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SMC众多压力阀中,我需要什么类型的压力阀?

发布时间:2022-02-10 点击量:145

SMC众多压力阀中,我需要什么类型的压力阀?

SMC压力阀使用提升阀、球阀或(很少)由弹簧偏移推动的阀芯,您会发现几乎所有制造的压力阀的描述都是准确的。这是因为压力阀只是抵抗液压,直到克服其弹簧的力上升到该弹簧的值以上——常识。那么,如果几乎每个压力阀都使用相同的原理工作,为什么会有这么多不同的类型呢?

事实上,平衡阀的工作原理与安全阀基本相同,只是有几个选项可以专门提高性能以适应其功能。您需要的压力阀类型取决于液压系统中的位置和用途。SMC压力阀的四个基本版本是安全阀、运动控制阀、顺序阀和减压阀(见图 1)。

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SMC安全阀代表了最直接的选择,是其他三个的基础。它可能就像一个硬化的铬球一样,由一个弹簧推向锥形座,不提供任何调整。这种基本的固定式溢流阀在液压系统中并不常见,但这种设计可以通过添加密封螺钉组件来调节弹簧预紧力。

压力阀中的任何弹簧都具有旨在抵抗压缩的刚度,并且该刚度随着弹簧压缩而增加多少称为弹簧刚度。阀门的压力范围越高,其弹簧的比率就越高。弹簧刚度通常表示为“磅每英寸",这意味着 x 磅的力会将弹簧压缩一英寸。

没有压力阀具有无限的可调范围,因为任何弹簧都有一个可用范围。我们发现弱弹簧不能在高压上游运行,而刚性弹簧不允许低压运行。阀门制造商了解弹簧的局限性,因此他们为其阀门提供各种弹簧刚度,以满足客户的需求。例如,制造商可提供适用于任何给定阀门的 0-25 bar、0-75 bar 和 35-250 bar 弹簧范围。

其他制造商提供上限额定值,例如最大 250 bar 弹簧,但在较低范围内将缺乏分辨率,甚至可能无法在零压力下释放。为您的应用选择可能的弹簧值,这提供了最大的可调范围和更精细的分辨率,从而更容易达到精确的压力设置。

常见的结构形式

即使对于相同的应用,压力阀的结构也不同。三种常见的结构形式是直动式、先导式和平衡活塞式。直接作用式溢流阀采用由弹簧保持关闭的球或提升阀,液压直接作用在球或提升阀上以压缩弹簧并释放流体以限制上游压力。

直动式阀门简单有效,但有其局限性。压力超控定义了压力阀“破裂"打开和完全打开之间的差异。直接作用式安全阀的开启压力远低于实际压力设置,其本身定义为阀门完全打开时的系统压力。因此,一些SMC阀门的压力超控差至其最大设定压力的一半,而其他阀门可能仅承受最大设定压力的 10-20%。

压力超控甚至可以定义为(直接操作的)压力阀的效率,尤其是描述为安全阀时。尽管开启压力可能仅导致泵流量损失 5%,但从开启压力一直到设定压力,损失率是线性的。当您接近安全阀的设定值时,更多的流量会被引导到油箱,而不是产生有用的功。安全流不仅会降低执行器的速度,还会因此产生纯热。

一个简单的SMC先导式溢流阀类似于两个串联的溢流阀。较小的溢流阀充当主级阀的先导,并控制该主级的开启力。因为先导泄压包含高压弹簧,主级阀可能使用较弱的弹簧,因为先导压力提供了对早期开启压力的剩余阻力。先导式溢流阀比直动式阀具有更低的压力超控,并且还提供非常高的流量选项。

当需要非常低的压力超控时,寻找平衡活塞溢流阀,它本身是一个先导式配置。其主级提升阀在压力侧和弹簧侧具有相同的表面积,系统压力在两侧平衡。只有弹簧的力值使提升阀保持关闭,由于它们的平衡特性,需要非常柔软的弹簧。弹簧值和压力超控是相同的,因此如果您将阀门设置为 3,000 psi 并且弹簧提供 50 psi 的力,则开启压力发生在 2,950 psi。

