一种新型的叠加式双向节流阀

　　机械　2003年第30卷第5期　　

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一种新型的叠加式双向节流阀

肖百川

(西南交通大学机械学院, 四川成都610031)

摘要:论述了这种新型节流阀的结构特点, 性能优点及其应用前景。

引言:在传统的液压流量调节系统中, 为了分别调节正反两个流动方向的流量, 需要安装两个节流阀和其它辅助装置, 导致系统过于复杂、成本高。为简化系统, 降低成本, 本文结合实际工作开发了这种可以在一个阀上实现双向流量调节的新型节流阀。

中图分类号:TH137. 52　　　　文献标识码:B 　　　　文章编号:1006-0316(2003) 05-0089-02

以DN6mm , PN5MPa , 使用介质为普通机械油

1　结构特点

该阀的结构原理如图1所示。

(ρ=850Kg /m 3) 的阀为例。

(1) 流量系数K v

经测试当阀的进出口压力差ΔP =10Bar 且阀

口全开时, 流量Q 为3. 1m 3/h , 则

K v =Q

ρ/ΔP =3. 1m 3/h ×850k g /m /10Bar =28. 6

此值高于相同通径的普通节流阀(K v 值一般在15左右) , 故压力损失小, 通流能力强。

(2) 阻力系数ζ

图1　阀的结构原理图

与传统的节流阀不同, 该阀阀芯的移动不是靠人为施加外力来完成的, 而是由作用在阀芯前后表

面的流体的压力差来推动它移动的, 并通过调节节流定位件的位置对阀芯的移动进行定位, 从而控制流量的大小。由上图可知, 当流体从右向左流动时, 只需调节节流定位件A 的位置, 便可改变节流口A 的面积, 从而调节流量Q A 的大小; 当流体从左向右流动时, 只需调节节流定位件B 的位置, 便可改变节流口B 的面积, 从而调节流量Q B 的大小。

该阀采用标准化的叠加式结构, 其安装尺寸和接口尺寸同现在通用的叠加阀完全一致, 安装和拆卸十分容易, 并可方便地与其它叠加阀组合成集成块, 符合了现代液压控制系统向集成化方向发展的潮流, 并大大降低了成本和安装维护的费用。

该阀阀芯处的流道结构仅为一次大半径的180°平滑均匀拐弯, 故ζ很小。

经测定, 当雷诺数Re >100000时,ζ≈0. 15。而同规格的普通节流阀则高达0. 5, 可见此阀的流阻很小, 大大减小了能量损失。2. 2　节流性能优良

还是以DN6mm , PN5M Pa 的阀为例, 我们做了用该阀来控制球阀启闭速度的实验, 该实验的控制原理是通过控制进入球阀油缸内的流体流量来控制油缸活塞移动的快慢, 从而控制球阀的启闭时间。实验数据如表1所示。

表1　实验数据

手柄A 刻度(格) 0. 10. 30. 51. 5开启

时间(秒)

关闭

时间(秒)

62

46

35

25

18

9

6

5

2

60

45

35

26

185

1210

815

520

240

手柄B 刻度(格) 0. 10. 30. 51. 5

5

10

15

20

40

2　性能优点

2. 1　该阀采用直通式结构和流线型流道, 故阻力系数小、流量系数大。　　实验表明, 该阀调节线性度好, 调节范围宽广, 并可实现无级调节。

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min 的系统为例, 其调速元件的费用由原来的5400

3　应用前景

该阀可广泛应用于各种液压调速系统的改造或组装, 使系统简化、成本降低。

目前, 该阀已在宝鸡某机床厂试用, 用于改造传统的磨床调速系统, 改造前后的液压系统图如图2所示

。

元减为900元, 仅为原来的1/6。

该阀在实际应用中与系统的联接如图3所示

:

图3　阀在实际应用中与系统的联接

改造前　　　　　　　　　　　　　改造后

图2　改造前后的液压系统图

由图3可以看出, 由于采用了叠加式结构, 安装时只需用螺钉把它和其它叠加阀及标准顶板串接在一起, 它们的P 、T 、A 、B 口就完全互通了, 再配上安全阀、油泵和油缸就可以推动工作台住复运动, 且可以根据工作要求方便的调节往复运动的速度V 1和V 2的大小; 拆卸同样十分方便, 只需松开螺栓就可以进行元件的更换和检修。

从上图可以看出, 改造后一个阀代替了原来的4个阀, 使系统大大简化, 但功能并没有丝毫的减弱, 只用一个阀就可轻松的调节油缸活塞往返运动的速

度V 1和V 2, 根据工作的需要使两者相等或不等。

试用的情况表明:从性能上讲, 该阀不但能量损失小, 对系统的其它元件没有特殊要求, 而且调节方便, 调节范围宽广, 节流均匀平稳, 线性度好, 并可实现无级调节; 从价格上讲, 该阀制造成本低, 并且一个阀可代替原来的4个阀, 使系统大大简化, 极大的降低了成本, 以工作压力为5MPa , 额定流量为30l /

4　结论

该阀是一种性价比很高的新型叠加式节流阀, 可广泛应用于各种液压系统。

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