一种润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件

技术领域

本发明属于泄压阀技术领域，具体涉及一种润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件。

背景技术

方家山核电厂4台应急柴油发电机组构成了厂内应急交流电源，在厂外主电源和备用电源均失去的情况下，有能力满足应急厂用设备用电要求，以确保反应堆安全停堆，防止由于正常的外部电源系统失电而导致重要设备的损坏。

自2014年正式商运后，方家山应急柴油发电机组曾多次发生月度试验结束后预润滑油压低于0.4bar出现报警的故障。在热备用状态下预润滑油压通常应保持在1.2Bar左右。预润滑油压过低将会导致齿轮系统、曲轴、连杆等运动副润滑不足，柴油机启动时运动副之间磨损加剧，部件使用寿命缩短。

预润滑油压低报警出现后，检查压力表和压力变送器未发现问题，预润滑油泵管线前后的阀门、过滤器等其它部件也无异常，机组无其他报警。停运预润滑油泵后重新启动，润滑油压力恢复正常，无异常振动和异音。因此，润滑油压力低的原因可以初步判断为预润滑油泵存在故障。

方家山预润滑油泵采用齿轮泵，额定转速1500r/min，额定流量1.2×10-3m3/s，由电机驱动。其外形结构如图1所示。齿轮泵顶部配置有泄压阀，泄压阀开启压力通常设定为5.5bar左右，泄压阀开启后润滑油可以通过泄压阀旁通回流至泵入口，避免泵出口压力过高超出设计要求。

鉴于启停预润滑油泵可以消除故障，且泵出口压力恢复正常后无异常振动和异音，可以排除齿轮组件的问题。为了确认故障的根本原因，针对泄压阀进行了解体检查，发现阀芯密封面完整，无异常磨损，而阀芯与导向套连接表面局部有明显磨损痕迹，且动作时有严重的顿挫感。

润滑油泵泄压阀阀芯组件主要由阀芯、弹簧和导向套等部件组成，阀芯密封面为锥面，结构如图3所示。泄压阀旁通回路入口与泵出口直接连通，当泵出口压力达到泄压阀开启临界值时，阀芯通过在导向套孔内做活塞式移动开启泄压阀。当泵出口压力低于泄压阀开启临界值时，弹簧推动阀芯回座，泄压阀恢复关闭状态。

预润滑油泵运行方式：柴油机启动达到某一特定转速后，预润滑油泵停运，柴油机驱动的主润滑油泵运行；柴油机停机转速降至某一特定转速后，预润滑油泵立即启动。由于柴油机启停机过程中，预润滑油泵与主润滑油泵会有短暂同时运转的过程。因叠加效应，预润滑油泵出口压力会瞬间增大，超出泄压阀开启的临界压力值，此时泄压阀动作，阀芯与导向套之间出现滑动摩擦。

预润滑油泵泄压阀导向套孔内径Φ6.00mm，阀芯直径Φ5.99mm；配合间隙均只有0.01mm，间隙值非常小。导向套与阀芯摩擦产生的金属碎屑以及润滑油中的微小杂质一旦附着在摩擦面上，均会进一步加剧磨损，导致卡涩。润滑油经泄压阀旁通回流至泵入口侧，最终导致泵出口压力不足。

发明内容

基于此，有必要针对现有的润滑油齿轮泵泄压阀阀芯组件频繁出现磨损卡涩的问题，提供一种润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件，包括阀芯、弹簧和弹簧底座；所述弹簧底座一端固定于泄压阀腔室内，另一端伸入弹簧；所述弹簧另一端连接阀芯；所述阀芯另一端与泄压阀底座相接触；所述阀芯与弹簧底座的间距大于阀芯最大开关距离。

优选地，所述阀芯包括圆台、阀杆圆柱和导向圆柱；所述阀杆圆柱和圆台的底部中心连接；所述圆台的顶部中心与导向圆柱连接；所述弹簧与阀杆圆柱连接。

优选地，所述阀芯为锥面密封结构，所述阀芯的密封面为圆台的侧面，所述圆台的侧面与泄压阀阀座相接触。

优选地，所述导向圆柱顶部进行了倒角处理。

优选地，所述弹簧底座包括底座定位杆和弹簧定位杆；所述底座定位杆和弹簧定位杆相连轴心重合形成倒T型结构；所述底座定位杆的底面设置贯穿的导油槽；所述底座定位杆固定于泄压阀腔室内，所述弹簧定位杆伸入弹簧。

优选地，所述底座定位杆是具有断面的大空心圆柱体，所述底座定位杆通过断面固定于泄压阀腔室内。

优选地，所述断面是由大空心圆柱体沿轴向方向切除形成的，切除的高度为大空心圆柱体的1/6-1/8半径，所述断面垂直于导油槽方向。

优选地，所述弹簧定位杆为与弹簧相适配的小空心圆柱体。

优选地，所述弹簧底座沿轴线方向设置贯穿孔，所述贯穿孔的中心线与弹簧定位杆中心线重合，所述贯穿孔垂直于导油槽方向。

优选地，所述弹簧定位杆的尺寸和阀杆圆柱相同。

优选地，所述弹簧定位杆和阀杆圆柱的间距大于阀芯最大开关距离。

本发明的有益技术效果：

本发明的泄压阀防卡涩阀芯组件，取消了现有的泄压阀阀芯常见的阀杆与导向套的套筒结构，根源上去除了导致阀芯卡涩的套筒部位，使阀芯通过弹簧与弹簧底座相连，阀芯的导向需求依靠弹簧、阀门外壳、弹簧底座共同提供，同时阀芯的圆锥结构本身也起到了很好的导向和定位功能，从而确保阀门功能正常。

