一种液控冲击载荷发射阀

文档序号:1828406 发布日期:2021-11-12 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 一种液控冲击载荷发射阀 (Hydraulic control impact load transmitting valve ) 是由 邓璐 李想 欧阳斌 马名中 张成亮 马锐锋 郭威 李德南 于 2021-07-29 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种液控冲击载荷发射阀,包括主阀体,主阀体顶部设置有发射动力输出口,发射动力输出口与外部相连通;主阀体内部设置有压力腔室,压力腔室与发射动力输出口相连通;压力腔室用于接入外部的液压油或者液压气作为发射动力;主阀体内部还设置有主阀芯;主阀芯的顶部卡设套接于发射动力输出口内部;主阀芯的中部与压力腔室相配合形成封闭的环形腔室;主阀芯的底部卡设套接于主阀体底部内且两者接触面紧密贴合;主阀体底面设置有主阀盖,主阀盖与主阀芯的第一盲孔的内壁和主阀体底部内壁形成封闭结构。本发明适用于按照预设的曲线输出液压或气压动力来发射中高速冲击载荷,使负载按照设定的规律运动。(The invention provides a hydraulic control impact load transmitting valve which comprises a main valve body, wherein a transmitting power output port is arranged at the top of the main valve body and communicated with the outside; a pressure chamber is arranged in the main valve body and communicated with the launching power output port; the pressure chamber is used for being connected with external hydraulic oil or hydraulic gas to serve as launching power; a main valve core is also arranged in the main valve body; the top of the main valve core is clamped and sleeved inside the launching power output port; the middle part of the main valve core is matched with the pressure chamber to form a closed annular chamber; the bottom of the main valve core is clamped and sleeved in the bottom of the main valve body, and the contact surfaces of the main valve core and the main valve body are tightly attached; the bottom surface of the main valve body is provided with a main valve cover, and the main valve cover, the inner wall of the first blind hole of the main valve core and the inner wall of the bottom of the main valve body form a closed structure. The invention is suitable for transmitting medium-high speed impact load by outputting hydraulic or pneumatic power according to a preset curve, so that the load moves according to a set rule.)

一种液控冲击载荷发射阀

技术领域

本发明属于液压控制技术领域,具体涉及一种液控冲击载荷发射阀。

背景技术

以液压或气压为动力的冲击载荷发射装置通常需要在短时间内对发射指令作出响应,并按照预设的规律曲线输出液压或气压动力,而气液压动力的输出规律可以靠发射阀来实现。

典型的气液压发射装置,主要由气压或液压动力源、电磁换向阀、可变流量阀及其附件组成。但这种气液压发射装置普遍存在以下缺点:①冲击过载大,发射过程不可控;②发射加速距离长、减速慢;③难以满足中高速发射需求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足,提供一种液控冲击载荷发射阀,尤其适用于按照预设的曲线输出液压或气压动力来发射中高速冲击载荷,使负载按照设定的规律运动。

本发明采用的技术方案是:一种液控冲击载荷发射阀,包括主阀体,主阀体顶部设置有发射动力输出口,发射动力输出口与外部相连通;主阀体内部设置有压力腔室,压力腔室与发射动力输出口相连通;发射动力输出口的直径小于压力腔室;压力腔室用于接入外部的液压油或者液压气作为发射动力;主阀体内部还设置有主阀芯;主阀芯的顶部卡设套接于发射动力输出口内部;主阀芯的中部与压力腔室相配合形成封闭的环形腔室;主阀芯的底部卡设套接于主阀体底部内且两者接触面紧密贴合;主阀芯顶部的直径小于主阀芯中部和底部的直径;主阀芯中部和底部的直径相同;主阀芯同轴设置有向下开口的第一盲孔;主阀体底面设置有主阀盖,主阀盖与主阀芯的第一盲孔的内壁和主阀体底部内壁形成封闭结构;还包括第一弹簧;第一弹簧的顶端与主阀芯的第一盲孔的顶面固定连接,第一弹簧的另一端与主阀盖的上表面固定;发射动力进入该压力腔室后作用在主阀芯的中部顶端上并产生向下的压力使得主阀芯向下运动,主阀芯的顶部进入压力腔室使得主阀体的压力腔室经发射动力输出口与外部相连通并输出发射动力。

上述技术方案中,所述主阀芯的顶部设置有特型孔,特型孔的一端开口位于主阀芯的顶面,特型孔的另一端开口位于主阀芯的侧面;主阀芯的顶部进入压力腔室后,特型孔用于连通压力腔室与外部。

