一种新型先导调压阀的设计

　　先导调压阀是液压控制系统中最常用元件,它和主阀、电磁换向阀可以组成先导式溢流阀和电磁溢流阀,被广泛地用于液压控制系统的多种和多级压力控制。但这种先导阀的缺点在于其压力被调整确定后,便不能在低级压力至高级压力之间控制压力变化速度,例如无法在升压或卸载过程中进行斜坡压力的连续变化控制。我们从液压技术的大量应用中认识到,在相当一部分控制系统上,虽然手动调节的通断式控制元件不能满足使用要求,但是也不需要用高精度或自动调节的电液伺服元件或比例控制元件,也就是说数量很多的液压控制装置希望用一种性能适当和价廉的电-液控制元件。最近,我们根据这种需要设计了一种新型先导调压阀,此阀无论从结构设计、工艺性能、使用、维修和价格都近于普通先导压力阀,而它的某些作用近于比例先导压力阀,用于液压系统时可以产生两级压力间的斜坡压力,并且非常经济。

　　1 先导调压阀的结构和原理

　　1.1 新型先导调压阀的结构

　　图1所示的新型先导调压阀是以插装阀换向调压盖板的型式设计的,它具有在阀室中同轴串联的调节螺钉1、垫块2、活动阀座3、锥阀芯4、辅助弹簧5、主弹簧6和控制活塞7,以及阀体8内的先导回路构成。活动阀座3和锥阀芯4采用的是差动式结构,锥阀芯4的右端是锥面结构,左端是圆柱导向段,右端的工作横截面积大于左端的横截面积,两端横截面积的差值为锥阀芯4有效受压面积,也是压力腔J有效受压面积;先导回路包括:回油口Y经过锥阀芯4的溢流腔K与外接控制口T连通,控制入口X分别与控制口C、压力腔J和外接控制口P连通,外接控制口B经过可变节流器9与活塞腔D连通。此外,活塞7有左右2个顶端的工作位置F和E,活动阀座3也有左右2个顶端的工作位置H和G。

　　以上所述即为新型先导调压阀的基本结构。活塞腔D受压面积与压力腔J有效受压面积之比,称为面积比:K=Ad/Aj,它是一个重要参数,对新型先导调压阀的升压和卸载性能有很大影响。

　　1.2 工作原理

　　先导调压阀是一种内、外联合控制的溢流阀,它的工作不仅要利用自身锥阀芯上的液压作用力和弹簧力的平衡来进行,还可以利用外接电磁换向阀的切换来进行。它具有3种工作状态:当外接控制口与回油口之间关闭,控制入口与回油口之间的压力差低于设定的弹簧压力时,阀门完全关闭,压力从空负载快速上升到设定压力的状态,此为升压状态;当控制入口与回油口之间的压力差等于设定的弹簧压力时,在锥阀芯与阀座之间形成一个受此平衡力自动调节其开口面积大小的/节流口0,以稳定控制入口与回油口之间的压力差,此为压力稳定状态;当外接控制口与回油口之间短路,/节流口0失去稳定压力的作用而关闭,压力从设定压力快速下降到空负载的状态,此为卸载状态。上述3种工作状态的切换特点,表现为时间)压力变化关系曲线近似于矩形波,液压系统容易发生压力冲击。研究其成因,这和内、外联合控制的工作方式是紧密相关的。进一步分析就会发现,用手调螺钉压缩弹簧来设定压力的加载方式,是无法产生两级压力间的斜坡压力,这一点容易让人忽视。