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自动压力切换阀 |
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作者：西安公路交通大学 魏立基 历 军 |
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摘 要： 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。
关键词： 液压测试；压力自动切换；负载传感系统
1 结构及工作原理
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，结构见图1。
1.调整螺塞 2.O形圈 3.弹簧 4.控制阀芯 5.阀体
图1 自动压力切换阀结构图
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。
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。
图2 控制阀芯的受力分析图
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。
Fy＝C.p
式中 C——常数
弹簧力：
Ft＝K.Δx
式中 K——弹簧刚度
力的平衡方程可以写成：
Fy－Ft＝0
因此，可以建立起一个压力p和弹簧变形量Δx的关系式：
Δx＝A.p
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
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。
2 其他应用
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。
图3 自动压力切换阀的应用——简易负载传感系统
（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。
（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。(end)
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(6/3/2004) |
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