插装阀的介绍与应用

插装阀的介绍与应用

1 插装阀概述

二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。

1.1 二通插装阀的特点

二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。

1.2 二通插装阀的组成

二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构。

图1 二通插装阀的典型结构

控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2)。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。

图2 盖板控制油孔

先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。

插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3)。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B 口。阀芯开启，A口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2位2通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。

图3 插装元件

根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。同一通径的三种组件安装尺寸相同，但阀芯的结构形式和阀套座直径不同。三种组件均有两个主油口A和B、一个控制口x，如图4所示。

a)方向阀组件 b)压力阀组件 c)流量阀组件

1-阀套 2-密封件 3-阀芯 4-弹簧 5-盖板 6-阻尼孔

7-阀芯行程调节杆

图4 插装阀基本组件

2 插装阀主要组合与功能

2.1 插装方向控制阀

插装阀可以组合成各式方向控制阀。

1作单向阀

如图5a和5b，将x腔和A或B腔连通，即成为单向阀。连接方法不同，其导通方式也不同。若在控制盖板上如图5c连接一个二位三通液动换向阀，即可组成液控单向阀。

图5 插装式单向阀与液控单向阀

2．作二位二通阀

如图6a和6c连接二位三通阀，即可组成二位二通电液阀。

图6 插装式二位二通阀

3．作二位三通阀

如图7连接二位四通阀，即可组成二位三通电液换向阀。

图7 插装式二位三通阀

4．作二位四通阀

如图8连接二位四通阀，即可组成二位四通电液换向阀。

图8 插装式二位四通阀

5．作三位四通阀O型换向阀

如图9连接三位四通阀换向阀和单向阀，即可组成三位四通阀中位为O型电液换向阀。

图9 插装式三位四通O型换向阀

6．作多机能四通阀

如图10连接换向阀，利用对电磁换向阀的控制实现多机能功能。先导阀控制状态下的机能如表1。电磁铁的带电状态用符号“+”表示；断电状态用“-”表示。

图10 插装式多机能三位四通阀

表1 先导阀控制的滑阀机能

2.2 插装压力控制阀

对插装阀的x腔进行压力控制，便可构成压力控制阀。

1．作溢流阀或顺序阀

如图11a，在压力型插装阀芯的控制盖板上连接先导调压阀（溢流阀），当出油口接油箱，此阀起溢流阀作用；当出油口接另一工作油路，则为顺序阀。

2．作卸荷阀

如图11b连接二位二通换向阀，当电磁铁通电时，出口接油箱，则构成卸荷阀。

3．作减压阀

采用插装阀芯和溢流阀如图11c连接，则构成减压阀。液压油从P1流入P2流出，出口油液通过阀芯上的中心阻尼孔、盖板和先导阀接通。当减压阀出口的压力较小，不足以顶开先导阀芯时，主阀芯上的阻尼孔只起通油作用，使主阀芯上、下两腔的液压力相等，而上腔又有一个小弹簧作用，必使主阀芯处在下端极限位置，减压阀芯大开，不起减压作用；当压力增大到先导阀的开启压力时，先导阀打开，泄漏油液单独流回油箱，实行外泄。减压阀在调定压力下正常工作时，由于出口压力与先导阀溢流压力和主阀芯弹簧力的平衡作用，维持节流降压口为某定值。当出口压力增大，由于阻尼孔液流阻力的作用产生压力降，主阀芯所受的力不平衡，使阀芯上移，减小节流降压口，使节流降压作用增强；反之，出口的压力减小时，阀芯下移，增大节流降压口，使节流降压作用减弱，控制出口的压力维持在调定值。

图11 插装式压力控制阀

2.3 插装流量控制阀

插装流量阀同样有节流阀和调速阀等型式。

1．作节流阀

在方向控制插装阀的盖板上安装阀芯行程调节器，调节阀芯和阀体间节流口的开度便可控制阀口的通流面积，起节流阀的作用，如图12a。实际应用时，起节流阀作用的插装阀芯一般采用滑阀结构，并在阀芯上开节流沟槽。

2．作调速阀

插装式节流阀同样具有随负载变化流量不稳定的问题。如果采取措施保证节流阀的进、出口压力差恒定，则可实现调速阀功能。如图12b连接的减压阀和节流阀就起到这样的作用。

图12 插装式流量控制阀

3 插装阀设计使用注意事项

1)插装阀在工作中，由于复位弹簧力较小，因此阀的状态主要决定于作用在A、B、X三腔的油液压力，而p A、p B由系统或负载决定。若采用外控(即控制油来自工作系统之外的其他油源)，则p x是可控的；若采用内控(即控制油来自工作系统本身)，则p x也将受到负载压力的影响。所以负载压力的变化及各种冲击压力的影响，对内控控制压力的干扰是难免的。因此，在进行插装阀系统设计时必须经过仔细分析计算，清楚了解整个工作循环中每个支路压力变化的情况，尤其注意分析动作转换过程冲击压力的干扰，特别是内控方式。须重视梭阀和单向阀的运用，否则将造成局部误动作或整个系统的瘫痪。

2)如果若干个插装阀共用一个回油或泄油管路，为了避免管路压力冲击引起意外的阀芯移位，应设置单独的回油或泄油管路。

3)应注意面积比、开启压力、开启速度及密封性对阀的工作影响。

4)由于插装阀回路均是由一个个独立的控制液阻组合而成，所以它们的动作一致性不可能像传统液压阀那样可靠。为此，应合理设计先导油路，并通过使用梭阀或单向阀等元件的技术措施，以避免出现

瞬间路通而导致系统出现工作失常甚至瘫痪现象。

5)阀块又称集成块或通道块，它是安装插装元件、控制盖板及与外部管道连接的基础阀体。阀块中有插装元件的安装孔(也称插入孔)及主油路孔道和控制油路孔道，有安装控制盖板的加工平面、安装外部管道的加工平面及阀块的安装平面等。二通插装阀的安装连接尺寸及要求应符合国家标准(GB2877)。阀块可选用插装阀制造厂商的标准件，也可根据需要自行设计。