自动压力切换阀的工作原理及应用

在液压测试过程中为了简化测试系统，经常会遇到在同一油路上同时需要检测高压和低压，如液压缸的最低起动压力和耐压试验。为了满足测试精度的要求，高、低压测试又不能同时使用同一个量程的压力表，这就要求在测试高压时将低压测试装置关闭，以保护低压装置不被损坏，而实际工作中，经常发生忘记关闭低压装置而发生事故的情况。为了彻底地解决这个问题，作者设计制造了一种能自动进行压力切换的自动压力切换阀。通过该装置的使用，有效避免了低压装置的损坏，同时能够满足高、低压测试需要。这种自动压力切换阀还可用于负载变化较大的单泵系统中，组成负载传感系统、起到节能作用。
　　1　结构及工作原理
　　自动压力切换阀主要由调整螺塞、调整弹簧、控制阀芯和阀体组成。
　　将低压测试仪表接于阀的P1口，高压仪表接于P2口，压力油源接于P口。
　　当切换阀工作时，控制阀芯4同时受到由压力油进入阀腔作用于A1面的液压力F1、作用于A2面和A3面的液压力F2和F3，以及由弹簧压缩所产生的弹簧力Ft，如图2所示。
　　由于当切换阀的结构尺寸确定后，F1、F2和F3都只与液压油工作压力p成正比，可以把这3个力简化成1个力Fy。
　　Fy＝C.p
　　式中　C――常数
　　弹簧力：
　　Ft＝K.Δx
　　式中　K――弹簧刚度力的平衡方程可以写成：
　　Fy－Ft＝0
　　因此，可以建立起一个压力p和弹簧变形量Δx的关系式：
　　Δx＝A.p
　　式中　A――只与自动压力切换阀结构尺寸和弹簧刚度有关的常量
　　由此式可以看出，控制阀芯的位移量Δx与进入阀腔的油液的工作压力p成正比例关系，也就是说，当系统压力达到一定程度(由调整弹簧设定的切换压力)时，Δx也达到足够大，控制阀芯移动以实现遮盖P1口，切断由P1向外供给的油液，实现对低压压力表的保护。其控制阀芯的最大位移可以限位，同时控制阀芯和P1口的关系为正遮盖，以防止控制阀芯位移超量。
　　2　其他应用
　　该自动压力切换阀还可以用于一些工程机械的单泵供油、负载压力变化范围较大的场合，组成一个简易的负载传感系统，以实现节能的作用，见图3。
　　（1）　C端接负载，A、B端封闭，可以组成一个单泵供油，高低压同时工作的系统。当负载压力较低时，系统压力由接在P1口的低压溢流阀设定，需要较小的驱动功率。当负载压力升高到自动压力切换阀的设定压力时，切换阀自动切断低压溢流阀，则改用接于P2口的高压溢流阀来设定，以实现高、低压力的自动设定，从而实现节能。
　　（2）　C端封闭，A、B端分别接负载，可以组成一个单泵供油、高、低压不同时工作的简易负载传感系统，工作原理同上。