水压控制阀的研制

　　直接以天然水(海水或淡水)代替矿物油作液压系统工作介质的水液压技术与传统的油压技术相比,具有不燃、无污染、与环境及产品相容、卫生、节约能源、系统简单和性能稳定等突出优越性。国外的现场应用表明,水液压技术不仅可以在传统油压技术无法应用的食品、饮料、医药、奶制品、粮食、肉加工、生物工程、医疗机械、包装机械、电子、纺织等众多领域中推广应用,而且可以在船舶、舰艇、矿井、高温明火环境下的一系列工业部门中,代替极具污染及安全隐患的油压技术。另外,它在消防、海洋开发等领域亦有广阔应用前景。水液压技术与主机的结合,对于实现绿色制造、绿色传动及安全生产的要求将起到重要作用,从而促进我国机械产品出口竞争力、海洋开发能力及海军装备战斗力的提高。

　　2　应用

　　由于水液压技术的突出优越性和广阔的应用前景,一些工业发达国家均把此技术列为有重大工程应用价值的新技术项目,重点支持和开发。美国、英国和日本等国家还专门成立了水液压传动委员会,以协调其国内水液压技术的研究和发展,现已取得突破性进展,并已开始进入广泛现场应用阶段。

　　2·1　海水液压技术

　　美国海军于20世纪60年代率先开始海水液压技术的研究,之后英国、德国和日本等国家相继开始研究,现已将其应用于水下作业工具及机械手、舰艇等海军装备、海底工作机械及深潜调查船等领域。工作压力一般为14MPa,用于深潜调查船的海水泵的工作压力达60~68MPa。当前,一些工业发达国家对于海水液压技术严格保密,其产品尚未形成系列化。

　　2·2　淡水液压技术

　　在一些工业发达国家中,采用淡水作工作介质的液压元件及辅件已经实现市场商品化,有10多家公司分别建立了多种水液压元件供应市场。其中以丹麦Danfoss公司的品种最多(含水液压泵、高速马达、低速马达、压力阀、流量阀、比例阀及各类辅件等,压力为14~16MPa),市场占有量最大,其年产值2001年已达30亿美元。

　　我国从90年代开始水压传动技术方面的研究,并取得一定的研究成果。然而,由于水和油在理化性能方面的重大差异(如腐蚀性、汽化压力、粘度、密度和声速等),使得水压元件的研制同油压元件存在许多不同。

　　3　水压控制阀

　　3·1　流量控制阀

　　水压流量控制阀(图1)由阀芯、阀座和弹簧及阀体、手柄、压板、紧固件和密封件等组成,其主要功能是在调节上阀芯开度为一定的情况下,维持通过阀的流量在一定压力范围内不随进出口压力的变化而改变。阀的额定压力14MPa,额定流量40L/min,最小控制流量为3L/min。图2为该阀在不同开度时进口压力与调节流量之间的试验曲线。