上述技术方案中,所述主阀盖上设置有控制油路接口,用于将控制发射阀动作的液压油导入主阀芯底部。

上述技术方案中,还包括一级缓冲活塞、第二弹簧、连接法兰和缓冲缸;缓冲缸通过连接法兰同轴固定于主阀体的底面;一级缓冲活塞的顶端固定于主阀芯的第一盲孔顶面,第一弹簧套接于一级缓冲活塞的外侧;一级缓冲活塞的底端设置于缓冲缸内;第二弹簧的顶端与一级缓冲活塞的底面固定连接,第二弹簧的底端与缓冲缸的底面固定连接。

上述技术方案中,一级缓冲活塞为底部直径大于中部直径的阶梯形结构;一级缓冲活塞的底部与缓冲缸的下侧内壁紧密接触,一级缓冲活塞的底面与缓冲缸的下侧内壁及底面配合形成封闭腔体;一级缓冲活塞的中部外表面与缓冲缸的上侧内壁和缓冲缸的顶面配合形成封闭腔体;所述一级缓冲活塞同轴设置有向下开口的第二盲孔;第二盲孔的壁体上设置有用于连通一级缓冲活塞外侧的缓冲缸和第二盲孔内部的引流孔;所述引流孔位于一级缓冲活塞中部;缓冲缸的上侧内壁和下侧内壁上分别设置有通过位于缓冲缸外侧管路相互连通的节流孔;缓冲缸底部设置有液压油。

上述技术方案中,还包括二级缓冲活塞,所述二级缓冲活塞的顶端同轴设置于一级缓冲活塞的第二盲孔的内部,二级缓冲活塞的底端固定于缓冲缸的底面,第二弹簧套接于二级缓冲活塞的外侧;二级缓冲活塞的头部为锥台结构;第二盲孔的顶部为倒置的锥形结构;所述二级缓冲活塞的头部的顶面直径小于第二盲孔的顶部的底面直径。

上述技术方案中,二级缓冲活塞的底端与缓冲缸的底面之间设置有调整垫片。

上述技术方案中,主阀芯中部的外表面开设有环形槽。

上述技术方案中,所述位于缓冲缸外侧管路上设置有调速阀。

上述技术方案中,控制油路接口连接用外部进油管路,所述进油管路上设置有换向阀。

本发明的有益效果是:本发明通过对主阀芯特型孔和缓冲器的研究和设定,使特型孔与缓冲器协同工作,即可控制发射动力源输出的液压油或高压气按一定规律注入到负载执行机构中,从而保证发射负载所需的压力按照设定曲线变化,实现发射过程的可控。本发明通过两级缓冲功能的设计,使发射动力按照先快后慢的速度释放,满足高速冲击载荷发射的需求。本发明缓冲器内部始终为充满液压油的封闭油腔,改善了缓冲元件之间的润滑,不易出现运动卡滞,最重要的是通过缓冲缸侧壁小孔和一级缓冲活塞上开设节流小孔在缸筒内构成一个自循环液压系统,不需要补充油液,极大地减小了外部油源所需要供给的油液流量。本发明具有紧急制动功能,当发射过程中需要紧急停止时,只需利用电磁换向阀紧急关闭发射动力油路(或气路)并开启控制油路,即可实现发射阻断。本发明将发射阀和缓冲器的功能集成在一个阀体中,大幅减小了发射阀的体积、减少了制备成本。

附图说明

图1是本发明液控冲击载荷发射阀的结构示意图。

图2是本发明主阀体油(气)路接口示意图。

图3是本发明主阀芯结构示意图。

图4是本发明一级缓冲活塞结构示意图。

图5是本发明缓冲器节流孔示意图。

图6是本发明二级缓冲活塞结构示意图。

图7是主阀体发射动力的输出口的下边沿环形均压槽示意图。

图8是基于本发明的冲击载荷发射装置液压原理图。

其中,1-主阀体,2-主阀芯,3-第一弹簧,4-主阀盖,5-一级缓冲活塞,6、7-螺栓,8-连接法兰,9-缓冲缸,10-二级缓冲活塞,11-第二弹簧,12-调整垫片,13-发射动力输出口,14-发射动力源的接口,15-控制油路接口,16-发射压力区,17-控制压力区,18-特型孔,19-环形槽,20、21-节流孔,22-引流孔,23-环形均压槽,24-液压泵站,25-发射阀锁定蓄能器,26、27、28、29-电磁换向阀,30-负载发射执行机构,31-发射动力蓄能器,32-液控冲击载阀,33-调速阀,34-油箱,35-第一盲孔,36-第二盲孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明,便于清楚地了解本发明,但它们不对本发明构成限定。

