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流量控制阀原理、结构与应用(一)

 shelbypf 2018-06-30

一、 流量计算公式

管道和阀门的节流截面, 管接头和分流器等等, 都属于液压流动中的阻尼(液阻), 并造成了摩擦损失。这些损失可导致压力下降和温度升高。与电力系统的欧姆电阻相反, 液阻没有确定的度量单位。液阻是通过一定流量下的压降来测量的。

节流截面的压力损失决定于:

流速(也即流量与截面积之比); 管道长度或节流长度; 节流截面的形状; 液压流体的粘度;液压流体的密度; 流动类型(层流或紊流)

这些物理量之间的关系可用下式来表示:

qv=α*A√(2∆P/ρ)

这里,α 流量系数, 0.6-0.9(考虑到粘度和节流截面的形状);A 节流截面积;Δp 压降;ρ 液压流体的密度,kg/m3

这就意味着:节流口的流量决定于两端的压力差, 两者成二次方关系, 图形为抛物线的形状。

流量控制阀原理、结构与应用(一)

流量计算公式

流量控制

流量控制阀的目的, 是通过改变节流截面来影响流量qv, 从而控制液压缸和液压马达的速度。来自液压泵的多余流量, 则由溢流阀回油箱。变量泵控制着与压力相关的流量,也即当达到相关压力时,变量泵就把流量逐渐减小, 最后到零。这些过程中的功率损失,都转化成了热能。在实际应用中, 入口压力p1通常靠溢流阀或变量泵的压力控制器保持不变。压差Δp的变化, 则源于负载压力p2的改变。因此, 简易节流阀只能用于两种场合:负载压力p2变动较小; 或者负载引起的驱动速度变动可以接受, 甚至是要求的。

流量控制阀原理、结构与应用(一)

流量控制

节流口与节流阀

流体的粘度对节流流量特性的影响, 基本上决定于节流截面的形状。随着湿周与截面积之比的增加, 粘度的影响会增大。因此, 理想的节流截面形状, 换一种说法——流量尽可能与粘度无关的节流截面形状, 为路径短的圆形节流口(1)。在该截面下,面积与周长之比达到最大值。在较长的节流路径下, 粘度对流亮的影响会增加。然而, 要制造面积无限可变的圆形节流截面,几乎为不可能。可调针阀(3)的节流面积和周长之比也不理想(尤其是当孔隙较小时), 因而粘度的影响也会增加, 且流量可调性(分辨率)也较差。可接受的一个折衷方案, 是等边三角形截面(4), 可通过阀芯移动实现流量控制。

流量控制阀原理、结构与应用(一)

节流口类型

单向节流阀

节流阀和流量控制阀通常只允许在一个方向流动。因此, 常与单向阀组合, 形成单向节流阀(5)。在图示结构中, 当流向为 B-A 时, 单向滑阀抬起, 使得整个截面开启。

单向与节流组合阀

单向阀与节流阀的组合, 可采用管道连接或中间过渡盖板连接, 这类特殊结构的组合阀,尤其经济高效。单向与节流组合阀具有一个特别的凸起状圆盘, 置于阀体凹槽内, 以达到单向节流的目的。该圆盘可沿轴向在槽内移动。流向为(1)时, 圆盘因压差和液动力而被压向上端, 封闭了圆盘周向开口, 液流只能经中心孔节流;流向为(2)时, 压力正好相反, 圆盘被压向下端, 除了小部分经中心孔流动外, 主流量则经圆盘的周向开口通过。该组合阀的安装方向, 必须使圆盘与单向阀所需的作用方向相对应。

流量控制阀原理、结构与应用(一)

单向阀与节流阀组合

未完,后见'流量控制阀原理、结构与应用(二)'

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