自组阀组件的创新设计

摘 要：文章立足于功能优化和功能组合的设计思路，提出了一种新颖而简洁的组合设计方案。实验结果表明，该方案原理正确，可生产性强，是解决类似工程问题的一个良好办法。

关键词：自封阀组件；单向活门；功能组合；联动活门

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）20-0009-02

1 产品分析

产品主体为自封阀，有两个出口A和B，各组合了一个单向活门。供压状态下，地面设备通过产品入口C向两个液压系统同时供压，此时，单向活门均为找开状态。供压结束后，地面设备与产品分离，产品出口内的单向活门各自关闭，防止两个液压系统之间的串压。

2 方案设计

2.1 原始方案

该方案对出口的两个单向活门进行了结构组合，其基本原理为：供压时，产品与地面设备对接，自封活门被顶开，向地面设备通压，当压力达到设定值时，两个单向活门分别打工，实现C、A、B三个管嘴的通流。断开液压后，在弹簧的回复力作用下，自封活门和两个单向活门均关闭，C、A、B三个管嘴各自密封。

该方案最大的缺点是造成产品总体尺寸和重量的庞大，同时，严重的影响了产品的流量特性。

2.2 组合设计方案

为了提高产品的整体性能，在保持原始方案第一个优点的基础之上，对A、B两个管嘴内的单向活门进行了功能优化和重组，如图1所示。

2.2.1 工作原理

供压时，地面设备顶开大活门，与之联动的小活门也被顶开，此时C、A、B三个管嘴三通，地面设备可通过C管嘴同时向A、B两个管嘴同时供压。供压结束后，地面设备与产品分离，在弹簧的回复力作用下，大活门回位，锥面和组合密封副的双重作用，使C管嘴自密封；与大活门联动的小活门也同时回位，将A、B两个管嘴隔断，从而防止了主、辅两个液压系统之间的串压。

2.2.2 联动活门的密封性分析

A管嘴压力记为PA，B管嘴压力记为PB。

①当压力差PA>PB时，受力状况为大活门感压面积比小活门大，液压力对联动活门的作用力方向是向左，有利于锥面密封；小活门的受力方向是向右。此时，压力差越大，螺纹副承受的作用力也越大，对组合密封副无影响。

②当PA=PB时，受力状况为大活门感压面积比小活门大，液压力对联动活门的作用力方向是向左，有利于锥面密封；小活门两侧无压力差，螺纹副不受力，对组合密封副无影响。

③当PA

2.2.3 方案总结

①针对产品和系统特点，以功能分解为切入点，消化了设计输入。

②通过功能组合，提出联动活门的设计方案，既保障了产品的综合性能，又实现了产品功能的协调和优化。

③组合密封技术在联动活门上的多次应用，解决了不同工作状况下的密封问题，提高了产品的工作可靠性。

3 原理试验及结论

试验结果如表1所示，从试验结果看，产品初步达到了相关技术指标的要求，证明了该组合设计方案的正确性和可行性。

4 结 语

组合设计方案通过对产品功能的分解，并在此基础上进行功能的优化和组合，以及结构上的优化和重组，达到了简化设计的目的，其流量特性也得到了很好的改善。

参考文献：

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