流量控制阀工作原理
流量控制阀的定义和分类
流量控制阀是一种用于控制流体介质流量的阀门装置，通过调节阀门的开度来改变流体的 通量，从而实现对流量的控制。流量控制阀广泛应用于工业生产、液压系统、供水系统、化 工过程等领域。
根据不同的工作原理和结构特点，流量控制阀可以分为以下几类：
1. 手动流量控制阀：由操作人员手动旋转或推动阀门来调节流量。常见的手动流量控制阀 有旋塞阀、截止阀等。
5. 气动流量控制阀：通过气动执行器控制阀门的开度，实现对流量的自动调节。常见的气 动流量控制阀有气动调节阀、气动球阀等。
流量控制阀的定义和分类
6. 液动流量控制阀：通过液动执行器控制阀门的开度，实现对流量的自动调节。常见的液 动流量控制阀有液动调节阀、液动球阀等。
以上是流量控制阀的一些常见分类，不同类型的流量控制阀适用于不同的应用场景和流体 介质。在选择和使用流量控制阀时，需要考虑流体性质、流量范围、压力要求以及控制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度 等因素。
2. 压力补偿流量控制阀：根据压力变化自动调节阀门开度，以保持流量稳定。常见的压力 补偿流量控制阀有调节阀、比例阀等。
流量控制阀的定义和分类
3. 流量调节阀：根据需要调节阀门的开度，以实现对流量的精确控制。常见的流量调节阀 有节流阀、调节阀等。
4. 电动流量控制阀：通过电动执行器控制阀门的开度，实现对流量的自动调节。常见的电 动流量控制阀有电动调节阀、电动球阀等。
液压-第07章流量控制阀
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7.2.1 流量的 “压差法”测 量
指令力
代表流量大 小的压差力
流量控 制阀口
１、串联减 压式流量负 反馈控制
Rx
pq
pq A 弹簧力 恒定 固定节流孔液阻 所以q 恒定 q p q
流量传 感器Rq
qL
所谓“恒压源串联减压式调节”是指系统采用恒压源供油， 流量调节阀口RQ、流量控制阀口Rx与负载Z相串联，此时阀口 Rx称为减压阀口。这是一种先减压后节流的流量控制形式。
6
7.1.2
影响流量稳定性的因素
液压系统在工作时，希望节流口大小调节好后，流量
q稳定不变。但实际上流量总会有变化，特别是小流量时，
流量稳定性与节流口形状、节流口前后压差以及油液温度 变化等因素有关。 （1）压差变化对流量稳定性的影响 当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将明
显随之改变，节流口的这种特性可用节流刚度T来描述。
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7.1.3 节流口的形式 节流口是流量阀的关键部位，节流口形式在很大程
度上决定着流量控制阀的性能。
(1)直角凸肩节流口 B h
D
本结构的特点是过流面 积和开口量呈线性结构关系， 结构简单，工艺性好。但流 量的调节范围较小，小流量 时流量不稳定，一般节流阀 较少使用。
h≤B；B — 阀体沉割槽的宽度。
qL K A0 p m K K 0 x p m 式中: C0 KK 0 p m 常数 A0 K 0 x
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q L C0 x
图7.4
7.3
7.3.1
普通节流阀
节流阀
调节 手轮 螺帽
液流从进油口流入 经节流口后，从阀的出 油口流出。本阀的阀芯 3的锥台上开有三角形 槽 。转动调 节 手 轮 1， 阀 芯3 产 生轴 向 位 移， 节流口的开口量即发生 变化。阀芯越上移开口 量就越大。
给水泵最小流量控制阀(再循环阀)
一、概述 最小流量控制阀是给水泵的重要设备，与125、200、300、600MW 机组锅炉给水泵配套使用。
当给水流量由于机组运行工况所限低于某一最小值时，将导致给水泵内介质汽化而使设备无法工作甚至损坏。
