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自动压力切换阀的工作原理及应用
 
慧聪网   2005年12月8日8时14分   信息来源:西安公路交通大学    

    论文摘要:液压测试过程中为了简化测试系统,经常会遇到在同一油路上同时需要检测高压和低压,如液压缸的最低起动压力和耐压试验。为了满足测试精度的要求,高、低压测试又不能同时使用同一个量程的压力表,这就要求在测试高压时将低压测试装置关闭,以保护低压装置不被损坏,而实际工作中,经常发生忘记关闭低压装置而发生事故的情况。为了彻底地解决这个问题,作者设计制造了一种能自动进行压力切换的自动压力切换阀。通过该装置的使用,有效避免了低压装置的损坏,同时能够满足高、低压测试需要。这种自动压力切换阀还可用于负载变化较大的单泵系统中,组成负载传感系统、起到节能作用。

    1 结构及工作原理

    自动压力切换阀主要由调整螺塞、调整弹簧、控制阀芯和阀体组成,结构见图1。

切换阀图

1.调整螺塞 2.O形圈 3.弹簧 4.控制阀芯 5.阀体
图1 自动压力切换阀结构图

    将低压测试仪表接于阀的P1口,高压仪表接于P2口,压力油源接于P口。

    当切换阀工作时,控制阀芯4同时受到由压力油进入阀腔作用于A1面的液压力F1、作用于A2面和A3面的液压力F2和F3,以及由弹簧压缩所产生的弹簧力Ft,如图2所示。

切换阀图

图2 控制阀芯的受力分析图

    由于当切换阀的结构尺寸确定后,F1、F2和F3都只与液压油工作压力p成正比,可以把这3个力简化成1个力Fy。

   Fy=C.p

    式中 C——常数

    弹簧力:
  Ft=K.Δx

    式中 K——弹簧刚度力的平衡方程可以写成:

    Fy-Ft=0

    因此,可以建立起一个压力p和弹簧变形量Δx的关系式:

    Δx=A.p

    式中 A——只与自动压力切换阀结构尺寸和弹簧刚度有关的常量

    由此式可以看出,控制阀芯的位移量Δx与进入阀腔的油液的工作压力p成正比例关系,也就是说,当系统压力达到一定程度(由调整弹簧设定的切换压力)时,Δx也达到足够大,控制阀芯移动以实现遮盖P1口,切断由P1向外供给的油液,实现对低压压力表的保护。其控制阀芯的最大位移可以限位,同时控制阀芯和P1口的关系为正遮盖,以防止控制阀芯位移超量。

    2 其他应用

    该自动压力切换阀还可以用于一些工程机械的单泵供油、负载压力变化范围较大的场合,组成一个简易的负载传感系统,以实现节能的作用,见图3。

切换阀图

图3 自动压力切换阀的应用——简易负载传感系统

    (1) C端接负载,A、B端封闭,可以组成一个单泵供油,高低压同时工作的系统。当负载压力较低时,系统压力由接在P1口的低压溢流阀设定,需要较小的驱动功率。当负载压力升高到自动压力切换阀的设定压力时,切换阀自动切断低压溢流阀,则改用接于P2口的高压溢流阀来设定,以实现高、低压力的自动设定,从而实现节能。

    (2) C端封闭,A、B端分别接负载,可以组成一个单泵供油、高、低压不同时工作的简易负载传感系统,工作原理同上。

 
作者:魏立基 历军 
 
 
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