根据设计要求进行选择

现在我们已经了解了压力阀的结构和操作的基础知识,我们可以讨论您在回路的每个部分中需要哪种压力阀。图 2 显示了一个虚构的电路,显示了不同位置的无数压力阀。我将逐一介绍适合设计要求的阀门。

你需要限制系统压力——这项工作适合安全阀,它实际上主要作为备用存在,以防止过大的压力造成损坏。如果您正在寻找“保持"压力的解决方案,则应避免使用安全阀,这只会导致热量。

选择适合您的最大压力等级的泄压阀,以便将阀门设置为高于最大工作压力。例如,如果您的执行器需要 2,000 psi,将泄压阀设置为 2,000 psi 将导致流量流向油箱而不是执行器。如前所述,请务必选择具有适当压力超控的阀门。确保任何闭心液压系统仅使用平衡活塞溢流阀来防止泵卸载,并将压力设置为高于补偿器设置 200 psi 左右,以防止阀与压力补偿器发生冲突。

您需要按顺序操作功能 -自动化液压功能的一个聪明技巧来自使用本质上是一个SMC内联溢流阀,它将其路径指向二次回路或执行器。当这样使用时,安全阀将其名称更改为顺序阀。顺序阀可能比任何其他压力阀都更类似于安全阀,只是它需要一个外部排水管或通向其弹簧腔的排气口。

与直接通向油箱的安全阀不同,顺序阀在两个端口上都承受压力。泄漏流无处可流出,它会在弹簧腔中积聚,在那里,被困压力会增加弹簧压力。如果压力泄漏到弹簧腔中的时间过长,排水管可以防止这种可能性。

您可以在图 2 中看到,一旦气缸升起然后触底,与安全阀的 3,000 psi 相比,顺序阀的 2,000 psi 设置是阻力最小的路径。接下来,顺序阀打开,将流体引导至马达功能。

您需要限制子电路中的压力 -并非每个执行器都想要或需要完整的系统压力,甚至有时,您希望准确地限制执行器的力。因此,您选择用于分回路压力控制的压力阀是减压阀。在压力阀中这是常开的版本,这意味着它在中性位置流动。

SMC减压阀将其先导信号从下游传递到执行器,当压力上升到其设定值以上时,它会关闭流路,使下游压力衰减到足以导致压力降低。在某些方面,它是一种控制流量以控制压力的混合阀。与其对应的顺序阀一样,许多减压阀都需要一个排放口,因为压力作用在两个工作口上。如果下游压力由于负载或热引起的原因而升高,排放还允许阀门保持其降低的压力。

在示例电路中,您还会注意到一个止回阀。这是因为止回阀允许自由反向流动,因此阀门仅降低下游压力并减少阀门反向流动不良(有时根本没有)。

您可以随意使用与子电路或工作端口一样多的减压阀。所以是的,您可以使用减压阀来限制每个工作端口的压力以及不同的设置。

您需要控制偏心或超速负载——有时重力喜欢将负载拉或推得比您希望移动的更远,例如起重机上的吊杆或降低升降机的绞盘。您希望安全地降低负载,并且以特定的速率,可以添加一个安全阀来基本上计量以控制下降。虽然缓解确实会起作用,但您可能会冒着压力加剧的风险,因为负载在您推动的同时拉动。

SMC运动控制阀(气缸的平衡阀和电机的制动阀)具有一些功能,可以安全、稳定地控制负载。使用来自相对工作端口的先导信号,运动控制阀保持关闭状态,直到它在打开以允许负载移动时接收到先导信号。然后,阀门无缝调节自身,以平衡负载直接施加的压力和指示阀门打开的先导信号。

SMC逆流止回阀允许泵在相反方向上轻松进入,这对于每个运动控制阀都是常见的。由于存在同时将所有端口暴露于压力的可能性,因此运动控制阀可以使用排水管或通风口。然而,大多数情况下,阀门的出口在阀门运行时确实有通向油箱的自由通道,因此并不总是需要排放。

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