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NUMATICS过滤减压阀

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NUMATICS过滤减压阀是通过调节,将进口压力减至某一需要的出口压力,并依靠介质本身的能量,使出口压力自动保持稳定的阀门。从流体力学的观点看,NUMATICS减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件,即通过改变节流面积,使流速及流体的动能改变,造成不同的压力损失,从而达到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的调节,使阀后压力的波动与弹簧力相平衡,使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。
NUMATICS过滤减压阀性能类别编辑
(1)调压范围:它是指NUMATICS减压阀输出压力P2的可调范围,在此范围内要求达到规定的精度。调压范围主要与调压弹簧的刚度有关。
(2)压力特性:它是指流量g为定值时,因输入压力波动而引起输出压力波动的特性。输出压力波动越小,NUMATICS减压阀的特性越好。输出压力必须低于输入压力—定值才基本上不随输入压力变化而变化。
(3)流量特性:它是指输入压力—定时,输出压力随输出流量g的变化而变化的持性。当流量g发生变化时,输出压力的变化越小越好。一般输出压力越低,它随输出流量的变化波动就越小。
它可将阀前管路较高的液体压力减少至阀后管路所需的水平。这里的传输介质主要是水。NUMATICS减压阀广泛用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其他场合,以保证给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量。鉴于水的漏失率和浪费程度几乎同给水系统的水压大小成正比,因此NUMATICS减压阀具有改善系统运行工况和潜在节水作用,据统计其节水效果约为30%。
NUMATICS减压阀的构造类型很多,以往常见的有薄膜式、内弹簧活塞式等。NUMATICS减压阀的基本作用原理是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压。
JB/T2203-1999《NUMATICS减压阀结构长度》为主的通用类。目前国内大多数NUMATICS减压阀生产厂家均按本标准设计生产,但本标准也不尽完美,规格不全。气体NUMATICS减压阀zui大公称通径为DN500,水用NUMATICS减压阀zui大公称通径DN1000。根据厂家所生产的NUMATICS减压阀规格及掌握的资料来看,各厂家连接尺寸也不尽统一,建议通用机械研究所对JB/T2203-1999《NUMATICS减压阀结构长度》进行修订。建议设计院及用户按标准选用,NUMATICS减压阀生产厂家按标准设计制造。
主要作用
NUMATICS减压阀的作用原理是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压,水压降的范围由连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节。定比减压原理是利用阀体中浮动活塞的水压比控制,进出口端减压比与进出口侧活塞面积比成反比。这种NUMATICS减压阀工作平稳无振动;阀体内无弹簧,故无弹簧锈蚀、金属疲劳失效之虑;密封性能良好不渗漏,因而既减动压(水流动时)又减静压(流量为0时);特别是在减压的同时不影响水流量。
水流通过NUMATICS减压阀虽有很大的水头损失,但由于减少了水的浪费并使系统流量分布合理、改善了系统布局与工况,因此总体上讲仍是节能的。介质为蒸汽的场合,宜选用先导活塞式NUMATICS减压阀或先导波纹管式NUMATICS减压阀。为了操作、调整和维修的方便,NUMATICS减压阀一般应安装在水平管道上。
常见故障
(1)出口压力几乎等于进口压力,不减压
这一故障现象表现为:NUMATICS减压阀进出口压力接近相等,而且出口压力不随调压手柄的旋转调节而变化。产生原因和排除方法如下。
①因主阀芯上或阀体孔沉割槽棱边上有毛刺或者主阀芯与阀体孔之间的间隙里卡有污物,或者因主阀芯或阀孔形位公差超差,产生液压卡紧,将主阀芯卡死在zui大开度(max)的位置上,由于开口大,油液不减压。此时可根据上述情况分别采取去毛刺、清洗和修复阀孔和阀芯精度的方法予以排除。
②因主阀芯与阀孔配合过紧,或装配时拉毛阀孔或阀芯,将阀芯卡死在zui大开度位置上,此时可选配合理的间隙。J型NUMATICS减压阀配合间隙一般为0. 007~0. 015mm,配前可适当研磨阀孔,再配阀芯。
③主阀芯短阻尼孔或阀座孔堵塞,失去了自动调节机能,主阀弹簧力将主阀推往zui大开度,变成直通无阻,进口压力等于出口压力。可用φ1. Omm钢丝或用压缩空气吹通阻尼孔,并进行清洗再装配。
