當(dāng)前位置：間隙節(jié)流調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)特點(diǎn)[高壓柱塞泵]
調(diào)壓閥是通過改變旁路溢流量的大小達(dá)到調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的目的，高壓水射流設(shè)備/高壓柱塞泵在正常噴射工作狀態(tài)下，一般來說或多或少都有部分流量從調(diào)壓閥處溢流，因此，閥芯都處于半開啟溢流狀態(tài)。
常見的各類調(diào)壓閥（如：直動(dòng)式溢流閥、先導(dǎo)式溢流閥等）其溢流口（或節(jié)流口）一般都是錐形閥結(jié)構(gòu)，是通過閥隙節(jié)流來達(dá)到溢流調(diào)壓目的的。當(dāng)溢流工作壓力較高時(shí)，閥芯在高速水流的作用下極易磨損，在閥芯表面的閥線部位形成不規(guī)則放射狀溝槽，使閥芯失效（如圖5-20所示）。即使是采用硬質(zhì)合金等較硬材料做閥芯，在較高壓力下（70MPa以上），其使用壽命也不過幾個(gè)小時(shí)到十幾小時(shí)。
在高壓水射流/高壓柱塞泵設(shè)備的實(shí)際工程應(yīng)用中，調(diào)壓閥閥組使用壽命的長短，也是設(shè)計(jì)者必須關(guān)注的一個(gè)重要問題。
如圖5-21所示節(jié)流調(diào)壓閥，采用間隙節(jié)流結(jié)構(gòu)。
間隙節(jié)流調(diào)壓閥的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：閥組的節(jié)流（或稱溢流）部位是一段長度可調(diào)節(jié)的小間隙配合副。通過手動(dòng)螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如氣壓、液壓等）調(diào)節(jié)閥芯與閥座的配合長度，以達(dá)到改變溢流量大小，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的目的（如圖5-22所示）。當(dāng)閥芯完全退出配合孔時(shí)，系統(tǒng)處于完全卸荷狀態(tài)。
該結(jié)構(gòu)可獲得較長的使用壽命，其原因主要有2個(gè)方面：
（1)由于節(jié)流部位是一段間隙，流體在經(jīng)過節(jié)流部位時(shí)，形成的是間隙流，在壓力相同的情況下，水流的流速相對(duì)與錐形閥來說較低，水流對(duì)閥芯的磨損作用也大大降低。
（2)當(dāng)前端配合部位磨損后，后部尚未磨損部位可繼續(xù)進(jìn)入閥座孔內(nèi)形成新的間隙配合，達(dá)到節(jié)流目的。也就是說，這種結(jié)構(gòu)的調(diào)壓閥閥芯的可磨損量較大，從而間接延長了其使用壽命（如圖5-23所示）。在加工和結(jié)構(gòu)允許的情況下，可將閥芯配合段長度做得適當(dāng)長一些，閥芯配合段長度越長，其壽命也就越長。
閥芯及閥座均采用普通不銹鋼，閥芯采取淬火處理，閥座采取調(diào)質(zhì)處理。閥芯與閥座的配合間隙（指節(jié)流部位）控制在0.005~0.01mm即可，采用一般的研磨或配磨等常規(guī)加工手段就可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
考慮到閥芯過小會(huì)造成加工困難，以及閥芯完全開啟后能完全卸荷的需要，因此閥芯節(jié)流段直徑尺寸不宜太小，一般應(yīng)控制在6~10mm為宜（具體尺寸應(yīng)視泵的流量而定）。為減小調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)施力，將閥芯設(shè)計(jì)成階梯形，水的流動(dòng)方向設(shè)定為反向流動(dòng)（如圖5-24所示），這樣，閥芯在水壓作用下，始終受到一個(gè)向后的推力，其力的大小由閥芯大小徑截面積之差及水壓來決定。在設(shè)計(jì)過程中，通過調(diào)整閥芯大小徑尺寸關(guān)系，能夠很容易地控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的施力大小。另外，閥芯在有壓力的情況下，始終保持向后的推力，有利于保證系統(tǒng)壓力的線性調(diào)節(jié)以及安全可靠性。
實(shí)驗(yàn)表明，在采用相同材料及熱處理硬度情況下，采用該結(jié)構(gòu)的調(diào)壓閥，其使用壽命相對(duì)于錐形閥結(jié)構(gòu)來說，可提高數(shù)十倍之多，完全可以滿足實(shí)際工程應(yīng)用需要。
該閥雖然具有使用壽命較長的突出特點(diǎn)，但也存在著一定缺陷。由于開啟行程較長，因此閥芯不宜采用彈簧進(jìn)行控制，只能采用手動(dòng)螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，故該閥沒有像溢流一樣的自動(dòng)恒壓能力。
在機(jī)器振動(dòng)及系統(tǒng)壓力波動(dòng)的雙重作用下，調(diào)節(jié)螺桿有可能松動(dòng)，從而導(dǎo)致壓力的意外升高或降低，因此，設(shè)計(jì)中必須得考慮閥芯的螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有可靠的鎖緊裝置。另外，也可采取增加受力面積，增大調(diào)節(jié)螺桿受力的辦法來減少調(diào)節(jié)螺桿松動(dòng)的可能性，當(dāng)然，這樣處理的結(jié)果，將會(huì)增加調(diào)節(jié)螺桿的調(diào)節(jié)施力，因此，對(duì)閥芯受力的大小，需要設(shè)計(jì)
者作出合理的權(quán)衡。
值得注意的是，設(shè)計(jì)者需要充分把握該閥的優(yōu)點(diǎn)及不足，注意揚(yáng)長避短，強(qiáng)調(diào)其他附件與該閥配置的協(xié)調(diào)性，這樣才能達(dá)到突顯優(yōu)勢(shì)、回避缺陷的目的。采用該閥作為系統(tǒng)調(diào)壓閥時(shí)，其他附件的配置原則是：噴槍或腳踏控制閥應(yīng)采用卸荷型。
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