一种高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置的制作方法

1.本发明属于高压水射流技术领域，涉及控制压力容器内高压大流量水介质有效密封和射流的工程与试验技术，具体涉及一种高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置。


背景技术：

2.目前，高压水射流技术在工业污垢清洗、金属材料切割、材料表面处理和舰船动力推进等工程领域具有广泛应用。通常，高压水射流系统的工作压力很高(最高可达400mpa)，但是射流的流量相对偏小(一般小于60l/min)，当进一步增大射流流量时，高压水的射流控制将变得困难，这是因为常规的高压水射流系统主要通过锥密封或球面密封的水压电磁阀来实现高压水路的开启和切断，由于水的粘度低、润滑性差，且具有一定腐蚀性，增大水介质通流量时，需要显著增大水压电磁阀的通径，而水压电磁阀通径变大后，高压介质流动又需要增加复杂的先导级才能实现电磁开关控制，这会影响电磁阀的响应速度，另外先导级水阀也同样面临腐蚀、泄漏等问题。
3.因此，水介质的易腐蚀、易泄漏特性，以及高压大流量水压先导控制的结构复杂性，给高频响高压大流量水压电磁阀的研制带来了难度，制约了高压大流量水射流技术的工程应用。如何通过有效途径解决高压大流量水介质的保压和射流控制问题，对于高压大流量水射流技术的发展具有重要意义。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本发明要解决的技术问题是：如何解决高压大流量水介质的保压和射流控制问题。
6.(二)技术方案
7.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置，所述装置包括充气活门1、排气泄压阀2、气压传感器3、压力容器4、离心泵5、手动截至阀6、水压传感器7、集成阀块8、二通插装阀芯9、o型密封圈10、节流阻尼11、控制盖板12、喷嘴13、油箱14、吸油过滤器15、电机16、液压泵17、单向阀18、电磁溢流阀19、第一油压传感器20、三位四通电磁换向阀21、叠加式液控单向阀22、高压球阀23、第二油压传感器24和蓄能器25；
8.其中，所述充气活门1的出口、排气泄压阀2的入口分别连接至压力容器4的顶端，压力容器4的顶端还安装有所述气压传感器3；离心泵5的出口连接至手动截至阀6的入口，手动截至阀6的出口连接至压力容器4的尾端，压力容器4的尾端还安装有所述水压传感器7；
9.所述二通插装阀芯9安装在集成阀块8的内部，使集成阀块8的内部隔离形成进水腔a、出水腔b和控制油腔x，出水腔b与控制油腔x之间通过所述o型密封圈10密封；集成阀块
8的进水腔a与压力容器4的尾端连通，集成阀块8的侧端面安装有所述喷嘴13，喷嘴13的入口与集成阀块8的出水腔b沟通，集成阀块8的上端面安装所述控制盖板12，控制盖板12的内部安装所述节流阻尼11，控制盖板12的出口通过节流阻尼11与集成阀块8的控制油腔x沟通；
10.所述油箱14内安装吸油过滤器15，吸油过滤器15的入口与油箱14沟通，油箱14上安装所述电机16，电机16的输出轴连接液压泵17的输入轴，液压泵17的入口与吸油过滤器15的出口连通，液压泵17的出口连接单向阀18的入口，单向阀18的出口连接电磁溢流阀19的入口，电磁溢流阀19的出口接回油箱14，电磁溢流阀19的入口还安装有所述第一油压传感器20；单向阀18的出口连接三位四通电磁换向阀21的进油口p，三位四通电磁换向阀21的回油口t接回油箱14，三位四通电磁换向阀21的第一工作油口c与叠加式液控单向阀22的第一入口a1连接，三位四通电磁换向阀21的第二工作油口d与叠加式液控单向阀22的第二入口b1连接；叠加式液控单向阀22的第一工作油口a2连接至控制盖板12的入口，叠加式液控单向阀22的第二工作油口b2被堵死；
11.所述高压球阀23的入口安装所述第二油压传感器24，并且与蓄能器25的出口连接，高压球阀23的出口也与控制盖板12的入口连通。
12.优选地，所述电磁溢流阀19为常开型电磁溢流阀。
13.优选地，所述三位四通电磁换向阀21为y型中位机能的滑阀式三位四通电磁换向阀。
14.优选地，所述o型密封圈10安装在二通插装阀芯9的环形凹槽上.