最小流量控制阀就是当给水流量减小到最小流量时，立即打开，介质经控制阀回到除氧器；当给水流量达到一定量时，最小流量控制阀关闭，系统进入正常工作。
运行时给水泵出口压力很高，而除氧器压力很低（0.8MPa 以下），所以，最小流量阀须承受很高的压差。
开高公司采用多级套筒小孔式节流罩，通过阀芯上下移动改变节流面积，实现流量的调节；小孔式节流罩即是一只节流元件，又是消音器，故该阀门噪音小，耐气蚀；密封面采用免冲刷结构，选用合理的耐冲刷不锈钢材料和适当的表面硬化处理，大大延长使用寿命 ；合理安排压降，通道设计顺畅，避免产生闪蒸、气蚀和涡流；平衡型阀芯设计使阀杆受力较小，操作机构较小。
该阀调节平稳、气蚀小、振动轻、噪音低、磨损小、寿命长，该阀门采用简易装配结构，拆装方便、维修简单。
另外一种结构为迷宫式节流罩。
该型阀门采用多片迷宫片叠合而成的迷宫盘构成节流件，水流在迷宫中曲折来回而节流降压，通过阀芯上下移动来改变节流面积实现调节流量。
具有抗气蚀、耐磨损、低噪音、调节平稳的特点。
是当今高压差阀门技术新潮流。
二、工作原理该系列调节阀由执行机构和阀门本体两部分构成。
执行机构可选用IQL 智能型电动执行机构或DKZ 型电动执行机构及用户指定的执行机构。
IQL 智能型电动执行机构接受DC4-20mA 信号，且输出DC4-20mA 反馈信号，实现比例控制，它无须开盖，可通过红外遥控器完成阀位限位、扭矩设定，阀位校准等各种参数的调整。
DKZ 型电动执行器性能好、价格低、通用性强。
执行机构（或伺服放大器）接受输入信号，产生驱动力，带动阀杆动作，调节介质流量或压力，同时，执行机构反馈一个阀的位置信号，与输入信号比较，使调节阀始终处在与输入信号相对应的位置上，完成伺服调节任务。
第四章 流量阀
▲速度负载特性：
v=
F q p − KAT A q1 1 = A1 A1
m
速度负载特性曲线如 速度负载特性曲线如 图：
分析：当通流面积一定时， 分析：当通流面积一定时， 负载大时速度刚度大 时速度刚度大； 负载大时速度刚度大； 而负载一定时，通流面积越小 而负载一定时， 高速），速度刚度越大。 ），速度刚度越大 （高速），速度刚度越大。
节流阀 → 液压缸 qp < 溢流阀 → 油箱
演示
▲速度负载特性
●缸在稳定工作时 ，其受力平衡方程
式为： 式为：
p1 A1 = F + p2 A2
●由于P2为零，所以： 由于P 为零，所以：
F p1 = A1
节流阀两端压力差为: ●节流阀两端压力差为
F ∆p = p p − p1 = p p − A1
进油路节流调速 按流量阀安装位置不同 < 回油路节流调速 旁油路节流调速
（1）进油路节流调速
◆调速原理：将节流阀串联在进入液压缸的油路上， 调速原理： 节流阀串联在进入液压缸的油路上， 调节通过节流阀的流量，即可调节进入液压缸的流量， 调节通过节流阀的流量，即可调节进入液压缸的流量， 从而调节液压缸的运动速度。 从而调节液压缸的运动速度。
针阀式节流口 针阀式节流口
偏心槽式节流口 偏心槽式节流口
轴向三角槽式节流口 轴向三角槽式节流口
周向缝隙式节流口
★节流阀实现流量调节的条件
——必须具备一个与节流回路并联的分支回路 ——必须具备一个与节流回路并联的分支回路。 必须具备一个与节流回路并联的分支回路。 溢流阀或恒压变量泵） （溢流阀或恒压变量泵）
§4－4
流量控制阀及速度控制回路
恒流量调节阀(压差流量控制
恒流量调节阀（自力式流量控制阀）原理图恒流量调节阀的特点一、技术性能：1、流量调节范围宽：最大流量为最小流量的10至20倍。
2、压差控制范围大：为0.03Mpa ~ 0.45Mpa。
3、流量控制精度高：相对误差仅为5%-8%。
二、新型的专利结构：1、新型的阀瓣：获得中国专利，并已通过国际专利初审。
2、全部构件装在同一轴线上：为上部可拆卸的单向结构，维护清理方便。
3、可采取多种驱动方式：其手动简便直观，并可实施电动、自控和遥控。
