培训：溢流阀/安全阀的原理、使用以及分类

溢流阀的作用和使用场合

所有液压动力源都需要在回路中的某处安装一个安全/溢流阀，作为安全保护装置，如果回路中的其他部分出现故障，可以防止压力过高。常见位置是直接在泵之后。

溢流阀可以防止作用在执行器上的外部负载将液压压力增加到设备的安全工作限制之上。

在油缸管路中使用单向阀的情况下，溢流阀可以防止流体的热膨胀，这会导致压力过大。

溢流阀偶尔用于控制系统或负载压力水平，但由于这会产生热量并且对能源的使用效率低下，因此它们更常用作过压保护装置。

溢流阀用于控制压力水平的一个应用是先导压力控制系统。在这里，通过安全阀的先导流量很小，它们作用于控制主级阀芯或逻辑元件。

另一个可以找到安全阀的地方是控制测试台上的压力。在这里，它可以作为一种方便的方式来控制负载压力，但仅限于短期。

通过添加一个电磁溢流阀成为电磁卸荷阀，例如 一旦系统出现故障或关闭，电磁阀的电源就会断开，安全阀会打开，以确保不会产生负载压力。

溢流阀是如何工作的

在最简单的形式中，溢流阀可以是通过弹簧固定在孔口上的滚珠轴承。随着球座区域上的压力增加，球被推回，与弹簧力平衡。

质量更好的阀门将具有硬化的阀座和提升阀，以提供更好的压力与流量特性以及在其整个生命周期内更一致的操作。

当通过它们的压力超过预设限制时，安全阀打开。但是，如果下游压力作用在阀芯顶部（带有弹簧的一端），则安全阀打开时的实际压力会增加。多级溢流阀通常会有外部先导泄油或进油，以确保控制压力水平稳定可靠。

油缸上的过大负载会在提升阀上产生压力，从而迫使阀门逆着弹簧打开。溢流阀的设置控制最大流体压力。

• 油缸上的负载产生压力

• 压力作用于阀座产生力
  

• 力作用于弹簧产生力

• 运动之后打开节流孔

在正常情况下，安全泄压阀保持关闭状态。开启压力将等于弹簧力或设定压力。

当供给压力超过设定压力时，安全阀打开。随着流量的增加，实际流体压力也将略微增加。阀门也会在比它们第一次打开时稍高的压力下重新就位。电路设计人员通常在不同的压力控制装置之间留出 15 bar 的最小间隙。

大流量阀往往有两级，一个小的先导溢流阀打开一个更大的第二主级阀。

不同类型的溢流阀

所有的安全阀都不一样。简单的球阀和弹簧阀生产成本低廉，但不会像制造商开发的精心设计的提升阀那样具有良好的操作特性。如果它纯粹是一个永远不应运行的安全泄压阀，这可能不是问题，但是，控制测试台上不同流速的压力将需要更好的阀门标准。

安全阀选项包括直动式、先导式 两 级、电磁卸载、电比例阀、集成或管路安装等。

下图显示了一个简单的球阀；一个基本的提动阀，靠在阀体的阀座上；同心套筒中带有硬座的优质提升阀；并且只是一个没有提升阀座的套筒中的线轴。通常，较硬的阀座和更精确加工的套筒可提供更长的使用寿命、更好且一致的特性以及更好的可靠性。

旁路泄压和背压保持阀

单向阀可用于提供一种简单类型的安全阀。这些通常用作旁通泄压阀或背压维持阀。弹簧尺寸与面积比将止回阀限制在低压范围内。当有利于在回路的某些区域保持小压力时，使用背压保持阀。

直动式安全阀

通过调节直接作用在球阀上的弹簧的压缩力，我们可以控制安全阀打开的压力。与孔口面积相比，直动式阀门中的弹簧尺寸较大。这限制了阀门的最大流通面积，从而限制了阀门的流通能力。

只需几个简单的组件，直动式安全阀就可以快速响应，并且坚固可靠。当安全阀打开时，通过压力损失耗散的所有能量都转化为热量并带回流体内的储液罐。

差动面积溢流阀

差动面积阀具有与标准直动式阀相似的性能，但具有更大的流动路径。差动面积阀的问题在于它们的阀芯间隙会增加因污染而导致故障的风险。

两级先导式溢流阀

直动式溢流阀用作先导压力控制阀，以打开较大的阀芯或提升阀，从而控制较大的流量。当先导阀打开时，它会在主滑阀中间的孔口产生流动。流量在阀芯上产生压差，相应的力打开阀座处的限制。随着管路压力继续升高，阀芯 PD 增加，阀门打开得越多，排出的流体就越多。先导压力也可以从回路中的其他地方远程感应。

2 级先导式溢流阀，带外部排放

通过参考油箱的设定压力，保持先导泄油管线 T2 分开将保持更稳定的工作压力。2 级阀可以包括一个额外的远程先导排放管线 T2，以确保操作压力始终参考稳定的油箱压力。当其他阀门打开并且没有单独的先导管线时，主回流管线 T1 可能会遭受压力波动，这些波动也会在阀门上游看到。

滑阀或提动式两级阀

主级阀节流阀可以使用阀芯控制平台或提升阀座。重要的是要准确了解每个阀门的工作原理，因为阀芯或提升阀控制平台的性能会显着不同。阀芯可能提供更好的控制，但表现出更高的泄漏并且对污染更敏感。

提升阀形状影响流动力和性能曲线

提升阀座或阀芯开口的详细设计将影响作用在阀门上的流动力，从而影响其性能特性的平坦度。阀门成本差异很大，其原因通常是为了确保最佳操作特性和使用寿命，需要更好的材料和更复杂的制造技术。

蓄能器安全块中的泄压阀必须经过认证和密封。这些与普通安全阀不同，因为蓄能器属于 PED（压力设备）。您不得使用未经认证的组件重置或更换这些阀门。