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在液压测试过程中为了简化测试系统,经常会遇到在同一油路上同时需要检测高压和低压,如液压缸的最低起动压力和耐压试验。为了满足测试精度的要求,高、低压测试又不能同时使用同一个量程的压力表,这就要求在测试高压时将低压测试装置关闭,以保护低压装置不被损坏,而实际工作中,经常发生忘记关闭低压装置而发生事故的情况。为了彻底地解决这个问题,作者设计制造了一种能自动进行压力切换的自动压力切换阀。通过该装置的使用,有效避免了低压装置的损坏,同时能够满足高、低压测试需要。这种自动压力切换阀还可用于负载变化较大的单泵系统中,组成负载传感系统、起到节能作用。
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1 结构及工作原理
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# _. j' N0 d# s% F6 J 自动压力切换阀主要由调整螺塞、调整弹簧、控制阀芯和阀体组成。
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将低压测试仪表接于阀的P1口,高压仪表接于P2口,压力油源接于P口。
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当切换阀工作时,控制阀芯4同时受到由压力油进入阀腔作用于A1面的液压力F1、作用于A2面和A3面的液压力F2和F3,以及由弹簧压缩所产生的弹簧力Ft,如图2所示。 , z. A* h# u# ]. \9 V8 W, o& [
0 p$ l! `! n8 o. o; }* N1 v0 T8 Q
由于当切换阀的结构尺寸确定后,F1、F2和F3都只与液压油工作压力p成正比,可以把这3个力简化成1个力Fy。
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- L# w6 d. y& J- R1 i- Y, V Fy=C.p / p e9 {" T/ s5 _, }3 {
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式中 C——常数 " I" x4 y" V. I
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弹簧力:
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' S& @. L2 A8 R W5 O7 M K/ ~ Ft=K.Δx
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. {% X" n1 G" f8 @* L. ^ 式中 K——弹簧刚度力的平衡方程可以写成: ! y1 U* ^ ?& n; H+ U
, q: e* @) |1 I+ g+ U% o1 d& R Fy-Ft=0
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+ G2 x1 U* c& F& w) T 因此,可以建立起一个压力p和弹簧变形量Δx的关系式: 7 \$ ~2 @* u9 S
1 A0 E3 X" P+ O6 r* c
Δx=A.p
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5 }2 P, w% [) u, @: u 式中 A——只与自动压力切换阀结构尺寸和弹簧刚度有关的常量
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由此式可以看出,控制阀芯的位移量Δx与进入阀腔的油液的工作压力p成正比例关系,也就是说,当系统压力达到一定程度(由调整弹簧设定的切换压力)时,Δx也达到足够大,控制阀芯移动以实现遮盖P1口,切断由P1向外供给的油液,实现对低压压力表的保护。其控制阀芯的最大位移可以限位,同时控制阀芯和P1口的关系为正遮盖,以防止控制阀芯位移超量。 * `5 H: C1 B2 @
/ s0 G/ T7 U) h* I! W7 I$ Z" `" M! X 2 其他应用 6 _) ]) O* p* Y4 P* f
1 h" X0 E4 @$ v 该自动压力切换阀还可以用于一些工程机械的单泵供油、负载压力变化范围较大的场合,组成一个简易的负载传感系统,以实现节能的作用,见图3。 % t2 \+ L) j; E* [
0 R, Q& d0 H3 m5 u: @& d( S# W) j. q) G" E, u
(1) C端接负载,A、B端封闭,可以组成一个单泵供油,高低压同时工作的系统。当负载压力较低时,系统压力由接在P1口的低压溢流阀设定,需要较小的驱动功率。当负载压力升高到自动压力切换阀的设定压力时,切换阀自动切断低压溢流阀,则改用接于P2口的高压溢流阀来设定,以实现高、低压力的自动设定,从而实现节能。 1 e4 ~3 C: s+ t2 X" v1 H+ K
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(2) C端封闭,A、B端分别接负载,可以组成一个单泵供油、高、低压不同时工作的简易负载传感系统,工作原理同上。 |
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