4、符合截止阀的标准结构长度：为传统的外形，小巧的体积。
5、感压元件采用金属波纹管：可靠性高，使用寿命长。
三、加工精密、材质优良：1、产品加工精度高，装配精密，并逐台通过严格的实测和检定。
2、阀瓣、阀轴均采用青铜铸件加工制造。
（美标954）3、金属波纹管和阀内紧固件的材质均为不锈钢（美标316）。
4、阀壳、手轮为精密铸件，外表喷涂环氧树脂防腐。
集中供暖分户热计量的技术措施分户热计量是采用热量商品化设备、室温手动和自动调控设备实现节能供暖，并促使用户主动节能的综合技术措施。
热量表（热量商品化设备）——实现按照用户的用热量收费，使热量真正成为商品；散热器恒温控制阀（室温手动和自动调控设备）——热量的使用者可以根据自己的需求，主动地调节用热量，与此同时它的自动控制装置可根据用户对室温的要求自动调节用热量。
压差控制阀——为散热器恒温控制阀提供合适的和稳定的工作压头，保障它正常可靠的工作恒流量调节阀——消除动态和稳态失调，保障未分户热计量的用户正常供暖；变频调速泵——根据用户的需求提供可靠的流量和扬程，保障正常供暖的同时降低电耗；锅炉运行自控系统——根据室外气候和用户的需要，自动调节控制产热量，以最小的能耗保证供热，同时保障锅炉在最佳状态下高效运行；。
比例阀工作原理
比例阀工作原理
比例阀是一种流量控制阀，它通过调节其内部开口的大小，来实现对流体的流量控制。
其工作原理可以简单描述如下：
1. 比例阀的核心组件是一个活塞或阀芯，它可以通过输入信号的控制而移动。
2. 比例阀的输入信号通常是一个电压或电流信号，这个信号会被传感器接收并转化为机械运动。
传感器通常采用了一些电气或电子元件，如霍尔传感器或光电开关。
3. 当输入信号改变时，传感器会感知到信号的变化并发送反馈信号给比例阀。
比例阀会根据输入信号和反馈信号的差异，来调整其内部开口的大小。
4. 当比例阀的内部开口变大时，流体的流量也会增加；当比例阀的内部开口变小时，流体的流量也会减小。
5. 比例阀通常配备有一些阻尼装置，以降低阀芯的运动速度并减少流体的冲击。
总的来说，比例阀通过对输入信号的控制，实现对内部阀芯开口的控制，从而调节流体的流量。
这种阀门常用于需要对流量进行精准控制的系统，如液压和气动系统。
详解流量控制阀
流量控制阀流量控制阀就是通过改变节流口通流断面得大小，以改变局部阻力，从而实现对流量得控制。
流量控制阀有节流阀、调速阀与分流集流阀等。
节流阀1-阀体2-阀心3-调节螺钉4-阀套5-阀心上得螺旋断面6-阀口阀套上得窗口W与阀心上得螺旋曲线S之间得相对运动，形成了可变通流断面面积，实现了对流量得控制。
改变节流口通流断面得大小，在一定得压差下，可以控制节流阀得流量。
图形符号：常见得几种节流口形式：针式节流口、三角槽式节流口、转槽式节流口流量特性：节流阀得节流口一定时，其流量随压差得增加而增大。
节流口小到一定值时流量不稳定，出现时断时续现象，称为节流口堵塞（一般0、05L/min）。
不出现堵塞得最小流量叫最小稳定流量。
温度变化引起流体粘度变化使流量不稳定（可采用温度补偿装置加以补偿）。
调速阀调速阀就是具有恒流量功能得阀类，利用它能使执行元件匀速运动。
1-减压阀部分 2-减压口 3-行程限位装置 4-节流阀部分 5-节流口调速阀由两部分组成，一就是节流阀部分，二就是定差减压阀部分，两部分串联而成。
图形符号：工作原理：将节流阀前后压力p2与p3分别引到定压减压阀阀心下、上两端。
当负载压力p3增大即调速阀压差变小时，作用在定差减压阀心得力使阀心下移。
减压口增大，压降减少，使p2也增大，从而使节流阀压差△p=p2-p3保持不变；反之亦然，这样就使调速阀得流量不受其压差变化得影响，而保持恒定。
详细原理说明原理说明：通过阀得流量，不随阀前后得压差ΔP(ΔP = P1-P3)而变，而节流阀就无恒流功能。
比较下列曲线可见两者得区别。
调速阀可理解为两个串联节流口组成，Ⅰ为固定节流，Ⅱ为可变节流口。
执行元件工作时，流量Q稳定流过。
