耐高压透明液压节流阀的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——耐高压透明液压节流阀。该专利由中国矿业大学申请，并于2016年11月2日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及一种节流阀，尤其适用于一种教学及科研领域中在实验室液压系统上使用的耐高压透明液压节流阀。

发明背景

在液压系统实验中，往往需要观察阀体内流体流动情况，以及是否发生空化现象。通常情况下的液压阀均采用金属材料制造的，由于金属材料不透明而无法观察阀的内部情况，因此需要采用透明材料制造阀体以便观测。现有发明专利透明卧式排气阀（公开号：CN101886716A），阀体采用透明材料制造，使阀体内气体含量及水垢、金属锈渣等情况一目了然，便于维修人员检查。专利一种新型玻璃视窗（公开号：CN202451940U）也是采用透明材料硅玻璃来制造阀体。液压实验中，为了更好地模拟实际情况，阀体需要承受较大的压力，而方便观察内部情况的有机玻璃透明阀的强度不够，不能承受很大的压力，往往在透明阀体上与外部油管相接的螺纹处容易出现问题，导致螺纹孔破裂。在阀体内部流体流动现象研究过程中，通常采用高速摄像机进行实时观测，但是需要给高速摄像机足够的光源强度。

此外，流体噪声信号在阀体和加强侧板之间传递时，由于阀体和侧板阻抗不匹配，信号能量衰减较大，因此需要用到声匹配层。因此，需要提出一种耐高压透明节流阀。

发明内容

针对上述技术的不足之处，提供一种结构简单，承受压力高，与油管相接处不易损坏，流体噪声小，自身携带光源，便于高速摄像机进行实时观测的耐高压透明液压节流阀。

为实现上述技术目的，本发明的耐高压透明液压节流阀，包括透明阀体，透明阀体左右两侧分别设有入油口和出油口，透明阀体设有阀槽，中空阀芯，中空阀芯通过阀盖固定在阀槽中，透明阀体的左右两侧分别设有左金属加强侧板和右金属加强侧板，左金属加强侧板与透明阀体的入油口对应位置设有插入透明阀体入油口的圆柱形通孔凸台，左金属加强侧板与透明阀体左侧之间设有左声匹配层，右金属加强侧板与透明阀体的出油口对应位置设有插入透明阀体出油口的圆柱形通孔凸台，右金属加强侧板与透明阀体右侧之间设有右声匹配层，插入透明阀体出油口和入油口的通孔凸台与透明阀体之间设有左密封垫片和右密封垫片，通孔凸台背面均设有带螺纹的连接口，所述左声匹配层和右声匹配层上均开有使通孔凸台通过的开口。

所述的左金属加强侧板、左声匹配层、透明阀体、右声匹配层和右金属加强侧板上四角开有通孔，并通过四只贯通的螺栓与螺母紧固；所述的透明阀体前后两侧中的一侧或两侧上加工有便于观察的平凸曲面；所述的中空阀芯的顶端开有与中空阀芯空心通道连同的小孔，小孔内通过金属结构胶粘结设有压力传感器或光纤光源，压力传感器连接的连接线或光纤光源连接的光纤通过中空阀芯的空心通道延伸出来；所述的金属结构胶位JL-757金属高温修补胶；所述的左声匹配层和右声匹配层采用环氧树脂加钨粉按质量比例1:10配制而成，用于增强阀体与金属侧板之间声波能量传递。

本发明采用了透明阀体，并且在阀体前后两侧中的一侧或两侧上加工平凸曲面，便于观察阀体内流道和空化的情况。

本发明中的透明阀体两侧设有左金属侧板和右金属侧板，左金属侧板和右金属侧板通过螺栓与透明阀体紧固，与外部连接的螺纹孔加工在金属侧板上，有效提高透明阀体的的抗压能力。

同时，左金属侧板和右金属侧板通过螺栓与透明阀体之间设有左声匹配层和右声匹配层，从而增强声波能量透射，便于外部传感器采集信号进行分析。

此外，中空阀芯的阀芯锥形顶端开有小孔，通过金属结构胶安装光纤光源给阀口流道提供足够的照明强度的独立照明光源，为高速摄像机拍摄阀口提供良好的照明条件，通过金属结构胶安装传感器准确测试透明阀入油口和出油口附近流体流场噪声及振动情况。