消防泵方向控制閥的工作原理，水泵設計理論概述與理論軸面流線繪制

2020/11/17

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 方向控制閥 

1.重點掌握單向閥、液控單向閥的導通原理和滑閥式換向閥的換向原理

2.重點掌握換向閥“位”、“通”的概念，各種操縱方式，三位閥的幾種主要中位機能及其特點

3．掌握換向閥、單向閥和液控單向閥的應用

4．了解單向閥的主要性能要求；

5．了解換向閥的結(jié)構(gòu)形式、液壓卡緊現(xiàn)象 

單向閥作用：

消防泵使液體只能沿一個方向流動，不允許反向倒流。用于泵的出口處，防止系統(tǒng)液壓沖擊影響不 泵的工作；分割通道，防止管路間的壓力相互干擾。

單向閥主要性能：

最小開啟壓力、壓力損失和反向泄漏量

工作原理：單向?qū)ǎ聪蚪刂?/span>

管式單向閥

管式單向閥結(jié)構(gòu)   1,4-閥座  2-錐閥  3-彈簧

主要由閥芯、閥體和彈簧等組成；流體從P1流入時，克服彈簧力推動閥芯，使通道接通，流體從P2流出；當流體從反向流入時，流體的壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥坐上，流體不能通過。

開啟壓力0.03-0.05MPa，作背壓閥時開啟壓力0.2-0.6MPa。

1、安裝在泵的出口，防止壓力沖擊影響泵的正常工作和泵不工作時系統(tǒng)油液倒流經(jīng)泵回油箱。

2、用來分隔油路以防止高低壓干擾。

3、與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等，使油液一個方向流經(jīng)單向閥，另一個方向流經(jīng)節(jié)流閥等。

4、安裝在執(zhí)行元件的回油路上，作背壓閥。作背壓閥的單向閥應更換剛度較大的彈簧，其正向開啟壓力為 0.3～0.5MPa。

液控單向閥的工作理：

通入控制壓力油后即允許流體雙向流動的單向閥；由單向閥和液控裝置兩部分組成。

當控制口K不通壓力油，作用同普通單向閥。 當K口通壓力油 ，油液可在兩個方向自由流動。當P1=0時反向開啟壓力（0.4-0. 5）P2

問題：流體反向流動時，P1、P2的壓力可能都很高，控制油的壓力很大才能頂開閥芯，影響工作可靠性。

解決措施：減小P1腔控制活塞的面積并采用外泄式

換向閥利用閥芯與于閥體之間的相對位置使閥體相連的各通道之間實現(xiàn)接通或斷開來改變流體流動方向的閥。使執(zhí)行元件啟動、停止、變換運動方向。

對換向閥的主要能要求是：

油路導通時，壓力損失要小；

油路斷開時，泄漏量要小；

閥芯換位，操縱力要小以及換向平穩(wěn)

換向閥工作原理：

如圖所示，三位四通換向閥有三個工作位置四個通路口。三個工作位置就是滑閥在中間以及滑閥移到左、右兩端是的位置，四個通路孔既壓力油口P、回油口O和通往執(zhí)行元件兩端的油口A和B。滑閥相對閥體做軸向移動，改變了位置，各油口的連接關(guān)系就改變了，這就是滑閥式換向閥的工作原理。

設計葉片的任務，在于給出符合流動規(guī)律的葉片形狀，為此，應首先研究液體在葉輪中的運動規(guī)律。為了研究液體在葉輪中的流動規(guī)律，我們把葉輪內(nèi)的液流從前蓋板到后蓋板分成若于層，每層相當于一個流面。液體只沿著每層流動，層與層的液體不相互混雜。這樣就把研究葉輪內(nèi)的流動簡化為研究幾個流面上的流動問題。每個流面的流動可能不同，但處理問題的方法相同，這樣又進一步把研究葉輪的流動，簡化為研究一個流面上的流動問題。流面上液體相對運動的軌跡和葉片表面形狀一致，即葉片和流面的交線是相對運動流線。兩葉片間有很多相對運動流線，假設葉片是無窮多，這些流線的形狀都相同，這時只研究每個流面上的一條流線就行了。這條流線就是葉片表面的一條型線。葉片表面和每個流面都有一條交線〔相對運動的流線)，若把幾個面和葉片的交線按一定規(guī)律〔如進出口在同一軸面上等)串起來，就成為一個葉片的表面，加上厚度則得葉片的兩個表面。可見，設計葉片其實就是畫相對運動流線。

相對運動流線和給定的葉輪內(nèi)部流動規(guī)律有關(guān)，實際上葉輪內(nèi)的流動是很復雜的。在設計中，對葉輪內(nèi)的流動作了一系列假設，用具有不同規(guī)律的流動，代替葉輪內(nèi)的復雜的流動，這就是所謂一元、二元和三元理論設計葉片方法的基礎。

為說明一元、二元和三元理論。取三個坐標軸:軸面流線方向S，正交線(過水斷面與軸面交線)方向n，圓周方向D，如圖8-16所示。 

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一元理論假設流動是軸對稱的，即每個軸面上的流動均相同。在同一個過水斷面上軸面速度均勻分布，因而軸面速度只隨軸面流線一個坐標變化。一元理論同樣假設流動是軸對稱的，但軸面速度沿同一個過水斷面不是均勻分布的。這樣，軸面速度隨軸面流線和過水斷面形成線兩個坐標而變化。可見，一元理論和二兀理論都是以尤限葉片數(shù)假

設為基礎。一氣元理論是以有限葉片數(shù)為基礎，假設流動不是軸對稱的，梅個軸面的流動各不相同，且沿同一過水斷面軸面速度也是不均勻分布的口這樣，軸面速度隨軸面、軸面流線和過水斷面形成線三個坐標而變化。

目前對于離心泵，大都按一元理論設計，但是研究葉輪中的運動規(guī)律，采用二元和二元理論的設計方法，是值得探討的。本章上要介紹一元理論的設計方法。在最后一節(jié)中介紹二元理論設計方法概要.

一元理論軸面流線的繪制

在第一章中已提到:軸面流線是流面和軸面的交線，也就是葉片和流面交線的軸面投影。一條軸面流線繞軸線旋轉(zhuǎn)一周形成的回轉(zhuǎn)面是一個流面，所以要分流面，也就是把流道分成兒個小流道。每個小流道通過的流量相等。且通過各小流道的流量△Q從進口到出口不變。流量一定，其流道的寬窄(面積)與其中的速度分布有關(guān)。按一元理論，速度沿同個過水斷面均勻分布，這樣只要把總的過水斷面分成3～5個相等的小過水斷面即可。

在具體分流線時，可先分進、出日。出口邊一般平行軸線‘如果出日邊是傾斜的，

可延長一部分流線使出口與軸線平行)，只要大致等分出日邊線段即可。對進口邊流線