如图1所示,本发明提供了一种液控冲击载荷发射阀,该发射阀包括发射主阀和缓冲器两部分,发射阀上部为发射主阀,用于控制由发射动力源至负载发射执行机构的油路或气路;发射阀下部为缓冲器,用于控制发射动力输出的速度和大小。

其中:所述发射主阀包括主阀体1、主阀芯2、第一弹簧3和主阀盖4等;所述缓冲器包括一级缓冲活塞5、螺栓6、7、连接法兰8、缓冲缸9、二级缓冲活塞10、第二弹簧11、调整垫片12等。所述连接法兰8既作为缓冲缸的缸盖,实现缓冲器的密封,又作为发射主阀和缓冲器的连接法兰,实现二者的刚性连接和功能配合。

主阀体1顶部设置有发射动力输出口13,发射动力输出口13与外部的负载相连通;主阀体内部设置有压力腔室,压力腔室与发射动力输出口相连通;发射动力输出口13的直径小于压力腔室;压力腔室用于接入外部的液压油或者液压气作为发射动力;主阀体1内部还设置有主阀芯2;主阀芯2的顶部卡设套接于发射动力输出口13内部;主阀芯1的中部与压力腔室相配合形成封闭的环形腔室;主阀芯1的底部卡设套接于主阀体底部内且两者接触面紧密贴合;主阀芯1顶部的直径小于主阀芯1中部和底部的直径;主阀芯1中部和底部的直径相同;主阀芯1同轴设置有向下开口的第一盲孔35;主阀体1底面设置有主阀盖4,主阀盖4与主阀芯的第一盲孔35的内壁和主阀体底部内壁形成封闭结构;还包括第一弹簧3;第一弹簧3的顶端与主阀芯的第一盲孔35的顶面固定连接,第一弹簧3的另一端与主阀盖4的上表面固定。

主阀体1的内部是一个环形的压力腔室,作为发射动力的液压油或压力气体进入该腔室后作用在主阀芯2的肩部面积上,产生向下的压力,当主阀芯2上向下的压力大于控制油路和弹簧3、11作用在阀芯2上的向上的压力时,主阀芯2开始向下运动,主阀体1发射动力输出口13打开,输出气液压动力。缓冲器底部设有调整垫片12,可根据实际发射工况需要调整二级缓活塞9的位置,从而调整缓冲器阻尼系数。连接法兰8既作为缓冲缸9的缸盖,实现缓冲器的密封,又作为发射主阀和缓冲器的连接法兰,实现二者的刚性连接和功能配合。

图2表示出了本发明主阀体1油气路接口示意图。主阀体1提供与发射动力源的接口14和与发射负载的接口,即发射动力输出口13;主阀芯2位于主阀体1内,通过上下移动控制发射阀与发射负载的接口13的启闭,使输入主阀体内的气液压按照预设的曲线输出到执行机构;第一弹簧3位于主阀芯2内并预压缩施加向上的推力维持主阀芯2的向上关闭状态;第一弹簧3配合控制油路维持主阀芯的关闭状态,同时在系统发射压力和控制油路压力未建立时维持阀芯始终处于关闭状态以确保发射主阀输出压力的稳定性,在系统完成一次发射后将主阀芯2恢复至关闭状态。主阀盖4使主阀芯2和主阀盖4间形成一个封闭的压力空间17,同时在主阀盖4上设有控制油路接口15将控制发射阀动作的液压油导向主阀芯2底部,将主阀芯2顶起使发射动力的输出口13处于关闭状态,从而使主阀体1内空间分为上部的发射压力区16(即压力腔室)和下部的控制压力区17。

如图3所示,所述主阀芯2是一个倒杯型结构,主阀芯2上部开有4个特型孔18,特型孔18的一端开口位于主阀芯2的顶面,特型孔18的另一端开口位于主阀芯的侧面。主阀芯2未动作时,被第一弹簧3和控制油路施加向上的推力,将发射动力输出口13封闭,此时发射阀不能输出发射动力。随着主阀芯2的向下运动,特型孔18逐渐露出发射压力区16,将发射压力区16与发射动力输出口13连通,输出发射动力,且随着阀芯2的向下运动特型孔18露出的间隙面积逐渐增大,输出的发射动力也逐渐增大。所述主阀芯2的中间外表面开有环形槽18,通过环形槽增大阀芯向下受压面积来进一步提高阀芯响应速度。如图7所示,所述发射动力输出口13的下边沿增加了环形均压槽23,保持主阀芯2上端面压力平衡,以避免在主阀芯2向下运动过程中因主阀芯2上端面局部受力不均,造成阀芯卡滞。

