液压插装式单向阀的结构和原理

液压插装式单向阀又称逻辑阀,是一种新型液压元件,其特点是流通能力大、密封性能好、动作灵敏、结构简单,因而主要用于流量较大的液压系统或对密封性能要求较高的系统。

1.液压插装式单向阀的结构原理和符号

如图 1 所示,阀门组件由几个部件组成:控制盖 1、阀芯单元(包括阀套 2、弹簧 3、阀芯 4 和密封件)、阀芯块主体 5 和先导元件(置于控制盖上,但未在图中显示)。该阀芯单元主要管理电路中的开和关功能。因此,我们也将其称为二通插装阀。

控制盖板将插装单元封装在插装块主体内,并促进先导阀与插装单元(也称为主阀)之间的通信。主阀的阀芯调节主油路的开关状态。根据所使用的先导阀类型,系统可以实现压力控制、方向控制或流量控制等各种功能,甚至可以形成复合控制。

此外,您还可以在一个或多个插装块中装配多个具有不同控制功能的二通插装阀,以创建一个综合液压回路。这种方法可实现多功能、高效的液压系统设计。

就工作原理而言,二通插装阀相当于先导控制单向阀。具体来说,A 和 B 是主油路中仅有的两个工作油口,我们通常将这种设置称为二通阀。X 作为控制端口。通过改变控制端口的压力,可以控制 A 端口和 B 端口是打开还是关闭。

当控制端口没有液压时,作用在阀芯下部的液体压力会克服弹簧力,使阀芯打开。这样,液体就可以在 A 和 B 之间流动,流动方向取决于 A 和 B 端口的压力。反之,如果控制端口具有液压,并且当 \( p_x \geq p_A \) 和 \( p_x \geq p_B \)时,阀会确保 A 和 B 保持关闭。因此,它的功能类似于逻辑元件中的 "非 "门,所以人们也称它为逻辑阀。

此外,我们还可以根据控制油的来源将插装阀分为两类。第一类是外部控制插装阀。在这类阀门中,控制油由单独的电源提供,A 端口和 B 端口的压力或油路中的控制方向不会影响控制油的压力。

另一方面,第二类是内部控制插装阀。在这些阀中,系统将控制油导向 A 或 B 端口的白阀。在这一类别中,我们进一步区分了两种类型:带阻尼孔的阀芯和不带阻尼孔的阀芯。值得注意的是,内部控制插装阀因其应用广泛而被更广泛地使用。

2.方向控制插装阀

止回阀分为单向阀和换向阀两种。

(1) 单向插装阀。如图 2 所示,我们将 X 端口连接到 A 或 B,形成一个单向阀。连接方式不同,其导通方向也不同。前者pA>pB,锥阀关闭,A和B不通;pB>pA并达到开启压力,锥阀开启,油从B流向A。

(2) 液控单向插装阀。如果将二位三通液压换向阀连接到控制盖上,以改变 X 端口的压力,则该阀将成为液控单向阀,如图 3 所示。如果 X 端没有液压,则该阀处于图中所示位置。当 ( p_A > p_B ) 时,A 和 B 连通,A 流向 B。如果 K` 处有液压,二位三通先导阀将反转。在此位置,X 端口与油箱相连,A 和 B 相连。油的流量取决于 A 和 B 点的压力。

(3)二位二通插装阀。如图 4 所示,锥阀在描绘的状态下是打开的,连接 A 和 B,如果电磁换向阀通电换向,且 pA>pB 时,锥阀关闭,A、B 断油,即为二位二通阀。

(4)二位三通插装阀。如图 5 所示,在图示状态下,左侧锥阀打开,右侧锥阀关闭,即 A、O 相连,P、A 不通过。当给电磁阀通电时,电磁阀将 P 连接到 A,并阻止 A 连接到 O。

(5) 双位四通插装阀。如图 6 所示,左 1 和右 2 锥阀在图示状态下打开。给电磁阀通电后,左 2 和右 1 锥阀打开。这种配置将 A 连接到 P,将 B 连接到 O。

(6) 三位四通插装阀。如图 7 所示,在图示状态下,我们关闭所有四个锥阀,因此 A、B、P 和 O 不连接。给左电磁阀通电时,它会打开左 2 和右 1 锥阀。右电磁阀通电时,打开左 1 和右 2 锥阀。因此,它将 A 连接至 O,将 B 连接至 P。这种配置具有三位四通阀的功能。如果使用一个以上的先导阀和多个主阀,就可以创建一个复杂的系统。您可以将该系统组合成一个二通插装式换向阀。这种设置可提供普通换向阀无法实现的功能。

3.压力控制插装阀

在插装阀的控制口上装有不同的先导压力阀,就可以得到各种不同类型的压力控制阀。图 8 (a) 显示了用作先导阀的直动式溢流阀。这种设置可控制主阀,我们将其描述在溢流阀原理图中。A 腔压力油通过阻尼孔进入控制腔和先导阀,以及 B 端口和油箱。通过先导阀,可以调节锥阀的开启压力。其原理与先导溢流阀相同。如图 8 (a),当 B 腔不与油箱而是与负载相连时,它是顺序阀。在图 8 (b)中,如果给 2 位 2 通电磁换向阀通电,则将其用作卸荷阀。

图 8 (c) 显示了减压阀的原理图。主阀芯使用常开滑阀芯。B 为入口,A 为出口。A 腔中的压力通过阻尼孔,再通过控制腔和先导阀。工作原理与普通先导图相同。压力控制插装式减压阀参见图 8。

使用比例溢流阀作为先导阀,可以创建一个双向插装式电液溢流阀。这是图中所示直动式溢流阀的替代方案。

4.流量控制插装阀

如图 9 所示,插装阀控制盖包括一个阀芯行程调节器。该调节器用于调节阀芯开口。通过调节阀芯开度,可使锥阀发挥流量控制阀的功能。此外,如果将恒压差减压阀与二通插装式节流阀串联起来,就会形成一个二通插装式速度控制阀。此外,如果用比例电磁铁取代节流阀手动调节装置,就可以使用双向插装式电液比例节流阀。

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