15.优选地，所述o型密封圈10安装在集成阀块8内孔的环形凹槽上。
16.优选地，所述节流阻尼11设计为使得高压水大流量喷射的响应时间可调。
17.优选地，所述节流阻尼11的阻尼孔长度和直径可调。
18.本发明还提供了一种高压水射流系统，包括所述高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置。
19.本发明还提供了一种所述高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置在控制压力容器内高压大流量水介质有效密封和射流的工程中的应用。
20.本发明还提供了一种所述高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置在控制压力容器内高压大流量水介质有效密封和射流的试验中的应用。
21.(三)有益效果
22.(1)本发明的装置采用高压油压回路作为高压大流量水压插装阀的先导控制回路实现，使高压水保压过程密封可靠，高压水喷射过程中电控响应速度快。
23.(2)本发明的装置的控制方式简单，且能够有效避免水介质大通径阀的腐蚀和泄漏问题，具有结构简单、安装维护方便、使用成本低等优点。
附图说明
24.图1是本发明的装置的实现原理示意图。
25.其中：1-充气活门，2-排气泄压阀，3-气压传感器，4-压力容器，5-离心泵，6-手动截至阀，7-水压传感器，8-集成阀块，9-二通插装阀芯，10-o型密封圈，11-节流阻尼，12-控制盖板，13-喷嘴，14-油箱，15-吸油过滤器，16-电动机，17-液压泵，18-单向阀，19-电磁溢
流阀，20-第一油压传感器，21-三位四通电磁换向阀，22-叠加式液控单向阀，23-高压球阀，24-第二油压传感器，25-蓄能器。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
27.如图1所示，本发明提供的一种高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置，包括充气活门1、排气泄压阀2、气压传感器3、压力容器4、离心泵5、手动截至阀6、水压传感器7、集成阀块8、二通插装阀芯9、o型密封圈10、节流阻尼11、控制盖板12、喷嘴13、油箱14、吸油过滤器15、电机16、液压泵17、单向阀18、电磁溢流阀19、第一油压传感器20、三位四通电磁换向阀21、叠加式液控单向阀22、高压球阀23、第二油压传感器24和蓄能器25；
28.其中，充气活门1的出口、排气泄压阀2的入口分别连接至压力容器4的顶端，压力容器4的顶端还安装有所述气压传感器3；离心泵5的出口连接至手动截至阀6的入口，手动截至阀6的出口连接至压力容器4的尾端，压力容器4的尾端还安装有所述水压传感器7；
29.所述二通插装阀芯9安装在集成阀块8的内部，使集成阀块8的内部隔离形成进水腔a、出水腔b和控制油腔x，出水腔b与控制油腔x之间通过所述o型密封圈10密封；集成阀块8的进水腔a与压力容器4的尾端连通，集成阀块8的侧端面安装有所述喷嘴13，喷嘴13的入口与集成阀块8的出水腔b沟通，集成阀块8的上端面安装所述控制盖板12，控制盖板12的内部安装所述节流阻尼11，控制盖板12的出口通过节流阻尼11与集成阀块8的控制油腔x沟通；
30.所述油箱14内安装吸油过滤器15，吸油过滤器15的入口与油箱14沟通，油箱14上安装所述电机16，电机16的输出轴连接液压泵17的输入轴，液压泵17的入口与吸油过滤器15的出口连通，液压泵17的出口连接单向阀18的入口，单向阀18的出口连接电磁溢流阀19的入口，电磁溢流阀19的出口接回油箱14，电磁溢流阀19的入口还安装有所述第一油压传感器20；单向阀18的出口连接三位四通电磁换向阀21的进油口p，三位四通电磁换向阀21的回油口t接回油箱14，三位四通电磁换向阀21的第一工作油口c与叠加式液控单向阀22的第一入口a1连接，三位四通电磁换向阀21的第二工作油口d与叠加式液控单向阀22的第二入口b1连接；叠加式液控单向阀22的第一工作油口a2连接至控制盖板12的入口，叠加式液控单向阀22的第二工作油口b2被堵死；