如图4所示,一级缓冲活塞5的顶端固定于主阀芯的第一盲孔35顶面,第一弹簧3套接于一级缓冲活塞5的外侧;一级缓冲活塞5的底端设置于缓冲缸9内;第二弹簧11的顶端与一级缓冲活塞5的底面固定连接,第二弹簧11的底端与缓冲缸9的底面固定连接。所述二级缓冲活塞10的顶端同轴设置于一级缓冲活塞的第二盲孔36的内部,二级缓冲活塞10的底端固定于缓冲缸9的底面,第二弹簧11套接于二级缓冲活塞10的外侧;二级缓冲活塞10的头部为锥台结构;第二盲孔26的顶部为倒置的锥形结构;所述二级缓冲活塞的头部的顶面直径小于第二盲孔的顶部的底面直径。第二盲孔36的壁体上设置有用于连通一级缓冲活塞外侧的缓冲缸和第二盲孔内部的引流孔22。

所述一级缓冲活塞顶部活塞杆与主阀芯2接触配合,将主阀芯2向下运动时的动力传递给缓冲器,一级缓冲活塞的下部活塞头是一个倒杯型结构,其活塞头外圆与缓冲缸9内圆配合构成一级缓冲结构,活塞头杯型结构内圆与二级缓冲活塞10配合构成二级缓冲结构。活塞头杯形壁上开有2个引流孔22,当一级缓冲活塞5向下运动时,缓冲缸缸筒下部的部分液压油通过该2个引流孔22被压入缓冲缸上部,同时也便于二级缓冲活塞10的头部进入一级缓冲活塞5的活塞头杯型结构内腔实现一二级缓冲之间的平稳过渡。第二弹簧11在系统发射压力未建立时维持一级缓冲活塞活塞杆5与主阀芯2始终处于接触状态以确保发射主阀输出压力的稳定性和缓冲过程的稳定性,在系统完成一次发射后将一级缓冲活塞5恢复至起始状态。

如图5所示,所述缓冲缸9侧壁上开有相互连通的节流孔20、21,2个节流孔之间连接有一个位于缓冲缸外部的管路,所述管路设置有一个调速阀33用于调整缓冲速度,缸筒内充满液压油构成一个自循环液压系统。当主阀芯2打开时,主阀芯2推动一级缓冲活塞5向下运动,缓冲缸缸筒下部的液压油通过缓冲缸侧壁上的节流孔孔20、21被压入缓冲缸上部,一级缓冲活塞的运动速度通过调速阀33整定,从而实现了一级缓冲;当一级缓冲活塞5继续向下运动时,二级缓冲活塞10头部逐渐进入一级缓冲活塞5的活塞头杯型结构内腔,并在该内腔封闭空间形成一个液压垫。

如图6所示,所述二级缓活塞10 的活塞头设计为锥台结构,随着二级缓冲活塞10头部进入一级缓冲活塞5的活塞头杯型结构内腔深度逐步增大,二级缓冲活塞10 头部与一级缓冲活塞的活塞头杯型结构内腔之间的间隙也逐渐变细,节流缓冲的阻尼也逐渐增大,并在第二弹簧11的共同作用下,使一级缓冲活塞5最终停止向下运动,从而实现对主阀芯2开启速度的二级缓冲,因此发射阀的开启过程是先快后慢。

图8显示了具体实施例的应用场景。本具体实施为精简系统复杂度,控制油路和发射动力油路可共用一个液压泵站24。控制油路内部液压油来源与液压泵站24或者油箱34。控制油路经发射阀锁定蓄能器25增压后接入发射阀的控制油路接口15,电磁换向阀26-29控制控制油路的通断从而控制发射阀主阀芯2的启闭;发射动力油路经发射动力蓄能器31增压后接入发射阀发射动力源的接口14。在控制油路作用下,主阀芯按预设规律开启将发射动力液压油输出到负载发射执行机构30中,通过负载发射执行机构油缸和冲击载荷发射单元中的控制阀实现发射载荷与设计输入的匹配。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

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