平衡阀可实现对油缸的平衡保护控制,可在油管爆裂的情况下及泄漏保护方面起作用。平衡阀的工作不受背压的影响,在阀口压力升高时,也能使阀芯维持一个稳定的开度。通常在回路中还可起溢流保护作用。常用于控制比例系统。
液压平衡阀允许油液从阀口2到阀口1自由流通,我们可以从下图最上面的结构图中看出,当阀口2油液压力比阀口1压力大时,绿色部分的阀芯在液压力的驱动下向阀口1移动,单向阀打开,油液可以自由从2流至阀口1.
阀口1至阀口2的液流是被截止的,直到先导口的压力达到一定值把蓝色的阀芯向左移动,使阀口开启,油液才可以从阀口1向阀口2流动。
先导压力不足以开启蓝色阀芯时,阀口关闭。阀口1至阀口2液流被截止。
平衡阀的作用
负载保持:平衡阀可以阻止液压缸不希望出现的下移运动,平衡阀允许操作者以一定的速度提升重物并保持在某一位置。
负载控制:平衡阀可以防止由于执行元件负载的能量,而引发先于液压泵的动作而产生的动作,从而消除了执行元件的气穴现象和负载失控现象。
安全负载:当液压油路中的管路爆裂或严重泄漏时,安装在执行元件上的平衡阀可以阻止移动载荷的失控发生。
平衡阀应用和先导比的选择原则
平衡阀的溢流设定值一般为1.3倍的最高工作压力,但是开启先导阀的要求压力取决于先导比,先导压力可以根据如下公式进行计算:
先导压力=(溢流压力设定值-负载压力)/先导比
为了优化载荷控制和能量利用,可以参照如下方法选择先导比;
2.5:1 当载荷极不稳定时选用,例如长臂吊车。
5:1 应用于载荷变化并对机械结构产生不稳定的影响时。
10:1 应用于载荷相对稳定的的应用场合。
有液控比参数的平衡阀一般为插装式的平衡阀,要求具有负载限制保护回路的功能,才能在反向锁死的时候,如果压力升高很多,就自行开启起溢流作用。这样的平衡阀又分为开中心和闭中心的平衡阀。
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平衡阀是一种特殊功能的阀门,它具有良好的流量特性,有阀门开启度指示,开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀。
利用专用智能仪表,输入阀门型号和开度值,根据测得的压差信号就可直接显示出流经该平衡阀的流量值,只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀,并用专用智能仪表进行一次性调试,就可使各用户的流量达到设定值。
自力式流量平衡阀是一种特殊功能的阀门,阀门本身物特殊之处,只在于使用功能和场所有区别。在某些行业中,由于介质(各类可流动的物质)在管道或容器的各个部分存在较大的压力差或流量差,为减小或平衡该差值,在相应的管道或容器之间安设阀门,用以调节两侧压力的相对平衡,或通过分流的方法达到流量的平衡,该阀门就叫平衡阀。此阀一般水平安装。
自力式流量平衡阀的性能特点:
可按设计或实际要求设定流量,能自动消除系统的压差波动,保持流量不变。
克服系统冷热不均现象,提高供热(供冷)质量。
彻底解决近端压差大,远端压差小的矛盾。
减少系统循环水量,降低系统阻力。
减少设计工作量,不需要对管网进行繁琐的水力平衡计算。
降低调网难度,把复杂的调网工作简化为简单的流量分配。
免除多热源管网热源切换时的流量再分配工作。
流量显示值均为测试台上随机标定,流量(m3/h)。
材质
1 阀体 炭钢 8 开启指示盘 铁
2 阀帽阀盖 炭钢 9 阀杆 不锈钢304
3 O型圈盖 橡胶 10 螺帽螺栓 不锈钢304
4 弹簧 不锈钢 11 销轴 不锈钢
5 蝶板胶塞 丁腈橡胶 12 填料 铸铜
6 反冲盘 铸铁 13 过滤网 不锈钢304