31.所述高压球阀23的入口安装所述第二油压传感器24，并且与蓄能器25的出口连接，高压球阀23的出口也与控制盖板12的入口连通；
32.所述的高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置中，电磁溢流阀19为常开型电磁溢流阀；
33.所述的高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置中，三位四通电磁换向阀21为y型中位机能的滑阀式三位四通电磁换向阀；
34.所述的高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置中，o型密封圈10安装在二通插装阀芯9的环形凹槽上，或者安装在集成阀块8内孔的环形凹槽上；
35.上述高压油控制高压水实现保压和大流量喷射装置的工作过程主要分为注水加压、高压水保压和大流量喷射三个阶段，具体的工作流程如下：
36.注水加压过程：首先，启动电机16，电机16驱动液压泵17开始工作，打开高压球阀23，控制三位四通电磁换向阀21上电后工作在左位，然后控制电磁溢流阀19上电，液压泵17输出的高压油依次经过单向阀18、三位四通电磁换向阀21、叠加式液控单向阀22，其中一股油液通过高压球阀23进入蓄能器25，另一股油液通过控制盖板12、节流阻尼11进入集成阀块8的控制油腔x，高压油驱动二通插装阀芯9压紧关闭，集成阀块8的进水腔a与出水腔b断开；其次，打开排气卸压阀2和手动截至阀6，通过离心泵5向压力容器4内注入一定容积的水，然后关闭手动截至阀6和排气卸压阀2，再通过充气活门1向压力容器4内注入一定压力的高压氮气，观察气压传感器3数值，气压达到既定要求停止注入氮气；
37.高压水保压过程：注水加压完成后，控制电磁溢流阀19失电打开，液压泵17卸荷，然后控制三位四通电磁换向阀21失电工作在中位，三位四通电磁换向阀21的第一工作油口c和第二工作油口d卸压，蓄能器25内部的高压油依次通过高压球阀23、控制盖板12、节流阻尼11进入集成阀块8的控制油腔x，高压油驱动二通插装阀芯9压紧关闭，电机16断电停止工作；当第二油压传感器24检测到蓄能器25内部压力降到一定值时，启动电机16，控制电磁溢流阀19上电并控制三位四通电磁换向阀21上电后工作在左位，液压泵17向蓄能器25内部补充一定压力的油液，当第一油压传感器20和第二油压传感器24均检测到油液压力达到一定值后，控制电机16、电磁溢流阀19和三位四通电磁换向阀21失电，由蓄能器25实现保压；
38.大流量喷射过程：当需要喷射时，首先启动电机16，控制电磁溢流阀19上电，控制三位四通电磁换向阀21上电后工作在左位；然后关闭高压球阀23，控制三位四通电磁换向阀21上电工作在右位，液压泵17输出的高压油通过三位四通电磁换向阀21、叠加式液控单向阀22的第二入口b1进入叠加式液控单向阀22，驱动叠加式液控单向阀22的第一工作油口a2与三位四通电磁换向阀21的回油口t沟通，集成阀块8的控制油腔x内的高压油卸荷流回油箱14，二通插装阀芯9失去控制油压后打开，集成阀块8的进水腔a与排水腔b沟通，压力容器4内的高压水依次通过集成阀块8的进水腔a和排水腔b进入喷嘴13，从喷嘴13中快速喷出，实现高压水的大流量喷射。
39.所述的高压油控制高压水实现保压和大流量喷射的装置中，节流阻尼11的阻尼孔长度和直径可调，因此通过调整节流阻尼11可以调节高压水大流量喷射的响应时间。
40.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。