘導孔內(nèi)的液體減緩微射流沖擊速度，從而有效減小空蝕破壞，保護閥芯。

由此可見，本發(fā)明的空蝕誘導孔可有效將空化射流引導到空蝕誘導孔內(nèi)，通過空蝕誘導孔內(nèi)的流體消耗空化潰滅的射流動能，避免空化泡潰滅射流對閥體重要部位的沖擊，從而減小或抑制閥體表面的空蝕。

以上所述內(nèi)容，僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制。任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可以利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做些許的改動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗空蝕閥芯結(jié)構(gòu)。閥芯上布置有用于抗空蝕的空蝕誘導孔，空蝕誘導孔布置閥芯上的易空化部位；易空化部位是指閥芯上受液體沖擊的部位或者表面；所述的空蝕誘導孔沿圓周均勻布置在閥芯的表面。空蝕誘導孔可有效將空化射流引導到空蝕誘導孔內(nèi)，通過空蝕誘導孔內(nèi)的流體消耗空化潰滅的射流動能，避免空化泡潰滅射流對閥體重要部位的沖擊，從而減小或抑制閥體表面的空蝕。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒俊;李博;吉晨;楊華勇
受保護的技術(shù)使用者：浙江大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.09
技術(shù)公布日：2017.11.07