7 填料 青铜 14 过滤水嘴 黄铜
自力式流量平衡阀指的是一种具有自动调节功能,能使管网实现动态平衡的新型阀门。
平衡阀是一种具有数字锁定特殊功能的调节型阀门,采用直流型阀体结构,具有更好的等百分比流量特性,能够合理地分配流量, 有效地解决供热(空调)系统中存在的室温冷热不均问题。同时能准确地调节压降和流量,用以改善管网系统中液体流动状态,达到管网液体平衡和节约源的目的。
平衡阀可安装在供水管路上,也可安装在回水管路上(每个环路中只需安装一处)。对于热力站的一次环路侧来说,为方便平衡调试,建议将平衡阀安装在水温较低的回水管路上。总管上的平衡阀,宜安装在供水总管水泵后(水泵下游),以防止由于水泵前(阀门后)压力过低,可能发生水泵气蚀现象。
怎样提高平衡阀系统的稳定性,下面来看一下:
1.更改平衡阀的设定压力
通常来说提高平衡阀的设定值有助于提高系统的运行稳定性,但是同时也带来了系统工作压力的升高,改变了系统运行工况点。
2.换用控制比较低的平衡阀
如果发现在液控节流的过程中有抖动,更换控制比较低的平衡阀,安装尺寸通常都能互换,也是比较容易实行的措施。4.3:1的适合常规液压系统;小于4.3:1的适合负负载变化比较大的场合;大于4.3:1的适合负负载基本为常值的场合
3.降低先导控制压力的波动
先导控制压力一直波动,平衡阀阀芯位置就会波动,节流口面积就会波动,从而导致流量波动。
1)增加固定阻尼: 在控制腔压力管路中加阻尼孔
2)增加可调阻尼:
当我们不清楚需要用多大的阻尼孔的时候,或者工况多变,可以采用可调阻尼,通过试验确定。因为平衡阀控制腔容积很小,进出控制腔流量就很小,
因此,阻尼孔的孔径必须很小才能起作用。孔径通常为0.3-0.8mm。 这也就是为什么我们为了使平衡阀系统运行的更加稳定,调节阻尼孔一开始感觉不起作用,后来才会感觉起作用。
3)设置单向节流阻尼(例如HBS的A060671.02.00):
通常来说增加阻尼会延长响应时间,使平衡阀会慢开、也会慢关。为了使平衡阀慢开快关,可以采用单向阻尼的形式。
4)设置分压节流孔(例如HBS的A070381.29.00、A060471.19.00):
通过液压半桥进行分压,可以减小平衡阀驱动腔压力的波动,从而显著提高系统运行的稳定性。但是同时也会带来如下影响:
(1)通过节流孔分压,会改变工况点,并增加能耗。
(2)通过节流孔分压,会有一部分油液损失掉,若在定量泵供油系统中,会有可能稍微降低执行元件的运行速度。
4.平衡阀负载口前附加节流口(如HBS的A070311.03.00A070411.01.00):有如下作用:
1)可以分散压降,帮助消耗能量。有时候要消耗掉的负负载很大,达到几十、上百KW。如果集中在一个阀口,发热严重、温升高,还可能引起卡阀。
2)可以减小震动。
3)落在平衡阀口两侧的压降小了,平衡阀节流口就可以开的大些,对阀芯位置的波动就不那么敏感了。
4)可以避免,平衡阀刚开启的瞬间(阀芯受力不平衡、为动态过程)(油缸也是动态受力不平衡),流量过大引起的冲击。
需要注意的是:节流阀装在平衡阀AB口处,产生一定的回油背压,会增大平衡阀设定值。如果具备安装条件(管式安装、且平衡阀距油缸C1C2口较远),可以考虑把节流阀放在C1C2口处。
当安装有平衡阀的新系统连接于原有供热(冷)管网时,必须注意新系统与原有系统水量分配平衡问题,以免安装了平衡阀的新系统(或改造系统)的水阻力比原有系统高,而达不到应有的水流量。
(a)为新系统连接于原有系统的末端;(b)为新系统连接于原有系统的中间位置,应在原有系统的入口处加设平衡阀。
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