化工儀器網
技術文章
美國COAX壓力控制閥HPB-N15型產品詳情及原理了解
閱讀：725 發布時間：2021-9-10 美國COAX壓力控制閥是控制和調節液流壓力的閥的總稱，簡稱壓力閥。其工作原理是采取使作用在閥芯上的液壓力與闊芯彈簧力相平衡的方法，建立和維持被控液體的工作壓力。如果彈簧力是可調的，則被控液體的壓力也可隨之改變，從而達到控制和調節液流壓力的目的。壓力閥都并聯在油路系統中加以使用。當被控液體由于外界原因壓力升高超過彈簧預調壓力時，閥芯與彈簧的平衡關系被破壞，此肘，閥芯將被迫移動，打開通路向回油管路泄油(溢流)，使被控油液的壓力仍維持在彈簧預調壓力的水平；有時閥芯移動不是打開回油通路，而是改變其專設節流減壓口的通流斷面，即改變其壓力降，來使預調減壓油路的工作壓力維持不變；有時則有意提高油液壓力，使其進入另一工作油路，以達到順序動作的目的。
（一）溢流閥
（1）溢流閥的結構和工作原理
①直動式溢流閥
直動式溢流閥的簡化結構，圖5—15為直動式P型溢流閥的結構及符號，其工作原理是當將溢流閥并聯在液壓系統的進油管路上時，閥的進油口壓力總是對應于彈簧壓力和溢油口的背壓并與之相平衡，由于彈簧壓力是通過閥上部的調壓螺釘人為予以調定，因而滑動閥芯A的移動壓力也將隨之而變，這樣也就相當于控制了進油口的壓力，亦即系統壓力。當調壓螺釘全松時，由于彈簧壓力和背壓甚小，此時系統將不能建立壓力而溢流(稱為卸荷)，即由油泵輸出的流量，將在接近于無壓的條件下，使滑動閥芯A上移接通進、出油口，使全部流量通過溢流閥返回油箱；隨著調壓螺釘不斷地旋緊，經閥的進油口作用在滑動閥芯底面a上的壓力，即系統壓力，亦將對應于彈簧壓力而逐漸上升，直達系統要求的工作壓力而調定。
②先導式溢流閥
先導式溢流閥由先導閥和主閥組成。圖5-16所示為先導式溢流閥的工作原理和圖形符號圖。P為進油口，T為出油口，壓力油自P口經通道a進入主閥芯下腔A，作用在主閥芯底面上，，同時又經阻尼孔b進入主閥芯上腔B，作用在主閥芯上端面和先導閥上。
先導式溢流閥壓力流量特性優于直動式溢流閥。故先導式溢流閥廣泛應用于高壓、大流量和調壓精度要求較高的場合。又由于先導式溢流閥是二級閥，其靈敏度和響應速度比直動式溢流閥低一些。
③溢流閥的典型結構
（a）錐閥型；（b）球閥型
1—主閥芯；2—閥座；3—先導閥芯；4—調整螺釘；5—閥體；
6—閥蓋；7—先導閥坐；8—阻尼孔；9—遙控口
（2）溢流閥的性能
①靜態特性
美國COAX壓力控制閥壓力調節范圍是指調壓彈簧在規定的范圍內調節時，系統壓力能平穩地上升或下降，且壓力無突跳及遲滯現象時的最大和最小調定壓力。溢流閥的最大允許流量為其額定流量，在額定流量下工作時，溢流閥應無噪聲、溢流閥的最小穩定流量取決于它的壓力平穩性要求，一般規定為額定流量的15%。
啟閉特性
啟閉特性是指溢流閥在穩態情況下從開啟到閉合的過程中，被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個重要指標，一般用溢流閥處于額定流量、調定壓力ps時，開始溢流的開啟壓力pk及停止溢流的閉合壓力pB分別與p1的百分比來衡量，前者稱為開啟比pk，后者稱為閉合比ps，即:式中：ps可以是溢流閥調壓范圍內的任何一個值，顯然上述兩個百分比越大，則兩者越接近，溢流閥的啟閉特性就越好，一般應使≥90%，≥85%，直動式和先導式溢流閥的啟閉特性曲線
②動態性能
當溢流閥在溢流量發生由零至額定流量的階躍變化時，它的進口壓力，也就是它所控制的系統壓力那樣迅速升高并超過額定壓力的調定值，然后逐步衰減到最終穩定壓力，從而完成其動態過渡過程。
定義最高瞬時壓力峰值與額定壓力調定值ps的差值為壓力超調量Δp，則壓力超調率Δp為：它是衡量溢流閥動態定壓誤差的一個性能指標。一個性能良好的溢流閥，其≤10%～30%。圖5-19中所示t1稱之為響應時間；t2稱之為過渡過程時間。顯然，t1越小，溢流閥的響應越快；t2越小，溢流閥的動態過渡過程時間越短。
（3）溢流閥的應用