外负载F若减小，两个串联节流口得流量Q将会增大。
这时如果能够及时且自动地减小节流口Ⅱ得开度，使流量重回到原来得稳定值Q。
要做到这些就必需自动地保持（P2-P3）不变。
Ⅰ节流口用节流阀，Ⅱ节流口用定差减压阀，它可保证节流阀前后压差（P2-P3）不变，因此可实现恒流。
流量控制阀原理及节流口形式
流量控制阀原理及节流口形式流量控制阀原理及节流口形式图5-28节流阀特性曲线节流阀节流口通常有三种基本形式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔，但无论节流口采用何种形式，通过节流口的流量q及其前后压力差Sp的关系均可用式(2- 63)q=ka Sp m来表示，三种节流口的流量特性曲线如图5-28所示，由图可知：(1)压差对流量的影响。
节流阀两端压差Sp变化时，通过它的流量要发生变化,三种结构形式的节流口中，通过薄壁小孔的流量受到压差改变的影响最小。
(2)温度对流量的影响。
油温影响到油液粘度，对于细长小孔，油温变化时，流量也会随之改变，对于薄壁小孔粘度对流量几乎没有影响，故油温变化时，流量基本不变。
(3)节流口的堵塞。
节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由于油液氧化后析出的胶质、沥青等而局部堵塞，这就改变了原来节流口通流面积的大小，使流量发生变化，尤其是当开口较小时，这一影响更为突出，严重时会完全堵塞而出现断流现象。
因此节流口的抗堵塞性能也是影响流量稳定性的重要因素尤其会影响流量阀的最小稳定流量。
一般节流口通流面积越大，节流通道越短和水力直径越大，越不容易堵塞，当然油液的清洁度也对堵塞产生影响。
一般流量控制阀的最小稳定流量为0.051/min。
综上所述，为保证流量稳定，节流口的形式以薄壁小孔较为理想。
图5-29所示为几种常用的节流口形式。
图5-29(a)所示为针阀式节流口，它通道长，湿周大，易堵塞，流量受油温影响较大，一般用于对性能要求不高的场合；图5-29(b)所示为偏心槽式节流口，其性能与针阀式节流口相同，但容易制造，其缺点是阀芯上的径向力不平衡，旋转阀芯时较费力，一般用于压力较低、流量较大和流量稳定性要求不高的场合；图5-29(c)所示为轴向三角槽式节流口，其结构简单，水力直径中等，可得到较小的稳定流量，且调节范围较大，但节流通道有一定的长度，油温变化对流量有一定的影响，目前被广泛应用，图5-29(d)所示为周向缝隙式节流口，沿阀芯周向开有一条宽度不等的狭槽，转动阀芯就可改变开口大小。
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调速阀用于调节执行元件运动速度，并保证其速度的稳定。这是
因为节流阀既是调节元件，又是检测元件。当阀口面积调定后， 它一方面控制流量的大小，一方面检测流量信号并转换为阀口前 后压力差反馈作用到定差减压阀阀芯的两端面，与弹簧力相比较， 当检测的压力差偏离预定值时，定差减压阀阀芯产生相应位移， 改变减压缝隙进行压力补偿，保证节流阀前后的压力差基本不变。 但是阀芯位移势必引起弹簧力和液动力波动，因此流经调速阀的 流量只能基本稳定。调速阀的速度刚性可近似为∞。 为保证定差减压阀的压力补偿作用，调速阀的进出口压力差应大 于弹簧力Ft 和液动力Fs 所确定的最小压力差。否则无法保证流量 稳定。
华中科技大学
旁通型调速阀
结构原理
该阀又称为溢流节流阀， 由节流阀与差压式溢流 阀并连而成，阀体上有 一个进油口，一个出油 口，一个回油口。这里 节流阀既是调节元件， 又是检测元件；差压式 溢流阀是压力补偿元件， 它保证了节流阀前后压 力差Δp 基本不变。 动作原理动画
旁通型调速阀用于调节执行元件运动速度只能安装在执行元件的进油路上， 其速度刚性较调速阀小，但因此时的系统压力为（负载压力＋节流阀前后 压差Δp ），是变压系统，与调速阀调速回路相比，回路效率较高。
