用于控制壓力的最常見的閥包括安全閥,減壓閥,順序閥,平衡閥和卸荷閥。壓力控制閥幾乎存在于每個液壓系統中,它們有助于實現多種功能,從將系統壓力安全地保持在所需的上限以下,到維持部分回路的設定壓力。本文興迪源機械帶來液壓安全閥及減壓閥概述。
一、安全閥概述:
大多數流體動力系統均設計為在預設壓力范圍內運行,該范圍是系統中執行器必須產生的力才能完成所需工作的函數,如果不控制或限制這些力,則流體動力組件(和昂貴的設備)可能會損壞。安全閥可避免這種危險,它們是通過在壓力過高時轉移多余的油來限制系統中最大壓力的保障措施。
1)開裂壓力和壓力倍率。泄壓閥首先打開以允許流體流過的壓力稱為裂化壓力,當閥旁通其全額定流量時,它處于全流量壓力狀態,全流量和裂化壓力之間的差異有時稱為壓力差,也稱為壓力超控。
2)直動式溢流閥。直動閥可以由提動閥或球組成,提動閥或球的一側保持暴露于系統壓力,而另一側則受到預設力的彈簧作用。在一個可調節的,常閉的溢流閥中(圖1),壓縮彈簧所施加的力超過了作用在球或提升閥芯上的系統壓力所產生的力。彈簧將球或提升閥座牢牢固定。閥彈簧側的儲油口將泄漏液返回油箱。
壓力控制閥圖1
可調式直動式溢流閥阻止流經該閥的流量,直到系統壓力作用在提升閥芯上的力克服可調式彈簧力和下游壓力。
當系統壓力開始超過閥彈簧的設定值時,流體會使球或提升閥座松動,從而允許控制量的流體旁通至油箱,從而將系統壓力保持在閥設定值。當釋放(繞過)足夠的流體以將系統壓力降至閥彈簧的設定值以下時,彈簧將球或提升閥芯重新安置。
大多數安全閥是可調節的,通常是通過作用在彈簧上的調節螺釘來實現的。通過旋入或旋出螺釘,操作員分別壓縮或減壓彈簧??梢詫㈤y設置為在所需范圍內的任何壓力下打開。
3)先導式溢流閥。對于要求閥必須以小壓差釋放大流量的應用,通常使用先導式溢流閥(圖2)。先導式溢流閥分兩個階段運行。先導級由一個小的彈簧偏置安全閥(通常內置在主安全閥中)組成,用作控制主安全閥的觸發器。但是,先導閥也可以位于較遠的位置,并通過管道或管道連接到主閥。
當入口壓力低于主閥彈簧的設定值時,主安全閥通常關閉。主閥上的節流孔B (圖2)使系統壓力流體作用在提升閥芯彈簧側的較大區域上,從而使該力與主彈簧的力之和保持閥座定位。此時,先導閥也關閉。通道B中的壓力與系統壓力相同,并且小于先導閥彈簧的設置。
壓力控制閥圖2
先導式溢流閥具有通過活塞的節流孔,該孔通過輕彈簧的力和作用在彈簧末端較大活塞面積上的系統壓力保持關閉。
隨著系統壓力的升高,通道B中的壓力也升高,并且當其達到先導閥的設定值時,先導閥打開。機油通過排放口通過通道B在主閥后方釋放??缰靼踩y中孔A的最終壓降將其打開,多余的機油流向油箱,從而防止入口壓力進一步升高。當入口機油壓力降至閥設定值以下時,閥再次關閉。
由于這些閥在系統達到全壓的90%之前不會開始打開,因此可以保護系統的效率,因為釋放的油量更少。這些閥門最適合高壓,大流量應用。盡管其操作比直接作用的溢流閥慢,但先導式溢流閥在泄壓時將系統保持在更恒定的壓力下。
二、減壓閥概述:
維持液壓系統中次級,較低壓力的最實用組件是減壓閥。減壓閥通常為兩通閥,當受到足夠的下游壓力時會關閉,有兩種類型:直接作用式和先導式。
1)直動式減壓閥。減壓閥限制了二次回路中可用的最大壓力,而與主回路中的壓力變化無關。假設工作負載不會在減壓閥端口中產生回流,在這種情況下,閥門將關閉(圖3)。壓力感應信號來自下游側(二次回路)。實際上,此閥從安全閥(它感測來自進口的壓力并通常關閉)以相反的方式操作。
壓力控制閥圖3
直動式減壓閥在彈簧力的作用下保持打開狀態,出口壓力的增加使滑閥向右移動,從而關閉了閥門。
隨著次級回路中壓力的升高(圖3),液壓作用在閥的區域A上,部分關閉。彈簧力與液壓力相反,因此只有足夠的油流過閥門,才能以所需壓力為次級回路供油。彈簧設置是可調的。
當出口壓力達到閥的設定壓力時,閥關閉,除了少量的油從閥的低壓側放出,通常是通過閥芯上的孔口,再通過彈簧腔,再流到油箱。
如果閥門完全關閉,則通過閥芯的泄漏會導致二次回路中的壓力升高。為避免這種情況,通向儲液罐的放氣通道使儲液罐略微打開,以防止下游壓力升高至閥設定值以上。排泄通道將泄漏流返回至油箱。(也可以使用帶有內置泄壓功能的閥門來消除對該孔的需要。)
2)恒定和固定減壓。恒定壓力- 減少閥供給預先設定的壓力,而不管主回路的壓力,只要在主回路中的壓力是較高的比在次級。這些閥門平衡了次級回路壓力與試圖打開閥門的可調節彈簧施加的力。當次級回路中的壓力下降時,彈簧力會打開閥門,足以增加壓力并保持次級回路中的壓力恒定不變。
固定減壓閥提供固定量的減壓,而與主回路中的壓力無關。例如,假設閥門設置為可降低250 psi。如果主系統壓力為2750 psi,則減壓將為2500 psi;如果主壓力為2,000 psi,則減壓將為1,750 psi。
該閥通過平衡主回路中的壓力所施加的力與次級回路壓力和彈簧所施加的力之和來平衡。因為提動閥芯兩側的受壓面積相等,所以固定的減小量是由彈簧施加的。
3)先導式減壓閥。先導式減壓閥中的滑閥通過兩端的下游壓力進行液壓平衡(圖4)。輕彈簧使閥保持打開狀態。通常在主閥體內的小型先導溢流閥可在減壓達到先導閥的彈簧設定值時將流體排入油箱。這種流體流動導致閥芯上的壓力下降。然后,壓差克服輕微的彈簧力將閥芯移向其關閉位置。
壓力控制閥圖4
先導式減壓閥已在閥芯兩端降低了壓力,彈簧使閥芯保持打開狀態。
先導閥僅釋放足夠的流體以定位主閥滑閥或提升閥,因此流經主閥的流量等于減壓回路的流量要求。如果在一部分周期內低壓回路中不需要流量,則主閥關閉,高壓流體泄漏到閥的減壓部分中,然后通過先導式溢流閥返回到油箱。
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