本发明的泄压阀防卡涩阀芯组件经过试验并不影响润滑油齿轮泵的各项性能参数，不影响润滑油泵正常功能，不存在卡涩风险，可以在不影响润滑油齿轮泵原本功能的情况下，高效、安全的解决应急柴油机润滑油齿轮泵泄压阀阀芯频繁出现磨损卡涩的问题，提高应急柴油发电机在热备用状态下的设备可靠性，有效降低润滑油泵故障率，保护柴油机转动部件得到充分的润滑，延长应急柴油机使用寿命，确保应急柴油机可以随时应急启动，保障核电机组的安全稳定运行。同时使用期间无需维护、使用寿命长、安全可靠，也大大减少维修人员检修设备的次数与成本。

附图说明

图1为预滑油泵结构示意图；

图2为现有的泄压阀结构示意图；

图3是本发明的润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件的主视图；

图4是本发明的润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件的左视图；

图5是本发明的润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件的右视图；

图6是本发明的润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件的阀芯的主视图；

图7是本发明的润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件的阀芯的左视图；

图8是本发明的润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件的弹簧底座的主视图；

图9是本发明的润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件的弹簧底座的剖视图。

其中：

1-阀芯、2-弹簧、3-弹簧底座、4-圆台、5-阀杆圆柱、6-导向圆柱6、7-底座定位杆、8-弹簧定位杆、9-贯穿孔、10-导油槽、11-现有技术中的阀芯导向套筒、12-现有技术中的弹簧、13-现有技术中的阀芯、14-现有技术中的泄压阀旁通。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“侧面”、“底部”、“顶部”、“底面”、“顶面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参加图4，本发明提供的润滑油齿轮泵泄压阀防卡涩阀芯组件，包括阀芯1、弹簧2和弹簧底座3；所述弹簧底座3一端固定于泄压阀腔室内，另一端伸入弹簧2；所述弹簧2另一端连接阀芯1；所述阀芯1另一端与泄压阀底座相接触；所述阀芯1与弹簧底座3的间距大于阀芯最大开关距离。

参加图5，阀芯1包括圆台4(底面直径19mm，台面直径10mm，高8mm)，阀杆圆柱5(长20mm，直径10mm)和导向圆柱6(直径1.5mm、高6mm)；阀杆圆柱5和圆台4的底部中心连接；圆台4的顶部中心与导向圆柱6连接；弹簧2与阀杆圆柱5连接。导向圆柱6顶部进行了倒角处理。阀芯1为锥面密封结构，密封面为圆台4的侧面，所述圆台4的侧面与泄压阀阀座相接触。阀芯1整体由车床一次性加工而成。

弹簧2内径为11mm。

参加图6，弹簧底座3包括底座定位杆7、弹簧定位杆8、贯穿孔9和导油槽10。

底座定位杆7是具有断面的大圆柱体，底座定位杆7通过断面固定于泄压阀腔室内，用于弹簧底座3定位和导油槽10出油。断面是由直径17mm，高11mm的大圆柱体沿轴向方向切除形成的，切除的高度为1mm，断面垂直于导油槽(10)方向。

底座定位杆7的底面设置宽度2.5mm的贯穿的导油槽10，帮助平衡腔室内油压。

弹簧定位杆8为直径10mm，高20mm的小圆柱体，能够伸入弹簧之中对弹簧进行固定。

底座定位杆7和弹簧定位杆8相连轴心重合形成倒T型结构；倒T型结构沿轴线方向设置直径5mm的贯穿孔9，所述贯穿孔9的中心线与弹簧定位杆7的中心线重合，所述贯穿孔9垂直于导油槽10方向，用于阀门动作时平衡油压。

弹簧定位杆8和阀杆圆柱5的间距为20mm，大于阀芯最大开关距离。

使用时，弹簧底座3一端通过底座定位杆7的断面固定于泄压阀腔室内，另一端通过弹簧定位杆8伸入弹簧2，用于弹簧2的固定；弹簧2另一端连接阀芯1的阀杆圆柱5；阀芯1的圆台4侧面与泄压阀阀座相接触，弹簧2处于压缩状态；阀芯阀杆5尺寸与弹簧定位杆8，同时两者间距大于阀芯最大开关距离，确保泄压阀使用过程中，弹簧2在压缩后不会使阀芯1与弹簧底座3相撞击。

本发明的泄压阀防卡涩阀芯组件，取消了现有的泄压阀阀芯组件常见的阀杆与导向套的套筒结构，根源上去除了导致阀芯卡涩的套筒部位，使阀芯1通过弹簧2与弹簧底座3相连，阀芯1的导向需求依靠弹簧2、阀门外壳、弹簧底座3共同提供，同时阀芯1的圆锥结构本身也起到了很好的导向和定位功能，从而确保阀门功能正常。

防卡涩阀芯组件安装入润滑油齿轮泵泄压阀腔室内，调整弹簧预紧力，使阀门开启压力保持在5.5bar。润滑油齿轮泵投入运行，油泵出口油压高于5.5bar时，泄压阀阀芯沿弹簧方向打开，出口润滑油阀芯与阀座的空隙回流到入口，出口压力降低，阀芯随之回坐，或保持动态平衡，使出口压力稳定在5.5bar左右。且该过程阀芯部件不与弹簧底座基础，不存在磨损卡涩情况。

秦山核电方家山生产单元与秦二厂生产单元应急柴油发电机组的预润滑油泵已全部更换为本专利提供的防卡涩阀芯组件，运行一年以来再未发生过润滑油泵泄压阀卡涩的缺陷与预润滑油压力低的报警。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。