单向阀的特性及应用

单向阀的特性及应用

彭熙伟1,陈建萍2,李金仓1

Property and Application of Check Valve

Peng Xi wei1,Chen Jian ping2,Li Jin cang1

(1 北京理工大学自控系,北京 100081;2 中船重工707研究所,江西九江 332007)

摘 要:对单向阀的特性、分类进行了介绍,列举了单向阀在液压系统中多种功能的具体应用,并阐述了单向阀使用中的一些注意问题。

关键词:单向阀;方向控制阀;液压系统

中图分类号:TH137 文献标识码:B 文章编号:1000 4858(2004)01 0060 02

单向阀是液压系统方向控制阀中的一类,其主要作用是限制油液只能向一个方向流动,不能向反方向流动。单向阀结构和工作原理都比较简单,但却是液压系统中应用最多的元件之一,正确选择、合理应用单向阀不仅可以满足液压系统不同应用场合的多种功能要求,而且还可使液压系统设计简化。本文介绍单向阀在实际液压系统中的典型应用和使用注意事项。

1 单向阀的分类及特性

单向阀按其结构特点不同,一般分为普通单向阀和液控单向阀两类。普通单向阀的图形符号如图1a 上所示,其功能是只允许油液向一个方向流动(从A 到B),而不允许反向(从B到A)流动;液控单向阀的图形符号如图1a下所示,其功能是允许油液在一个方向流动(从A到B),而反向流动(从B到A)必须通过控制油(C)来实现。

对单向阀的性能要求主要有:当油液通过单向阀流动时阻力要小,也就是压力损失要小;而当油液反向流入时,阀口的密封性要好,无泄漏;工作时不应有振动、冲击和噪声。

2 单向阀的应用

1)保护液压泵

如图1b所示,单向阀3安装在液压泵1的出口,可防止系统压力突然升高(如蓄能器4释压等)反向传给液压泵,避免泵反转或损坏,起保护液压泵的作用。

2)防止油路干扰

如图1c所示的双泵供油系统,当系统压力低时,泵1和泵2输出的油汇合,共同向系统供油,满足系统大流量的需要;当系统压力高于卸荷阀5的设定压力时,低压泵2卸载,只有高压泵1向系统供油,此时,单向阀4把高压油路和低压油路隔开,不互相影响。

3)

保压

图1 单向阀应用

收稿日期:2003 07 03

作者简介:彭熙伟(1966 ),男,云南昆明市人,副教授,博士,主要从事电液伺服控制、比例伺服控制技术研究。

60液压与气动2004年第1期

如图1d所示,液压缸7外伸工作时,蓄能器5充液储蓄高压油,当压力达到压力继电器4的设定值时,液压泵1停机,而蓄能器5和单向阀3则可保持系统压力。由于蓄能器5补偿泄漏的作用,系统保压而使液压泵1可停机,从而达到节能的目的。

4)闭锁液压缸

如图1e所示,当换向阀1处于中位时,液控单向阀2、3闭锁液压缸6两腔的油液,使液压缸停留并且在外力作用下也不能窜动,液控单向阀起液压缸锁紧的作用。液控单向阀的这种闭锁功能也常常应用在具有重力负载的平衡回路中,用液控单向阀使立式液压缸活塞在任意位置悬停,从而可防止立式液压缸与垂直运动的工作部件由于自重而自行下落。

5)作旁路阀

如图1e所示,单向节流阀4、5均由单向阀与节流阀组合而成,液压缸进油时,由于单向阀的阻力远比节流阀小,所以液流经旁路单向阀流入液压缸;而液压缸回油时,因单向阀关闭,液流经节流阀流出,从而实现液压缸6的回油节流调速。作旁路阀的单向阀通常还有单向顺序阀、单向减压阀等;此外,单向阀还可与过滤器并联旁路,当滤芯堵塞后,单向阀开启(开启压力由滤芯堵塞的压差决定),从而保护滤芯不损坏。

6)作液流方向选择

如图1f所示双向闭式回路,当泵5正转或反转时,单向阀2、3组成的补油选择油路均可保证补油泵1向闭式回路正常补油;在正转或反转过程中,当系统高压管路的压力超过安全阀8的设定值时,单向阀6、7组成的安全保护油路可使高压管路的油通过安全阀8溢流,从而可防止系统高压管路因超压而损坏。

7)作大流量排油

如图1g所示的回路,液压缸4两腔的有效工作面积相差很大,在活塞缩回时,液压缸无杆腔的排油流量比较大,而此时换向阀1的通径又小时,会产生节流作用,限制活塞的缩回速度;若在活塞缩回的过程中,控制油路通过换向阀2作用在液控单向阀3上,使大通径的液控单向阀3也打开排油,则可减小液压缸的排油阻力,从而可有效提高活塞的回程速度。

8)作背压阀

把普通单向阀安装在液压缸的回油管路中,使液压缸的回油腔中保持一定的压力,这样可以增加液压缸运动的平稳性,减小液压缸的爬行和前冲现象。由于背压压力一般要求0 2~0 6MPa,因此,作背压阀的单向阀应换上较硬的弹簧。

9)保持低压回路压力

如图1h所示,单向阀3出口接主系统,进油口与控制油路相接,当主系统空载或回油时,利用单向阀的背压作用,经减压阀2将使控制油路仍能保持一个较低的控制压力。

10)用于系统回油路

在液压系统的回油路上安装普通单向阀,可防止系统停机后管路中的油液流回油箱而使油溢出油箱,这对一些油箱比较小的液压系统显得更为重要。同时,在系统检修时,回油路上的单向阀还可防止因管路拆开油箱中的油液经回油路外流,避免虹吸现象的发生。

3 使用注意事项

(1)正常工作时,单向阀的工作压力要低于单向阀的额定工作压力;通过单向阀的流量要在其通径允许的额定流量范围之内,并且应不产生较大的压力损失。

(2)单向阀的开启压力在满足系统功能要求的情况下应尽量低,以减小压力损失;而作背压功能的单向阀,其开启压力较高,通常由背压值确定。

(3)对于普通单向阀,安装时要认清进、出油口的方向,否则会影响液压系统的正常工作。特别是单向阀用在泵的出口,如反向安装可能损坏泵或烧坏电机。

(4)对于液控单向阀,应注意控制压力是否满足反向开启的要求。如果液控单向阀的控制引自主系统时,则要分析主系统压力的变化对控制油路压力的影响,以免出现液控单向阀的误动作。

(5)应合理选用内泄式和外泄式液控单向阀。对于内泄式液控单向阀来说,当反向油出口压力超过一定值时,液控部分将失去控制作用,在这种情况下,应改用外部泄油的液控单向阀。

参考文献:

[1] 宋学义.袖珍液压气动手册[M].北京:机械工业出版社,

1996.

[1] 雷天觉.液压工程手册[M].北京:机械工业出版社,1990.

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2004年第1期液压与气动