改变阀前后压力差Δp— —起负载阻尼作用，如 阀1。
当q＝0 时，安装节流
元件可延缓压力突变的 影响——起压力缓冲作 用，如阀2。
华中科技大学
调速阀
结构原理
调速阀是由定差减压阀与节流 阀串连而成。
压力油p1先经定差减压阀，然 后经节流阀流出。节流阀进、 出口压力油p2、p3经阀体流道 被引至定差减压阀阀芯的两端， (p2-p3)与定差减压阀的弹簧 力进行比较，因定差减压阀阀 口的压力补偿作用，使得(p2p3)基本不变。 调速阀工作原理动画 调速阀可以是定差减压阀在前， 节流阀在后，也可以是节流阀 在前，定差减压阀在后。
最小稳定流量 节流阀在很小开口下工作时，流经阀的流
量会出现周期性脉动，甚至间歇式断流，这种现象称为节流阀 的堵塞现象。为此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限 华中科技大学 制。
节流阀的应用
当节流阀前后Δp 一定
时，改变A 可改变流经 阀的流量——起节流调 速作用，如阀3。
当q 一定时，改变A 可
华中科技大学
调速阀工作时的静态方程
流量稳定性分析
定差减压阀受力平衡方程 p2A= p3A+Ft-Fs 定差减压阀压力流量方程 q1=Cd1πd x[2（p1-p2）/ρ]1/2 节流阀压力流量方程 q2=Cd2 Aj [2（p2-p3）/ρ]1/2 通过调速阀的流量 q1=q2=q
华中科技大学
节流阀
结构原理 主要零件有阀芯、阀 体和螺母。阀体上开 有进油口和出油口。 阀芯一端开有三角尖 槽，另一端加工有螺 纹，旋转阀芯即可轴 向移动改变阀口过流 面积。为平衡液压径 向力，三角槽须对称 布置。华中科技大学 Nhomakorabea
q = KLAΔp m 它反映了流经节流阀的流量q与阀前后压力差Δp 和开口面积A
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分流集流阀
分流集流阀是用来保证多个 执行元件速度同步的流量控 制阀，又称为同步阀。它包 括分流阀、集流阀和分流集 流阀三种控制类型。 分流阀结构原理：它由两个 固定节流孔1、2、阀体、阀 芯和两个对中弹簧等组成。 阀芯两端台肩与阀体沉割槽 组成两个可变节流口3、4。 固定节流孔起检测流量的作 用，可变节流口起压力补偿 作用，其过流面积通过压力 p1和p2 的反馈作用进行控制。 无论负载压力p3、p4如何变 化，都能保证q1≈q2 。 动作原理动画
流量特性方程
之间的关系。
外负载波动引起阀前后压力差Δp 变化，即使阀的开 口面积A 不变，也会导致流经阀的流量q 不稳定。
刚性
定义：阀的开口面积A 一定时 ，
T = dΔp/dq = Δp1-m/ KLAm 为节流阀的刚性 。 T 越大，节流阀的性能越好。故薄刃口（m=0.5 ）多作节 流阀阀口。 Δp 大有利于提高节流阀刚性，但过大不仅造 成压力损失增大，而且可能因阀口太小而堵塞，一般取Δp ＝（0.15～0.4 ）MPa。
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流量控制阀
华中科技大学
流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现 流量调节的阀。 普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流 阀和分流集流阀。
节 流 阀
调 速 阀
华中科技大学
流量控制原理
流经薄壁小孔的流量 q = cdA(2Δp/ρ)1/2 流经细长孔的流量 q =(πd 4/128μl )Δp 综合两式得通用节流方程 q = KLAΔp m 节流元件的节流口结构有锥形、 三角槽形、矩形、三角形等。 工业上又将节流口的过流面积 A 的倒数称为液阻，将过流面 积可调的节流口称为可变液阻。 由节流方程知，当压力差一定 时，改变开口面积即改变液阻 就可改变流量。