④对J型NUMATICS减压阀,带阻尼孔的阻尼件是压入主阀芯内的,使用中有可能因过盈量不够而冲出。冲出后,使进油腔与出油腔压力相等(无阻尼),而阀芯上下受力面积相等,但出油腔有一弹簧,所以主阀芯总是处于zui大开度的位置,使出口压力等于入口压力。此时需重新加工外径稍大的阻尼件并重新压入主阀芯。
⑤JF型NUMATICS减压阀,出厂时泄油孑L是用油塞堵住的。当此油塞未拧出而使用时,使主阀芯上腔(弹簧腔)困油,导致主阀芯处于zui大开度而不减压。J型管式阀与此相同。J型板式阀如果设计安装板时未使L口连通油池也会出现此现象。
⑥对J型管式阀,拆修时很容易将阀盖装错方向(错90°或180°),使外泄油口堵死,无法排油,造成同上的困油现象,使主阀顶在zui大开度而不减压。修理时将阀盖装配方向装对即可。
⑦对JF型NUMATICS减压阀,顶盖方向装错时,会使输出油孔与泄油孔相通,造成不减压,也须注意。
(2)出口压力很低,即使拧紧调压手轮,压力也升不起来
①NUMATICS减压阀进出油口接反了:对板式阀为安装板设计有错,对管式阀是接管错误。J型NUMATICS减压阀的进出油口跟Y型溢流阀的进出油口刚好相反。用户使用时请注意阀上油口附近所打的钢印标记(Pl、P2、L等字样),或查阅液压元件产品目录,不可设计错和接错。
②进油口压力太低,经NUMATICS减压阀芯节流口后,从出油口输出的压力更低,此时应查明进油口压力低的原因(例如溢流阀故障)。
③NUMATICS减压阀下游回路负载太小.压力建立不起来,此时可考虑在NUMATICS减压阀下游串接节流阀来解决。
④先导阀(锥阀)与阀座配合面之间因污物滞留而接触不良,不密合;或先导锥阀有严重划伤,阀座配合孑L失圆,有缺口,造成先导阀芯与阀座孔不密合。
⑤拆修时,漏装锥阀或锥阀未安装在阀座孔内。对此,可检查锥阀的装配情况或密合情况。
⑥主阀芯上长阻尼孔被污物堵塞,如图3-21所示,P2腔的油液不能经长阻尼孔e流入主阀弹簧腔,出油腔P2的反馈压力传递不到先导锥阀上,使导阀失去了对主阀出口压力的调节作用。阻尼孔堵塞后,主阀P。腔失去了油压p3的作用,使主阀变成一个弹簧力很弱(只有主阀平衡弹簧)的直动式滑阀,故在出油口压力很低时,便可克服平衡弹簧的作用力而使NUMATICS减压阀节流口关小ymin,这样进油口压力p1经ymin节流口大幅度降压至p2,使出油口压力上不来。应使长阻尼孔通畅。
⑦先导阀弹簧(调压弹簧)错装成软弹簧,或者因弹簧疲劳产生永久变形或者折断等原因,造成p2压力调不高,只能调到某一低的定值,此值远低于NUMATICS减压阀的zui大调节压力。
⑧调压手柄因螺纹拉伤或有效深度不够,不能拧到底而使得压力不能调到zui大。
⑨阀盖与阀体之间的密封不良,严重漏油。产生原因可能是O形圈漏装或损伤,压紧螺钉未拧紧以及阀盖加工时出现端面平面度误差,一般是四周凸,中间凹。
⑩主阀芯因污物、毛刺等卡死在小开度的位置上,使出口压力低。可进行清洗与去毛刺。
(3)不稳压,压力振摆大,有时噪声大
根据相关标准的规定,J型NUMATICS减压阀压力振摆为±o.lMPa,JF型为±o.3MPa,超过此标准为压力振摆大,不稳压。
①J型与JF型NUMATICS减压阀为先导式,先导阀与溢流阀通用,所以产生压力振摆大的原因和排除方法可参照溢流阀的有关部分进行。
②NUMATICS减压阀在超过额定流量下使用时,往往会出现主阀振荡现象,使NUMATICS减压阀不稳压,此时出油口压力出现“升压一降压一再升压一再降压”的循环,所以一定要选用适合型号规格的NUMATICS减压阀。
③泄油口L受的背压大,也会产生压力振摆大和不稳压的现象,泄油管宜单独回油。
④弹簧变形或刚度不好(热处理不好),导致压力波动大,可更换合格的弹簧。
(4)工作压力调定后出油口压力自行升高
在某些减压控制回路中,NUMATICS减压阀的出口压力是用来控制电液换向阀或外控顺序阀等的控制油液压力大小的,当电液换向阀或外控顺序阀换向或工作后,NUMATICS减压阀出油口流量变为零,但压力还需保持原先调定的压力。这种情况下,因阀出口流量为零,流经减压口的流量只有先导流量。由于先导流量很少,一般在2L/min之内,因此主阀减压口基本上接近全关位置(开度极小),先导流量由三角槽或斜锥面处流出,如果主阀芯配合过松或磨损过大,则泄漏量增加。按流量连续性定理,这部分泄漏量也必须从主阀芯阻尼孔流来,即流经阻尼孔的流量由先导流量和泄漏量两部分构成,而阻尼孔面积和主阀弹簧腔油液压力未变(弹簧腔油液压力由已调好的调压弹簧预压缩量确定),为使通过阻尼孔的流量增加,必然引起主阀下腔油液压力的升高。因此,当NUMATICS减压阀出口压力调定后,如果出口流量为零时,出口压力会因主阀芯配合过松或磨损过大而升高。
美国NUMATICS减压阀上海办事处
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