高压柱塞泵水射流设备可在额定压力以下的任意压力运行,调节这一运行的机构叫调压阀。因为凡在额定压力以下运行都要伴随溢流(即偏离额定工况点,溢出多余的流量),所以调压与溢流同时发生;而当在常压下运行时,流量全部溢流,没有压力负荷,这一作用则称之为卸荷。调压阀也可以设计成以卸荷为目的的阀。
调压指在额定调节范围内,借助改变弹簧对阀芯的预置压力,改变机组的排出压力;溢流指阀芯开启后液体的部分旁通或全部旁通,全部旁通时泵则在常压下运行,亦即卸荷。因此,调压引发的2种结果部分溢流或卸荷,总会出现一种。调压溢流阀是最常用的一种,它连接在泵的排出端。
图5-7a所示为高压柱塞泵设备弹簧式调压溢流阀。由图可见,这种阀的典型特征是三通型式,即进水、出水与旁通。正常工作状态,弹簧力的作用使溢流阀芯关闭,高压水排出至执行机构;当因某种意外(如关闭执行机构或喷嘴堵住等),自排出端回流的液体压力随之上升,该液力直接作用在弹簧上,将克服弹簧预置力开启溢流阀芯,阀芯开启的同时又加大了弹簧的反作用力,形成全部溢流。在排出端设置一单向阀,其作用一是保证关闭执行机构的水锤现象反馈至弹簧;二是再打开执行机构时,回流腔卸压,弹簧力使溢流阀芯再度关闭,同时在前后压差作用下单向阀打开,使机组正常作业。以反馈回流来改变弹簧力对溢流阀芯的关闭平衡现象,是高压柱塞泵设备溢流阀的设计特征。

图5-7b所示是在图5-7a原理上的一种变形,单向阀为一球阀，所不同的是附加杠杆手柄。其作用有二:一是预压弹簧起安全阀作用,强制卸荷起旁通溢流阀作用;二是通过旋转,调节弹簧的预压力,即起调压作用。
如果将弹簧力由手柄控制,则手柄的转动用于调压,手柄的上下摇动用于预置压力和卸荷。这种强制卸荷的方法在机组启动时尤为必要。这样,该阀即可以自动溢流,又可以强制溢流。图5-8所示为调压阀溢流和工作的两种情况。当排出口为高压腔(喷枪关闭),液体压力使阀芯关闭并克服弹簧力和小阀芯受力,打开小阀芯溢流;当排出口为低压腔(喷枪打开),高压水又克服并紧弹簧力使阀芯打开。与此同时小阀芯关闭,溢流阀处于连通工作状态。这里设置两个阀芯,且大阀芯以小阀杆为导向,非常巧妙。

图5-9所示的调压溢流阀的特点是借助先导阀间接调节溢流阀阀芯受力,保证溢流阀自动灵敏启闭。
该阀的工作原理是:在泵的高压水进入喷枪的同时,经过溢流阀阀芯中间节流孔进阀芯背腔亦即先导阀腔。高压回流加强了弹簧力对溢流阀阀芯的密封压力。当减小先导阀弹簧力,高压水将打开先导阀,回流至低压腔卸荷,同时溢流阀因背压失去而打开,全部高压水基本上均经此通道溢流,泵也就空载运行;反之,当增加先导阀弹簧力,又重新建立溢流阀背压保证其关阀,高压水直接至喷嘴形成射流。必须注意阀芯节流孔的设计。

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