溢流閥的應用比較廣泛，它在回路中可以做溢流閥用、作安全閥用、作背壓閥用、作遠程調壓用、作多級調壓用以及作卸荷閥用。
（a）做溢流閥用；（b）做安全閥用；（c）做背壓閥用；
（d）遠程調壓；（e）多級調壓
（二）減壓閥
減壓閥是使出口壓力(二次壓力)低于進口壓力(一次壓力)的一種壓力控制閥。其作用是降低液壓系統中某一回路的油液壓力，使用一個油源能同時提供兩個或幾個不同壓力的輸出。減壓閥在各種液壓設備的夾緊系統、潤滑系統和控制系統中應用較多。此外，當油液壓力不穩定時，在回路中串入一減壓閥可得到一個穩定的較低的壓力。根據減壓閥所控制的壓力不同，它可分為定值輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。
（1）定值輸出減壓閥
①美國COAX壓力控制閥工作原理
所示為直動式減壓閥的結構示意圖和圖形符號。P1口是進油口，P2口是出油口，閥不工作時，閥芯在彈簧作用下處于最下端位置，閥的進、出油口是相通的，亦即閥是常開的。若出口壓力增大，使作用在閥芯下端的壓力大于彈簧力時，閥芯上移，關小閥口，這時閥處于工作狀態。若忽略其他阻力，僅考慮作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件，則可以認為出口壓力基本上維持在某一定值——調定值上。這時如出口壓力減小，閥芯就下移，開大閥口，閥口處阻力減小，壓降減小，使出口壓力回升到調定值；反之，若出口壓力增大，則閥芯上移，關小閥口，閥口處阻力加大，壓降增大，使出口壓力下降到調定值。
先導式減壓閥的工作原理圖和圖形符號，可仿前述先導式溢流閥來推演，這里不再贅述。
②工作特性
理想的減壓閥在進口壓力、流量發生變化或出口負載增加，其出口壓力p2總是恒定不變。但實際上，p2是隨p1、q的變化，或負載的增大而有所變化。當忽略閥芯的自重和摩擦力，當穩態液動力為Fbs時，閥芯上的力平衡方程為：
（2）定差減壓閥
定差減壓閥是使進、出油口之間的壓力差等于或近似于不變的減壓閥，其工作原理如圖5-25所示。高壓油p1經節流口xR減壓后以低壓p2流出，同時，低壓油經閥芯中心孔將壓力傳至閥芯上腔，則其進、出油液壓力在閥芯有效作用面積上的壓力差與彈簧力相平衡。
式中：為當閥芯開口時彈簧(其彈簧剛度為)的預壓縮量；其余符號如圖所示。
由式(5-7)可知，只要盡量減小彈簧剛度和閥口開度，就可使壓力差Δp近似地保持為定值。
（3）定比減壓閥
定比減壓閥能使進、出油口壓力的比值維持恒定。圖5-26所示為其工作原理圖，閥芯在穩態時忽略穩態液動力、閥芯的自重和摩擦力時可得到力平衡方程為：
式中：為閥芯下端彈簧剛度；是閥口開度為時的彈簧的預壓縮量；其它符號如圖所示。若忽略彈簧力(剛度較小)，則有(減壓比)：
選擇閥芯的作用面積和，便可得到所要求的壓力比，且比值近似恒定。
（三）順序閥
順序閥是以壓力為信號自動控制油路通斷的壓力控制閥。常用于控制同一系統多個執行元件的順序動作。按其控制方式有內控和外控之分；按其結構又有直動式和先導式之分。通過改變控制方式、泄油方式和出口的接法，順序閥還可構成多種功能，作背壓閥、卸荷閥、平衡閥和溢流閥用。
（1）直動式順序閥
XE型直動式內控順序閥的結構原理和圖形符號圖。其主要零件有閥體4、閥蓋3及7、閥芯5、控制活塞6、調壓彈簧2和調節螺釘1等。其結構與直動式溢流閥相似。不同的是，順序閥為減小彈簧剛度設置了控制活塞，且閥芯和閥體間的封油長度比溢流閥長。調節調壓彈簧的預壓縮量即可調節順序閥的開啟壓力。因為是進口壓力控制閥芯的啟閉，所以稱為內控式順序閥。
外控順序閥又稱為液控順序閥，將圖5—27所示內控順序閥的端蓋7旋轉90°或者
180°安裝，使通道8堵塞，外控口K與進油腔隔離，并除去外控口螺堵，即可變成外控順序閥。其工作原理與內控順序閥相同，只是控制活塞動作的油源來自外控口K接通的控制油路，而與進口壓力無關，因此稱作外控順序閥。外控順序閥的圖形符號如圖5—27所示。
（2）先導式順序閥
先導式順序閥的結構圖。其主要零件有先導閥芯、調壓彈簧、主閥芯及閥體等。其工作原理與前述先導式溢流閥相似，不再復述。