液控限速平衡阀在三峡工程启闭机上的应用

　　0 引言

　　通常,在水工闸门液压启闭机液压控制系统中,为了防止垂直运动或绕水平轴转动的闸门由于自重而自行下落,可以在油缸活塞的下行回路上设置产生一定背压的液压元件,阻止闸门自由下落,或减缓闸门因自重而加速下降,这种回路称平衡回路。常见的平衡回路一般由单向顺序阀或者单向节流阀加液控单向阀构成。用单向顺序阀组成的平衡回路运行较平稳,但由于顺序阀有泄漏,在长期停留时活塞将缓慢下降,因而它仅适用于支承闸门重量不大和停留时间较短的系统。由单向节流阀加液控单向阀构成的平衡回路,虽然泄漏量小、闭锁性能好,但因节流阀本身固有的流量-负载特性,启闭机运动速度受负载变化的影响较大,负载变化大时甚至会发生振动。因此,这两种平衡回路都有不足之处。

　　液控限速平衡阀(也称单向截止调速阀或减速阀、制动阀)是一种具有超速自动调节功能的负载平衡阀,它综合了上述两者的优点,克服了各自的缺点,既能使工作部件平稳运行,又有很好的闭锁性能,适用于功率较大、负载变化而又要求下降平稳和能长时间锁紧的机构中。图1所示为用液控限速平衡阀(序号4)组成的典型平衡回路。

　　此外,液控限速平衡阀还可用于防止水平液压缸在运行过程中受突发的反向荷载作用时引起运动速度失控,使执行器的运动速度不受负载大小和方向突然变化的影响,始终按预先设定的速度平稳运行,这是常规平衡阀不具备的功能。

　　液控限速平衡阀具有反应迅速、动作可靠、安装方便等优点,在国内外已用于冶金机械、造纸工业机械、公路桥起升机构等液压设备上,国内一些闸门启闭机也采用了这种平衡阀。下面就液控限速平衡阀的结构、工作原理、性能特点与主要功能及其在三峡工程液压启闭机上的应用作简要介绍。

　　1 液控限速平衡阀的结构组成与工作原理

　　图2为液控限速平衡阀的结构原理图。它主要由阀体9、阀套5、主阀芯6、先导阀芯7、控制活塞4、阻尼活塞2、阻尼孔1及弹簧3、8等组成。油口X为控制油口,油口B为负载油口,油口A接动力源或油箱(图1)。其工作原理与带卸荷阀芯的液控单向阀相似,但反向开启时液控限速平衡阀的阀口具有节流调速功能;同时,其开口的大小又与控制压力相关,使得该阀具有超速自动调节能力。

　　图2中所示为该阀处于原始位置,在弹簧3、8的作用下,控制活塞4处于最左端位置,主阀芯6和先导阀芯7将A、B口之间的通道切断。此时a腔与A口相通, b腔通过先导阀芯7内的轴向孔及先导阀芯7、主阀芯6、阀套5上的径向小孔与B口相通。当油液从A口流向B口(即图1中活塞上升工况)时, a腔油压克服b腔油压、弹簧8的弹性力及主阀芯6的摩擦阻力,主阀芯6即被推开,压力油从A口进入B口,实现正向流动。如果油缸活塞上升过程中A口压力因某种意外事故(例如图1中与油口A连接的管路破裂或管接头拔脱)突然下降,由于此时b腔仍与B口相通,在b腔油压即负载压力的作用下,主阀芯6可立即关闭,防止重物坠下。